FAHP法在河道整治工程后評價中應(yīng)用

朱相丞，彭廣東，楊 樾，王 欣，何 昊

(1.南京市長江河道管理處，江蘇 南京 210011；2.南京市水務(wù)建設(shè)工程有限公司，江蘇 南京 210011)

后評價工作起源于20世紀(jì)60年代的西方發(fā)達(dá)國家，我國的后評價工作起步晚，特別是水利工程后評價于1993年才進行嘗試，目前相關(guān)工作的發(fā)展仍略顯滯后，特別是針對大型項目后評價工作經(jīng)驗匱乏[1- 3]。

本文針對長江南京新濟洲河段河道整治工程中的新生洲頭導(dǎo)流壩工程進行專項量化評價，并首次采用模糊層次分析法，更直觀了解工程效果。由于河道整治工程較為復(fù)雜，以往缺少評價模型構(gòu)建經(jīng)驗，如何確定評價元素以及相互之間關(guān)系，從而構(gòu)建合理的多目標(biāo)評價體系成為最大難點[4- 7]。

1 工程概況

新濟洲河段位于長江南京河段進口，由于其地理位置的特殊性，該河段的河勢是否穩(wěn)定極大影響著整個長江南京段的河勢。為保障新濟洲河段及南京河段的穩(wěn)定，延續(xù)前期整治效果，滿足南京市國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展需要，長江南京河段新濟洲河段河道整治工程于2013年起正式實施。該工程分別由河勢控制工程以及護岸工程兩大部分組成。其中，新生洲頭導(dǎo)流壩工程是整個新濟洲河道整治工程最后一個標(biāo)段工程，工程目標(biāo)為以現(xiàn)有河勢為基礎(chǔ)，通過導(dǎo)流壩的建設(shè)加強洲頭防護，并通過加強左汊水流分流比的方式改善分流比，工程新建導(dǎo)流壩389m，采用了砂肋軟體排護底、袋裝砂筑壩、網(wǎng)兜拋石防護、格賓石籠壩面防護等工藝，2015年12月開工，2016年5月完工[8- 11]。

2 FAHP法在導(dǎo)流壩工程中的應(yīng)用

模糊層次分析法(FAHP)是一種系統(tǒng)性效果評價方法，該方法通過模擬人的思維過程，將復(fù)雜系統(tǒng)層次化，結(jié)合各個層次、指標(biāo)因素比較結(jié)果，賦予其相對重要度的權(quán)重值，結(jié)合定性和定量兩種分析方式，進行多目標(biāo)分析，具有過程清楚、操作便捷等特點。本工程通過該方法將專家及參建各方對于導(dǎo)流壩工程實施過程及效果的主觀認(rèn)知判斷用數(shù)量形式表達(dá)，真實的反映項目評價結(jié)果。

2.1 評價模型的建立

根據(jù)工程資料，對該工程評價對象進行多目標(biāo)層次分析結(jié)構(gòu)模型的建立，構(gòu)造合理的評價指標(biāo)結(jié)構(gòu)。分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及指標(biāo)層三層，選擇因素時應(yīng)選用在系統(tǒng)中起到較大作用的典型代表，且各因素之間相互獨立，便于度量。

根據(jù)上述原則，分層創(chuàng)建因素集，項目總體評價A={B1，B2，B3，B4}={工程宏觀評價，前期規(guī)劃設(shè)計及施工準(zhǔn)備評價，施工過程評價，運行效果評價}，B1={C1，C2，C3}={工程目標(biāo)合理性，工程實施可行性，工程決策及程序}，B2={C4，C5，C6，C7}={規(guī)劃設(shè)計方案，資源和建設(shè)條件，前期準(zhǔn)備工作，資金來源和下達(dá)}，B3={C8，C9，C10，C11，C12，C13}={工程質(zhì)量及其控制，工程進度及其控制，工程投資及其控制，工程安全及其控制，工程變更及其控制，工程環(huán)保及其控制}，B4={C14，C15，C16}={質(zhì)量檢測及驗收，工程目標(biāo)實現(xiàn)，可持續(xù)效果}。新生洲頭導(dǎo)流壩工程施工技術(shù)及效果評價遞階層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 新生洲頭導(dǎo)流壩工程施工技術(shù)及效果評價遞階層次結(jié)構(gòu)

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

建立評價模型后，需要通過構(gòu)造相應(yīng)的判斷矩陣，將同一層中的各因素之間重要性開展比較，并將得到的系數(shù)構(gòu)成判斷矩陣，詳細(xì)評價比較尺度見表1。

表1 評價比較尺度

準(zhǔn)則層及指標(biāo)層各項比較得到的結(jié)果分別見表2—6。

表2 A- B比較判斷矩陣

表3 B1- C比較判斷矩陣

表4 B2- C比較判斷矩陣

表5 B3- C比較判斷矩陣

表6 B4- C比較判斷矩陣

2.3 權(quán)重計算及層次單排序

通過上述計算得到比較判斷矩陣后，下一步需確定各層中的元素對上一層的有限程度，即通過計算求出每一個判斷矩陣的最大特征根和對應(yīng)的特征向量，再通過歸一化處理獲得相對應(yīng)的層次上的單排序權(quán)向量。具體計算步驟為：

(1)計算矩陣每一行元素乘積Mi;

(2)計算Mi的n次方根Wi；

(3)計算權(quán)向量；

得到權(quán)向量后需進行層次單排序和一致性檢查：

(1)

根據(jù)階數(shù)n查相應(yīng)RI的值，計算一致性比率CR=CI/RI，若CR<0.10， 即該矩陣的一致性是可以接受的，無需修正，Saaty給出的平均隨機一致性指標(biāo)見表7，層次單排序表見表8。

表7 平均隨機一致性指標(biāo)

表8 層次單排序表

根據(jù)上述計算確定各因素的最終權(quán)重值，整理后得到的最終權(quán)重統(tǒng)計表見表9。

表9 最終權(quán)重

2.4 模糊后評價矩陣建立

針對上述評價指標(biāo)體系以及涉及到的指標(biāo)構(gòu)成，并根據(jù)工程資料、現(xiàn)場實際情況以及水文地形的實測情況，由各參建單位及專家共計10人對上述指標(biāo)層項的實際完成程度及所達(dá)到的實際效果進行了分級評價打分。評分標(biāo)準(zhǔn)采用百分制，根據(jù)評分結(jié)果得到相應(yīng)評語，其中Ⅰ級(90≤評分≤100)代表工程成功、Ⅱ級(80≤評分<90)代表工程基本成功、Ⅲ級(70≤評分<80)代表工程部分成功、Ⅳ級(60≤評分<70)代表工程不成功、Ⅴ(評分<60)代表工程失敗，具體評分?jǐn)?shù)據(jù)見表10。

表10 指標(biāo)評分?jǐn)?shù)據(jù)

根據(jù)表10可得準(zhǔn)則層對于指標(biāo)層的評價結(jié)果，經(jīng)整理見表11。

表11 評價結(jié)果分級統(tǒng)計表

根據(jù)表11可以得到評價矩陣RB1、RB2、RB3、RB4：

(2)

根據(jù)表9可知各權(quán)向量分別為WB1=(0.5396，0.2970，0.1634)，WB2=(0.4453，0.1575，0.2648，1324)，WB3=(0.3113，0.1797，0.1079，0.1923，0.1079，0.1009)，WB4=(0.5396， 0.1634，0.2970)，WA=(0.1444， 0.1444，0.3915，0.3197)，利用權(quán)向量對各評價矩陣進行模糊運算可得各評價向量：

YB1=WB1·RB1=(0.5396，0.2970，0.1634)

(3)

同理可得YB2=(0.7032，0.2968，0，0，0)，

YB3=(0.4721，0.5279，0，0，0)，YB4=(0.6649，0.3351，0，0，0)，在此基礎(chǔ)上可得本工程模糊綜合評價矩陣RA如下：

(4)

綜上，YA=WA·RA=(0.6135，0.3865，0，0，0)

2.5 評價結(jié)果

根據(jù)本工程采用的評語集可將分值轉(zhuǎn)換為權(quán)向量：

(5)

從而可得各指標(biāo)分值：

B1=0.7935×95+0.2065×85+0×75+0×65+0×55=92.94

同理可得B2=92.03，B3=89.72，B4=91.65，A=91.35

通過評價得分可以看出，本工程總體評價為成功，新生洲頭導(dǎo)流壩工程經(jīng)過一段時間運行后總體效果良好，整個工程產(chǎn)生了良好的效益。而從各準(zhǔn)則層評價結(jié)果看，各準(zhǔn)則層評分分值接近，說明各項工作都合理的進行開展，具體分值排序為B1>B2>B4>B3，體現(xiàn)本工程前期規(guī)劃最為成功，而施工過程還有進一步提升空間。[12- 15]

3 結(jié)語

后評價工作是水利工程建設(shè)管理周期中不可或缺的一環(huán)，本文采用的模糊層次分析法，將抽象的評價對象作為一個系統(tǒng)，按目標(biāo)分解，比較判斷，結(jié)合了定性與定量的方法，將專家評估意見和理論計算互補，在決策者和分析者之間建立了溝通橋梁，和一般分析方法相比更直觀、實用、簡潔。評價過程中結(jié)合建設(shè)管理經(jīng)驗建立了本工程適用的評價結(jié)構(gòu)模型。從評價結(jié)果上看，工程的實施過程及效果總體上是成功的，今后可根據(jù)工程的特點不斷完善并引入更多類似河道整治工程中應(yīng)用。