基于组合赋权-TOPSIS装配式建筑施工阶段进度风险评价

张彦奇 赵延龙

摘要：目前，我国装配式建筑发展水平相对较低，在施工阶段受到外界影响因素多，导致进度延误现象严重。现采用实地调研和文献分析筛选出25项装配式建筑施工阶段风险评价指标，构建其风险评价指标体系。用AHP-CRITIC法组合确定权重，既考虑到主观权重人为因素太强，又考虑到客观权重过于依赖样本，最大限度的减少信息的损失，使赋权的结果尽可能的与实际结果接近，再结合TOPSIS评价模型对数据进行处理，计算出各待评价装配式建筑与理想解的相对贴进度。据此对待评价的装配式建筑施工阶段风险进行排序， 并对评价结果进行讨论分析。最后，以10个装配式建筑项目为研究对象进行实证分析，验证了所构建的评价指标体系以及评价方法科学合理、评价结果客观准确，对今后的新建装配式建筑进度风险控制具有较好的参考价值。

Abstract： At present， the level of development of fabricated buildings in China is relatively low， and there are many external factors in the construction phase， resulting in serious delays in progress. The field research and literature analysis are used to screen out the risk assessment indicators of 25 prefabricated building construction stages and construct their risk evaluation index system. Using the AHP-CRITIC method to determine the weight， considering that the subjective weight is too strong， and considering that the objective weight is too dependent on the sample， the information loss is minimized， and the result of the empowerment is as close as possible to the actual result. The data is processed in combination with the TOPSIS evaluation model， and the relative progress of each assembled building and the ideal solution to be evaluated is calculated. According to this， the risk of the prefabricated construction stage of the evaluation is sorted， and the evaluation results are discussed and analyzed. Finally， the empirical analysis of 10 prefabricated construction projects is carried out， which verifies that the evaluation index system and evaluation method are scientific and reasonable， and the evaluation results are objective and accurate. It has a good reference value for the future risk control of new assembly buildings.

關键词：装配式建筑;施工阶段;AHP-CRITIC法;TOPSIS法;进度风险

Key words： prefabricated building;construction stage;AHP-CRITIC method;TOPSIS method;schedule risk

中图分类号：TU72                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）31-0050-04

1  研究背景

装配式建筑相较于传统建筑具有节能环保、工期短、质量高等优点[1]，目前，我国处于大力发展装配式建筑的重要阶段，与发达国家相比，我国的装配式建筑发展水平相对较低，装配式建筑施工过程中的进度风险管理的能力和意识相对比较薄弱。如何对装配式建筑施工进度风险进行识别，分析与评价显得至关重要。

当前，国内外学者针对装配式建筑进度风险研究已有一些成果。陈建[2]利用系统动力学和社会网络方法分析了由装配式建筑项目的利益相关团体所带来的进度风险，并从52项进度风险因素中确定了12项关键进度风险，并用蒙特卡洛模拟对12项关键风险进行了量化。陈念[3]首先对EPC模式下装配式住宅项目进度风险进行识别，并将其与复杂网络理论相结合构建了进度风险理论网络模型，运用结构方程对网络模型进行了实证分析。Li，C. Z[4]针对香港的建筑业面临严重的房屋生产问题，利用系统动力学和离散事件模拟的混合建模技术，分析了预制房屋生产的六天周期组装中的进度风险的相互关系。廖生雄[5]对水电EPC工程施工阶段的进度风险进行识别，构建了以人为、机械设备、环境、管理、以及其他因素为二级指标的施工阶段风险评价指标体系，运用可拓理论，建立了基于多级可拓评价方法的施工进度风险评价模型。王刚[6]以西安某小区实际工程案例为主，分析了八度抗震设防区装配式混凝土结构在施工生产过程中效率低、周期长的问题。

综上，有关装配式建筑进度风险的研主要集中在对风险因素进行识别与风险因子的相互关系上，对装配式建筑的施工阶段进度风险评估研究较少。本文在参考相关文献与实地调研的基础上，建立了装配式建筑施工阶段风险评价指标体系，运用AHP法确定主观权重，用CRITIC法确定客观权重，通过主客观权重的综合得到各指标权重。通过TOPSIS模型计算十个装配式建筑理想解间相对贴近度，划分装配式建筑进度风险等级，综合评价十个装配式建筑的进度风险。

2  装配式建筑施工阶段进度风险评价指标体系

由于装配式建筑施工进度风险评价指标因素具有复杂性和不确定性，现通过实地调研及参考有关文献[2-8]，确定了以人为因素、材料因素、机械设备因素、管理因素以及环境因素为主的5类因子的25个评价指标，并对指标分类，构建出三级装配式建筑施工阶段进度风险评价指标体系。如表1所示。

3  评价模型的构建

3.1 AHP法

AHP法是一种定性和定量相结合的主观赋权方法，为了确定指标权重，它首先确定同一层次的指标对上层指标的影响程度，再根据对上层指标的影响程度对同层各指标进行两两比较，根据1～9标度法建立判断矩阵，对判断矩阵进行求解，计算指标的权重[9]。

3.2 CRITIC法

CRITIC法是由Diakoulaki最先提出的一种处理多指标的客观定权法。该方法通过指标内的变异性和指标间的冲突性来综合确定各指标的客观权重[10]。

假设待评价的装配式建筑个数为m，评价指标个数为n，aij表示第i个装配式建筑的第j个评价指标的得分，得到待评价的装配式建筑的评价得分矩阵A。

3.2.1 无量纲处理

为消除数据量纲影响，需对得分数据进行无量纲处理。

式中，eij为无量纲化后的数据，ajmax、ajmin分别表示第j个评价指标的最大值和最小值。若為正指标，用公式（1）计算，若为负指标，用公式（2）计算。

3.2.2 计算评价指标内的变异性代表值标准差σj

3.2.3 计算各指标见的相关系数rij

aix和ajx分别为在第i个指标和第j个指标下的第x个评估对象的归一化值，ai和aj分别表示指标i和j的均值。

3.2.4 评价指标的冲突性代表值Rij

3.2.5 计算Hj

3.2.6 计算权重wj

3.3 确定综合权重

层次分析法和CRITIC这两种方法都存在着信息的损失，采用组合赋权就是最大限度的减少信息的损失，使赋权的结果尽可能的与实际结果接近。本文引入主客观偏好系数，采用线性加权将AHP法和CRITIC法相结合，组成了同时考虑主客观因素的综合赋权法。计算如下：

式中，W为综合权重，W1为AHP法得到的主观权重，W2为CRITIC法得到的客观权重;α∈[0，1]，为主观偏好系数，本文取0.5。

3.4 TOPSIS模型构建

①矩阵A归一化。首先对矩阵进行归一化处理，得到归一化矩阵Y。

②指标权重确定。利用AHP法和CRITIC法组合确定各评价指标的权重大小。

③指标矩阵加权标准化。将各评价指标的权重wj与归一化矩阵Y相乘，得到加权标准化评价矩阵Z。

④计算待评价的装配式建筑的正理想解Q+和负理想解Q-。

⑤计算待评价的装配式建筑到正理想解和负理想解的欧式距离D

⑥计算各装配式建筑与理想解的相对贴近度Ci。

4  案例分析

本文选取了10个装配式建筑作为实证评价对象，根据相关资料，邀请行业专家以及高校教授等组成专家小组，按照百分制分别从人为因素、材料因素、机械设备因素、管理因素、环境因素5个方面对10个装配式建筑施工阶段进度评价指标进行打分，得到最终的打分结果如表2。

4.1 主观权重计算

根据1～9标度法咨询装配式建筑行业专家的意见，对5个二级指标两两比较，构建判断矩阵如表3所示。

其中，Gij表示要素i与要素j相比的重要程度。

由表2可得主观权重

4.2 CRITIC法计算客观权重

①将表2评分结果按公式（1）进行处理， 得到标准化矩阵O。

②单独考虑每个指标生成的向量， 计算各行向量Oi的标准差σi，得到标准差向量σj。

③计算指标i与指标j的线性相关系数rij，得到相关矩阵R。

④计算信息量。

⑤对C归一化处理得

4.3 确定综合权重

综合权重如表4所示。

4.4 TOPSIS模型计算

由公式（8）得矩阵Y，矩阵Y加权标准化得矩阵Z：

装配式建筑的正理想解Q+和负理想解Q-

装配式建筑到正理想解和负理想解的欧式距离D和D

由公式计算各装配式建筑与理想解的相对贴近度Ci。

按Ci对待评价装配式建筑进行排序。如表5所示。

正常评价下，Ci越大，越贴近正理想解的项目越好，但由于本文将TOPSIS法应用到装配式建筑施工阶段风险中，风险评价的结果越小越好，装配式建筑项目越贴近正理想解说明其面临的风险越大，即项目进度延迟的风险越大。由表可知，装配式建筑7得分最低，说明其进度延迟风险越小，装配式建筑2得分最高，说明其进度延迟的风险最大。

5  结论

本文通过实地调研和文献分析构建了装配式建筑施工阶段进度风险评价指标体系，包括以人为因素、材料因素、机械设备因素、管理因素及环境因素5个准则层的25个评价指标。考虑到主观赋权和客观赋权都存在信息的缺失，故而采用AHP法和CRITIC法相结合的主客观综合赋权方法，使得赋权结果与实际结果更贴近。再将TOPSIS法引入到装配式建筑施工阶段进度风险评价中，计算各个项目的相对贴进度，对装配式建筑施工阶段风险情况进行排序，用实例验证分析了改评价模型的科学性和合理性。从进度风险小的项目中汲取经验，从进度风险较大的项目中汲取教训，更好的对装配式建筑施工阶段进度进行风险管控。

参考文献：

[1]张爱琳，梁爽.基于装配式建筑施工偏差预测的应用[J/OL].土木工程与管理学报，2019（02）：109-113，126.

[2]陈建.装配式建筑项目进度风险分析[D].湖北工业大学，2018.

[3]陈念.EPC模式下装配式住宅项目建设进度风险控制研究[D].重庆大学，2018.

[4]Li， C. Z.， Xu， X.， Shen， G. Q.， Fan， C.， Li， X.， & Hong， J. （2018）. A model for simulating schedule risks in prefabrication housing production： A case study of six-day cycle assembly activities in Hong Kong. Journal of Cleaner Production， 185， 366-381.doi：10.1016/j.jclepro.2018.02.308.

[5]廖生雄，付继业.基于可拓理论的水电EPC工程施工进度风险评价[J].人民珠江，2016，37（05）：72-75.

[6]王刚，刘大江，胡长明，张春，万一.八度抗震设防地区装配式剪力墙住宅施工进度影响因素分析[J].施工技术，2016，45（04）：48-51，74.

[7]严玉海，叶文启，何超.装配式建筑施工进度控制的关键性因素分析[J].建筑施工，2018，40（09）：1672-1674.

[8]蒋红妍，徐锐，白雨晴.装配式剪力墙结构组装进度的关键影响因素分析及应用[J].工程管理学报，2017，31（03）：119-123.

[9]万林，章国宝，陶杰.基于AHP-CRITIC的电梯安全性评估[J].安全与环境学报，2017，17（05）：1696-1700.

[10]曹志成，刘伊生，李明洋，苏丹.基于CRITIC和TOPSIS法的装配式建筑绿色度评价研究[J].建筑节能，2018，46（09）：37-40，58.