基于模糊层次分析法的 水运工程质量风险分析与评估

徐兴路

摘 要：水运工程普遍存在施工环境条件复杂，施工组织设计困难，质量风险防范影响因素多样，而反映水运工程建设过程中的各类复杂的因素指标往往又具有一定的层次性和模糊性，本文采用模糊层次分析法，以某枢纽工程为例开展质量风险分析与评估，实现了定量化的判别各影响因素的风险程度，大幅度减小了人为主观因素的影响，为工程质量管理提供了科学参考，对水运建设项目工程质量控制有一定的参考价值。

关键词：模糊层次分析法;水运工程;质量风险;分析与评估

中图分类号：TV92              文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）12-0036-03

目前，水运工程施工技术已经取得了长足的进步，工程建设标准化、精细化和规范化水平显著提升，但是，当前对于水运工程开展质量风险分析与评估理论体系尚不完善。本文依托于模糊层次分析法开展水运工程施工质量风险与评估，对提前预判质量控制薄弱环节和关键节点，降低施工质量风险、控制施工质量等方面有着重要意义。

1某枢纽工程影响因素

1.1工程概况

某枢纽工程，按照三级标准建设，设计最大船舶等级为1000t，新建船闸规模为180m×23m×4m（闸室长×口门宽×槛上水深，双线船闸）。改建2座桥梁通航净空均不小于60m×7m（净宽×净高），同时配套建设节制闸、泵站及房建工程。

1.2质量风险重难点分析

从工程质量风险管理角度来講，水运工程除了具有一般工程建设项目的属性外，还具有显著的自身特点，以某枢纽工程为例，工程质量管理重难点主要包括：①涉及工程专业类别众多;②建设规模等级高;③建设周期长;④作业面分散;⑤技术要求高;⑥质量控制难度大;⑦金属结构耐久性问题突出。

2 风险评估

2.1质量风险评估

识别本项目质量风险，应根据本项目建设专业类别多、工程规模大、技术要求高、质量控制难度大以及耐久性要求高等特点，同时应结合同类项目质量管理的经历、类似工程风险管理的数据和资料、或是采用专家访谈或问卷的形式对质量风险进行识别和分析。

根据水运工程特点和工程质量风险主要影响因素，建立如图1所示的工程质量风险递阶层次结构。

2.2建立质量风险初始清单

通过查阅工程资料，将风险概率P和风险影响I按照相同的评价指标进行分级，分为可忽略、轻度、中度、重大、不容许五个等级，为工程质量风险评价工作奠定基础，确立影响因素风险概率和风险影响划分等级标准为“可忽略”值为0～0.2;“轻度”值为0.2～0.4;“中度”值为0.4～0.6;“重大”值为0.6～0.8;“不容许”值为0.8～1。

根据对某枢纽工程质量风险识别和分析，其工程质量风险Q主要包括组织类风险O、管理类风险M、合同类风险C、技术类风险T及环境类风险E五大类，具体各项风险影响因素以及风险影响I，风险概率P见表1。

2.3质量风险分析与评估

工程质量风险评价递阶层次及风险影响因素初始清单确立后，以矩阵形式分别建立某枢纽工程如图1中层次B、层次C两个维度的判断矩阵。

2.3.1构建判断矩阵

计算C层次各影响因素特征向量。

（1）组织类风险（O）判断矩阵：经计算得到该矩阵最大特征值λmax=5.138，对应的特征向量为{0.0849，0.7267，0.3940，0.5214，0.1939}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.0442，0.3783，0.2051，0.2714，0.1009}。

（2）管理类风险（M）判断矩阵：经计算得到该矩阵最大特征值λmax=3.0385，对应的特征向量为{0.3715，0.9161，0.1506}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.2583，0.6370，0.1047}。

（3）合同及经济类风险（C）判断矩阵：经计算得到该矩阵最大特征值λmax=3.0385，对应的特征向量为{-0.149，-0.8223，-0.2912，-0.4596，-0.0742}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.0829，0.4578，0.1621，0.2559，0.0413}。

（4）技术类风险（T）判断矩阵：经计算得到该矩阵最大特征值λmax=8.4577，对应的特征向量为{0.1029，0.0459，0.7856，0.2145，0.0685，0.2183，0.2183，0.4734}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.0484，0.0216，0.3693，0.1008，0.0322，0.1026，0.1026，0.2225}。

（5）环境类风险（E）判断矩阵：经计算得到该矩阵最大特征值λmax=2，对应的特征向量为{0.9487，0.3162}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.7500，0.2500}。

2.3.2计算B层次各影响因素特征向量

经计算得到该矩阵最大特征值λmax=5.3693，对应的特征向量为{-0.2645，-0.1306，-0.0712，-0.9513，-0.0544}，将特征向量归一化后得到权重向量ω={0.1797，0.0887，0.0484，0.6463，0.0370}。

2.3.3一致性检验

对B层次矩阵进行一致性检验：

（1）计算一致性指标CI：

（2）计算一致性比例CR：

若CR<0.1，则判断矩阵具有满意的一致性。

式中：λmax为判断矩阵B层次的最大特征值根;n为矩阵阶数;RI为随机一致性指标。

2.3.4质量风险总体评价

为统一风险程度评价标准，采用综合评价分析法将风险程度分为可忽略、轻度、中度、重大、不容许五个等级，其区间值分别为0.01～0.08，0.09～0.26，0.27～0.44，0.45～0.62，0.63～1。

上述已对风险概率Pi 和风险影响Ii进行赋值，且计算得到各风险因素综合权向量Wi，需要进一步计算得到风险程度Di和风险评分Ri，以此最终得到该枢纽工程质量风险评分R、风险因素排序和风险等级。

（1）计算风险程度Di：

Di=Pi×Ii

（2）计算风险评分Ri：

Ri=Di×Wi

（3）计算枢纽工程整体风险评分R：

计算结果见表3。

由表3可知，某枢纽工程质量风险综合评分为0.2506，属于轻度风险范围。各风险因素中，M2、C2、T3为不容许风险，在项目实施过程中不允许出现;M1、T4、T7重大风险，并对总体风险水平影响大;O1、O2、O3、O4、O5、M3、C1、C3、C4、C5、T1、T2、T5、T6、T8为中度风险，对总体风险水平影响较大;E1为低度风险，对总体风险影响水平较小;E2为可忽略风险，且对总体风险水平影响很小。

3 结论

（1）本文基于模糊层次分析法，建立了某枢纽工程质量风险分析与评估模型，并将该模型应用于某枢纽工程，计算得出该工程质量风险综合评分为0.2506，属于轻度风险范围，符合工程实际情况。

（2）基于多层次模糊评价风险分析表明，某枢纽工程M2、C2、T3为不容许风险，与工程质量管理实际情况相符;T8风险排序为第1位，在日常质量管理环节也属极易发生指标;经过对综合评价成果的校验，某枢纽工程质量风险分析与评估结果符合工程质量管理实际。

（3）本文首次将模糊层次分析法应用于水运工程质量风险分析与评估中，实现了定量化的判别各影响因素的风险等级，大幅度减小了人为主观因素的影响，为项目施工阶段开展质量管理提供了科学指引。

（4）本文将水运工程质量风险分为5个二级指标、23个三级指标，系统、全面、客观地反映了各指标的风险程度，该方法工程领域中具有广阔的应用前景和参考意义。

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