基于突变理论的城市轨道交通社会稳定性评价

刘红丽，朱友芳，叶 明

（1.江西理工大学，江西 赣州 341000；2.中建一局集团第五建筑有限公司，江西 赣州 341000）

0 引言

随着城市规模不断发展，人口越来越多，传统的公共交通方式已满足不了人们的需求，城市轨道交通设施的出现解决了大、中城市人们出行的问题；城市轨道交通项目建设规模不断扩大，建设项目对于社会公众的影响也逐渐凸显出来，项目建设前期政府的重视程度、建设过程中对周边地区的影响以及建成后公众对于运营效果的满意程度是城市轨道交通项目可持续发展的关键，因此，对城市轨道交通项目进行社会稳定性评估对于项目可持续发展、维护社会稳定和谐具有重要意义。

许多学者在建设项目社会稳定性评价领域开展研究实践。田兴中[1]运用层次分析法确定道路工程社会稳定性风险的各子风险权重，并结合各子风险的评级对项目总的社会稳定性风险进行描述与评级；徐慧智[2]基于单因素风险分析方法建立了地铁项目前期社会稳定性风险综合指数评估方法；董治[3]基于熵权可拓物元模型对青兰线东阿界至聊城（鲁冀界）段公路项目进行了社会稳定风险评估。大量学者在项目的社会稳定性风险进行定性分析以及提出防控风险的措施，本文将从项目全过程出发建立社会稳定性评价模型，进一步分析项目的社会稳定性，为进一步增强建筑工程社会稳定性提供理论依据。

1 社会稳定性相关概念及其评价逻辑

1.1 相关理论概念

社会稳定性是系统在受到外界干扰时具有一定排除干扰、恢复正常秩序的能力，使之在系统的整合机制下能够正常运行[4]。参照传统的社会稳定性概念延伸到建筑工程项目中，在项目建设过程以及运营阶段受到社会威胁情况下，项目能够从不稳定状态变为稳定状态的容易程度为项目社会稳定性。

国外将HSSE分析作为建设项目管理的核心之一，多数工程建设都围绕这个核心展开，HSSE主要指的是Health（健康）、Safety（安全）、Social responsibility（社会责任）、Environment（环境），传统的HSSE的第二个S指的是安保，本文研究对象为建筑工程项目的社会稳定性，故而将安保转换为项目安全更能体现建设项目的社会稳定性。近年来许多学者使用HSSE管理思想分析方法在不同的研究领域，温贵明等[5]将HSSE思想运用在EPC项目的管理中，让项目更加有序顺利地推进；王吉[6]在加油站改造项目施工过程使用HSSE思想分析存在的风险，从4个方面提出风险预防，保证加油站施工阶段的安全和质量。

突变是指系统在外界环境不断作用下持续演化导致系统状态发生突然变化。突变理论[7]在研究系统突变现象时就是通过研究系统的势函数来实现的，势函数是通过状态变量和控制变量来描述系统行为，常见的突变模型以及归一公式如表1所示，将平衡曲面方程和平衡曲面方程的导数联立可以得到交叉集[8]，这个交叉集表示的是系统处于平衡点的集合，通过对其分析性质可以了解系统的突变特性。

表1 常用突变模型势函数及其归一化公式

1.2 评价逻辑

项目的社会稳定性在项目的建设和运营阶段息息相关，即项目准备阶段、项目施工阶段、项目运营阶段，且3个阶段对社会稳定性的影响是相互联系、相互制约的，比如项目准备阶段研究项目可行性和公众对建设项目的需要可以加快项目的进度并获得公众认可，是项目的一大助力；在项目施工阶段，项目资源合理配置会让项目更加稳定有序的进行；在项目运营阶段，对项目进行严格的监督管理让公众更加安心出行。项目在3个阶段平稳运行是项目抵抗外界扰动的关键，让项目的稳定性更加有保障。

社会稳定性评价是研究社会稳定性的一个重要方面，已有的研究成果[9-12]多采用层次分析法、熵权法等风险评价方法对社会稳定性进行评价，基本逻辑为识别影响因素、构建指标体系、构建评价模型和计算评价指数，结合实践项目的特点，利用突变理论基本原理建立城市轨道交通项目社会稳定性评价逻辑框架如图1所示。

图1 社会稳定性评价逻辑框架

2 社会稳定性评价模型的构建

2.1 识别社会稳定性影响因素

社会稳定性评价借鉴绩效管理中HSSE管理思想，采用健康-安全-社会责任-环境分类分析方法。城市轨道交通项目社会稳定性影响因素很多，采用HSSE系统分析方法，分别从项目前期准备、项目施工、项目运营3个维度，研究城市轨道交通项目社会稳定性评价的影响因素，比如城市轨道交通项目可行性、公众认可程度、施工过程资源配置以及项目安全运营情况等多个方面。因此，从涵盖全面性以及层次合理性出发，结合HSSE管理思想，从项目3个阶段出发研究城市轨道交通项目社会稳定性的影响因素，从而建立二维交叉矩阵，如表2所示。

表2 社会稳定性影响要素分析交叉矩阵

2.2 选取评价指标体系

建立社会稳定性评价体系必须合理科学地选取评价指标，项目的前期准备、施工以及运营反映了项目的全过程，从这3个维度进行指标选取具有综合性，同时在HSSE管理思想的基础上，统计分析城市轨道交通项目实际工程案例和相关研究文献[9-14]，对相应的指标进行分解细化，形成社会稳定性评价指标，如表3所示。

2.3 构建评价模型

城市轨道交通项目的建设过程中，在项目准备、施工以及运营阶段都可能受到外界扰动，项目在任何一个阶段受到扰动都有可能让项目变得不稳定，因此项目需要适应3个阶段可能发生的突变，3个阶段表现出连续变化的过程，这符合突变理论的基本原理[15]。因此，用突变理论对城市轨道交通项目社会稳定性进行量化评价。

2.3.1 三级评价模型建立

建立由城市轨道交通项目社会稳定性为状态变量，项目3个阶段（项目前期u1，项目施工u2，项目运营u3）为一级控制变量，状态变量的个数为1，一级控制变量的个数为3，对应的突变类型为燕尾突变，即。

当l=3时，；以此类推可得，二级控制变量wij和三级控制变量。按照各指标对于项目的重要性进行排序，从而建立具有三级控制变量的城市轨道交通项目社会稳定性评价指标模型，如表3所示。

表3 城市轨道交通项目社会稳定性评价指标模型

2.3.2 指标数据无量纲化

各级指标控制变量的取值并不统一，参照其他学者把u、w等变量均控制在（0,1）范围内可以更好地使用突变理论模型。结合工程实际情况，运用专家调查法对底层指标进行分析打分。

由于各级控制变量的取值范围和量纲不相一致，为了规范化地使用突变模型对控制变量各取值进行无量纲处理。在指标体系中，所选取的底层指标都是正相关指标即初始取值越大导致综合评价值越大的指标，对这些指标采用进行无量纲处理。在城市轨道交通项目进入运营阶段，结合工程实际情况根据三级评价指标计算出项目的社会稳定性指标并判断新建项目对于社会稳定的影响大小。

2.3.3 社会稳定性等级划分

根据对社会稳定性的影响程度，把三级指标量化，并划分为5个等级，量化标准见表4；随后令三级指标zijk依次取值各个等级的控制点值，即0.2、0.4、0.6、0.8、1.0，计算各等级的突变势函数值。三级指标都取值为0.2时，按照上文计算规则可以得出总目标层突变隶属函数值为0.933，作为城市轨道交通项目社会稳定性第Ⅰ等级控制点；以此类推，zijk依次取值 0.4、0.6、0.8、1.0，计算出各等级控制点，由此计算各级别控制点的突变隶属函数值，见表5。

表4 三级指标量化等级标准

表5 城市轨道交通项目社会稳定性等级

3 社会稳定性评价实证分析

根据上文建立的城市轨道交通项目社会稳定性评价指标体系与评价模型，本文以南昌市轨道交通3号线为例展开实证分析。

3.1 工程概况

南昌市轨道交通3号线由莲塘站至京东大道站，主要途经南昌县、青云谱区、西湖区、东湖区、青山湖区、高新区等；线路全长28.5km，全部采用地下敷设方式，共设22座车站；工程计划工期于2015年11月开工，2020年12月通车试运行，总工期5年2个月，预计2020年建成通车，工程项目总投资约为71.29亿元。

3.2 社会稳定性评价

结合项目设计方案、可行性研究报告、环境影响评价报告、实施方案等相关资料对三级指标进行打分评价，在此以项目准备阶段指标“可行性”(w11)之下的三级指标的取值进行说明，取值结果见表6。而后继续根据三级指标取值对相应的二级指标和一级指标进行计算，社会稳定性指标计算结果见表7。

表6 三级指标取值计算

表7 社会稳定性指数计算结果

3.3 结果分析

从表7可知，南昌市轨道交通3号线的社会稳定性指数为0.979，对照表5社会稳定性等级为四级，表明该系统的社会稳定性较好。从二级指标来看，准备阶段环境影响评价结果较差，对项目的社会稳定性影响较大，项目运营阶段，项目的评价标准以及结果对维护项目稳定性具有较大的促进作用，南昌轨道交通3号线于2020年12月26日正式运营，与项目预期运营时间完全相符。通过以上结合工程实例进行分析可见，评价模型对工程实践的指导作用，主要表现在以下几个方面，从项目健康出发，前期对项目是否可行的勘察十分重要，项目施工过程中进行合理地资源配置是项目顺利进行的一大助力，运营前对项目的工程质量严格把关可以让项目在准时运营的同时让公众更加放心出行；从项目安全出发，我国健全的法律体系是项目稳定性的重要保障，在建设过程中不管是项目本身还是工作人员，施工安全都尤为重要，在运营中设施正常运行才能保证公众安全；从社会责任出发，公众对项目的满意程度是项目稳定的关键所在，这符合一切发展以人民为核心的理念；从环境影响出发，项目施工对周边环境的影响是不可避免的，项目完工后对周边环境的恢复保护是提升项目社会稳定性的关键。

4 结论

1）在项目全过程中借鉴HSSE管理思想（健康-安全-社会责任-环境）来建立评价体系可以全方位多层次的反映项目的状态，可以更好地分析城市轨道交通项目的社会稳定性。

2）利用突变模型并结合实例对城市轨道交通项目社会稳定性进行评价，结果显示，评价结果与实际情况较为一致，借助突变理论对项目社会稳定性的评价具有一定的实用价值。

3）基于突变理论对城市轨道交通项目的社会稳定性进行评价，在建立评价体系时，会受到参考资料、文件和数据的选取的影响限制，评价指标和数据存在不确定性，使评价结果受到主观影响;相关指标体系和数据选取原则也可以进一步强化。