基于可拓云模型的建设工程质量检测机构运行风险评价研究

刘心男，李 瑞，王家慧，纪颖波，郭 奇

（1.北方工业大学 土木工程学院，北京 100144，E-mail：yingboji@126.com；2.中航长沙设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014；3.北京中质华兴工程技术研究院有限公司，北京 102499）

建设工程质量是百年大计，关乎人民群众生命财产安全和高品质生活需要[1，2]。建设工程质量检测是工程质量监管的重要手段，能反映出建造阶段的工程实体质量是否符合设计要求，还可为工程质量评价提供依据[3，4]。随着我国检测机构市场化改革的不断推进，检测机构之间的竞争愈发激烈，导致个别建设工程质量检测机构为追求利益而出具不实报告甚至虚假报告。在国家加快推动“高质量发展”的背景下[5]，建设工程质量检测机构运行风险管理愈来愈受到重视。因此，科学合理地量化评价建设工程质量检测机构运行风险等级，对促进建设质量检测市场健康有序发展、保障建设工程质量具有重要意义。

目前学者对建设工程质量检测机构的信用评估、质量管理成熟度评价和检测方法优化等方面进行富有成效的研究。叶穆平等[6]运用扎根理论与病态指数等统计学方法，构建了符合高质量发展内涵的工程质量检测机构信用评估指标体系。李顾媛[7]基于K-PMMM 等典型的成熟度模型对建筑工程检测机构质量管理成熟度进行了评价。钟枭政等[8]开发了结合博弈论组合赋权的模糊Borda 法的住宅工程质量检测方法优选决策模型。然而，目前尚缺乏对建设工程质量检测机构运行风险评价方法的深入研究。

本文通过文献研究和文本挖掘方法系统识别工程质量检测全过程风险因素，进而构建建设工程质量检测机构运行风险评价指标体系，在群决策层次分析法和可拓云理论的基础上构建建设工程质量检测机构运行风险综合评价模型，并进行案例应用。

1 评价指标体系构建

本文将建设工程质量检测机构运行风险界定为建设工程质量检测机构在承接及开展检测业务的过程中，由于检测机构内部各种不确定因素的存在进而影响到检测机构稳定运行，主要包括检测质量风险和检测工作合规风险。

基于质量管理5M1E 原则，将检测质量风险划分为检测人员风险、仪器设备风险等6 个二级指标；按检测工作开展的顺序及其工作内容，将检测工作合规风险划分为检测委托阶段风险、取样送检阶段风险等5 个二级指标。为提取具有运行风险特性的因素，在知网数据库中以“检测机构”“工程质量检测机构”“风险”为关键词进行文献检索，遴选出15 篇高相关文献，并运用文本挖掘方法从各地住建部门自2017 年1 月1 日至2023 年8 月1 日发布的174 份建设工程质量检测机构检查通报中识别出含有运行风险因素特性的关键词[9]。将风险识别结果进行合并、归类后，最终确定了34 个三级评价指标，并进行了定性与定量的区分。此外，根据《计量法》《认证认可条例》《建设工程质量检测管理办法》等法律法规，整理出了6 个控制项指标，建设工程质量检测机构若存在控制项指标中的行为直接评为最高等级风险，如表1 所示。

表1 建设工程质量检测机构运行风险评价指标体系

2 评价指标权重确定

将群决策理论与层次分析法进行结合，可以克服一个专家对指标权重认识的有限性和片面性。本文采用一种集成多个专家不同意见的群决策层次分析法，以确定建设工程质量检测机构运行风险评价指标的权重。具体步骤如下：

（1）m位专家使用1~9 标度法对各层次中影响因素的相对重要程度判断，得出两两比较矩阵，再运用几何平均法集成多个专家给出的不同的两两比较矩阵，集成m个专家意见后得到两两比较矩阵B。

（2）求解n个指标的权重w=(w1，w1，…，wn)T。

（3）计算判断矩阵的最大特征根λmax。

（4）计算判断矩阵的检验系数CR，当CR<0.1时，表示一致性检验通过，否则，就需对判断矩阵进行重新调整。

表2 RI 取值

3 基于可拓云模型的评价模型构建

可拓云模型是一种结合可拓学理论与云模型的评价方法。可拓学以物元和可拓集合理论为基础，能够较好反映评价目标的综合水平，但不能充分考虑评价目标的模糊性和随机性。而云模型可以很好地反映事物的模糊性和随机性，弥补了可拓学理论的缺陷，解决评价指标边界模糊的问题，能够较好地适用于定量与定性分析相结合的评价指标体系。因此本文采用可拓云理论来构建建设工程质量检测机构运行风险评价模型。

3.1 可拓云理论

将建设工程质量检测机构运行风险作为目标层物元N，C为指标，物元的不同特征由对应的评价指标描述，对应特征的量值R由指标的样本值和等级区间描述。由于正态云模型的普适性，将其融入物元分析，结合（Ex，En，He），对传统物元模型中的特征R进行描述，构造云物元模型，可以体现出事物不同特征边界的模糊性，进而可以对被评价的物体进行准确的描述、分析和评价。

式中，N为待评价建设工程质量检测机构；Cn为第n项建设工程质量检测机构运行风险评价指标；（Exnj，Ennj，Henj）为Cn对各风险等级的云描述。

3.2 基于可拓云模型的评价方法

3.2.1 建立评价指标等级界限

本文将建设工程质量检测机构运行风险划分为低风险、一般风险、较高风险和高风险4 个等级，风险水平依次增高。将各定量指标和定性指标的等级界限及对应的指标值整理如表3 所示。

表3 建设工程质量检测机构运行风险评价指标界限表

3.2.2 确定评价指标等级标准云

利用各评价指标风险等级对应的取值区间的上下限计算建设工程质量检测机构运行风险评价指标云模型的3 个特征值（Ex，En，He）。

（1）Ex的确定。

（2）En的确定。云熵En的变化是云关联度的直接影响因素，他表示各等级边界模糊不确定性的度量，目前存在两种云熵En计算规则。其中定量指标有明确和直观的等级划分界限，具有分明性。而定性指标等级划分的依据是该指标与标准条例的符合程度，具有一定的模糊性和不确定性。为了更准确地体现各项指标的特性，在建立等级标准云模型时，定量指标采用基于“3En”规则的云熵计算方法，定性指标采用基于“50%关联度”云熵计算方法。

基于“3En”规则的计算规则。由该规则得到的相邻等级可拓云在边界处分隔清晰，体现了等级划分的严苛性和分明性，该规则下的云熵计算方法如下式：

基于“50%关联度”规则的计算规则。由该规则得到的相邻等级可拓云在边界处分隔模糊，表示临界值同时隶属于上下2 个等级，体现了等级划分的模糊性，该规则下的云熵计算方法如下式：

（3）He的确定。

3.2.3 计算云关联度

云关联度代表建设工程质量检测机构运行风险的某项指标取值与该项指标等级标准云之间的关联程度。计算步骤如下：

将各项评价指标的分值当作一个云滴，并生成一个符合期望值为Ex、标准差为He的正态随机数En′。各项评价指标的分值x与风险评价指标等级标准云模型之间的云关联度k，并将云关联度形成优化后的综合评判矩阵U。

矩阵U中kij为各项评价指标ci取值与第j级风险等级标准云模型之间的关联度，其计算公式为kij= exp[- (x-Ex)2/2(En")2]，其中i=1，2，3……n，j=1，2，3，4，n为评价指标的个数，j为风险等级。

3.2.4 确定风险等级

根据最大关联度原则，确定建设工程质量检测机构的风险等级。将得到的综合评判矩阵U与运行风险评价指标权重矩阵W相结合，通过下式计算可得到评价对象的评价向量。

式中，Kj为待评价建设工程质量检测机构关于第j级风险等级的关联度；wi为相应的指标权重；Kj(ci)为待评价建设工程质量检测机构的指标ci关于第j级风险等级的关联度。

由上式计算出的关联度最大的Kj对应的j即为待评价建设工程质量检测机构的风险等级。

4 案例应用

北京市某建设工程质量检测机构是依法设立的第三方专业检测公司，通过了CMA计量认证认可，拥有一批素质高经验丰富的检测鉴定人员。公司主要承担建筑工程检测（主体结构和钢结构）和既有建筑的安全性与抗震鉴定等工作。

4.1 评价指标权重确定

本文组织了6 位专家完成评价指标权重的确定。专家来自有代表性的建设工程质量检测机构、检测机构的终端客户、行业主管部门。专家结合检测项目特点及其专业背景给出各项指标的关系和指标间重要程度，根据指标体系及问卷数据构造判断矩阵并计算出各指标权重，结果如表4 所示。

表4 建设工程质量检测机构运行风险评价指标权重

4.2 风险等级确定

建设工程质量检测机构评价指标标准云模型如表5 所示。

表5 建设工程质量检测机构评价指标标准云模型

以检测人员流动性和定性指标为例，运用Matlab软件绘制出定量指标“检测人员流动性”和定性指标的标准云状态图如图1、图2 所示。

图1 基于“3En”规则的检测人员流动性标准云

图2 基于“50%关联度”规则的定性指标标准云

由图1 和图2 可以看出，基于“3En”准则下检测人员流动性标准云状态图界限分明，可以反映出定量指标分界的严苛性，基于“50%关联度”准则下的定性指标标准云状态图界限模糊，可以反映出定性指标等级划分的模糊性。

通过计算kij可分别得出建设工程质量检测机构各项评价指标的数据与各项指标的风险等级标准云的关联度，如表6 所示。

表6 检测机构各项指标云关联度

根据式（9），可以通过表6 中三级指标与各级风险等级的云关联度计算结果和指标权重，分别计算出建设工程质量检测机构各级运行风险指标的风险等级，如表7 所示。

表7 检测机构二级指标风险等级

最后根据表8 计算结果可以计算出建设工程质量检测机构运行风险综合关联度。

表8 检测机构一级指标风险等级

根据关联度最大原则，该建设工程质量检测机构运行风险的综合等级为低风险。

4.3 评价结果分析

评价结果显示，该机构运行风险综合等级为低风险，说明该机构整体运行情况较好，与该机构的信用等级一致。该机构一直以国家、行业和地方的专业技术标准和规范为依据，以先进的检测设备和熟练的检测技术为基础，能为客户提供“公正、科学、专业、高效”的检测报告，运行管理水平较高。但是，从二级指标来看，该机构的检测委托阶段风险为一般风险，检测机构在此阶段的风险管理仍有一定不足，说明检测机构在资质维护、检测合同签订方面仍有待加强。从三级指标来看建设工程质量检测机构的仪器设备管理、质量管理体系也有进一步的提升空间。

对检测机构而言，通过对指标关联度的计算使其更清楚地认识到自身的风险来源与薄弱环节，及时制定并采取有针对性的风险处理措施，从而提高自身的检测质量和检测工作合规性。而对住建部门来说，可以根据检测机构在工作中经常出现的问题采取有针对性的监督管理措施，明确对检测机构的各种行为采取奖惩措施，还可将评价结果其与监督力度和频次优相关联，促进机构自觉地发挥其公正、专业的服务属性，进而降低其运行风险。

5 结语

本文基于检测质量和检测工作合规性，构建了一套建设工程质量检测机构运行风险评价指标体。在指标权重确定方面，运用了群决策层次分析法综合考虑多位专家的信息，得到指标综合权重。建立了基于可拓云理论的建设工程质量检测机构运行风险评价模型，应用该模型对某建设工程质量检测机构进行了风险评价，验证了该评价模型的可操性、准确性与合理性。本文研究成果对指导建设工程质量检测机构风险管理，维护建设工程质量检测行业秩序，促进我国建设工程质量检测市场的健康发展具有重要参考价值。