基于组合赋权法的水利工程工期方案评价研究

孙向东，陆 亮

（山东润泰水利工程有限公司，山东 泰安 271021）

近年来，我国将可持续发展作为重要战略，不断加大对水利工程建设的投入，水利事业得到了蓬勃发展。因此，对水利工程建设项目的全生命周期进行科学决策，尤其是对施工工期方案的合理性进行评价至关重要[1]。

水利工程建设项目具有周期长、工程量大、投资额大等特点，其建设过程是一个复杂且完整的系统工程，并且受环境、政策等多方面因素的影响，因此项目的管理过程充满挑战。同时，水利工程项目建设需要投入大量的人力、物力和财力资源，且施工队伍组成复杂[2]，同时外部自然环境（如冬雨季）、生态环保、征地移民等一系列问题也会对水利工程施工造成较大影响[3]。本文基于上述背景，对水利工程工期方案评价进行系统的研究。

1 水利工程工期方案评价指标体系构建

1.1 评价指标体系构建原则

在水利工程施工过程中，影响施工工期的因素较多，且有较高的不可控性。因此，构建合理、科学、符合实际情况的工期方案评价指标体系对水利工程施工作业的有序开展具有重要意义。本文构建水利工程工期方案评价指标体系主要遵循以下原则[4，5]。

（1）科学性原则。明确构建评价指标体系的结构框架，评价指标能够清晰地反映出工程特点，且各评价指标具有一定的独立性，避免出现评价指标之间互相包含的问题。

（2）可操作性原则。水利工程工期方案评价指标的选取要考虑相关数据是否便于获得，指标是否便于量化和评价。

（3）整体性原则。一般来说，水利工程施工工期较长，在施工过程中会受到诸多因素的影响，进而影响施工进度。因此，在对影响因素进行识别时，要考虑水利工程整个施工工期。

（4）规范性原则。工期方案评价指标的筛选与完善应当以专业基础知识为依托，符合相关规范的要求。

（5）实际性原则。评价指标应当充分考虑不同水利工程项目的特点，根据实际工程进行综合分析选取。

（6）代表性原则。在水利工程施工过程中，对工期产生影响的因素较多，选择具有代表性的评价指标是构建评价指标体系的关键所在。因此，选取的评价指标应具有代表性和辨识度，不仅具备一定的水利工程属性，还应在客观层面对施工工期具有较为明确的影响。

（7）修正性原则。评价指标应是动态变化的，最终的指标确定可根据水利工程实际情况进行删减和完善，使得工期评价具有可信性和真实性。

1.2 评价指标体系构建方法

首先，选择15 篇有关工期方案评价领域的典型论文，对工期方案评价指标进行初步整理和选取；其次，根据水利工程工期方案评价指标选取原则并结合水利工程特点，对初步整理和选择的指标进行筛选；最后，对筛选的工期方案评价指标进行再次整理，并发放给领域内工作人员和专家，对评价指标进行最后的完善和删减，形成最终的评价指标体系。

2 评价模型构建

2.1 评价方法选择

水利工程工期方案评价的本质属于多属性决策问题。明确决策方案和决策对象是对多属性问题进行决策的前提和基础。线性加权法是当前常见的多属性决策方法。在掌握相关方案信息的基础上，根据决策方案的特点，建立相关决策矩阵并进行处理；同时，根据定性与定量相结合的方法确定指标权重，并求得权重的加权和，以得出的值作为方案决策的依据[6-9]。该方法符合工期评价的特点，因此，本文选取该方法作为评价方法，其基本步骤如下。

（1）建立决策矩阵：

式中：Y为决策矩阵；m为矩阵行数；n为矩阵列数；Yij为第i行第j列的值。

（2）进行归一化处理：

式中：B为归一化矩阵；Bij为第i行第j列的值；其余变量含义同上。

（3）采用熵权法确定指标矩阵权重：

式中：Wi为权重；ei为第i个评价指标的熵值。

（4）采用下式求出线性加权评价结果：

式中：pi为第i个指标的线性加权结果；wi为第i个指标的权重；bij为第i个指标的归一化结果。

2.2 评价模型建立

根据构建的水利工程工期方案评价指标体系，建立线性加权工期方案评价模型如下：

式中：X为加权之后的指标值；X1，X2及X3分别为一级指标值；α，β和γ为指标权重，且满足条件：α+β+γ= 1。

2.3 指标权重确定

由于选取的各评价指标对水利工程工期方案的影响程度是有区别的，所以需要确定各评价指标的权重。为提高评价结果的权威性，本文选择组合赋权法进行赋权，即将熵权法与德尔菲法相结合，具体步骤为[10，11]：①构建原始判断矩阵；②对判断矩阵进行归一化处理；③计算评价指标的熵；④计算评价指标的熵权。

3 实证研究

本文以A水电站为例进行实证研究。A水电站始建于上世纪70年代，大坝高178 m，总库容247亿m3，坝址以上流域面积13.14 万km2，多年平均流量650 m3/s。

3.1 工期方案评价指标体系构建

根据上文评价指标选取原则和方法，构建A 水电站工期方案评价指标体系，详见表1。

表1 A水电站工期方案评价指标体系

3.2 工期方案评价及分析

A 水电站3 个施工方案评价指标的相关数据，详见表2。

表2 A水电站施工方案评价指标数据

根据施工强度相关指标得出相应的判断矩阵 为：

进行归一化处理为：

同理，工期判断矩阵为：

进行归一化处理为：

根据上述公式求得施工强度和发电因素各指标的熵与熵值，详见表3—4。

表3 施工强度指标的熵与熵值

表4 发电因素指标的熵与熵值

将得出的熵值线性加权为：

由于自然因素为A 水电站非重要工期影响因素，因此，本文简化该因素的计算，直接给定为：

根据德尔菲法，确定式（5）中的α，β及γ的值分别为0.5、0.4及0.1。

由此，根据式（5）即X=αX1+βX2+γX3计算，得出A 水电站工期方案的评价值为0.37、0.47 及0.42，即最佳施工工期为11.5 a 的施工方案，其次为施工工期为12.5、10.5 a的施工方案。

4 结论

将熵权法和线性加权法应用于水利工程工期方案评价工作中，建立系统的水利工程工期方案评价体系，不仅可以提高施工管理水平和管理效率，也在很大程度上弥补了我国当前水利工程工期方案评价方面的不足，对提高水利工程施工决策的科学性具有重要的现实意义。然而，由于资料限制和部分评价指标的不可获得性，本文中实证研究部分仍有待完善，评价结果具有一定的局限性。未来研究和实践将聚焦于构建更加全面和精确的工期方案评价指标体系，并探讨本评价方法在不同水利工程环境下的适用性和普适性。