基于改进TOPSIS 的装配式建筑施工阶段进度风险评价研究

付国秀 芮 强

（中国十七冶集团有限公司工程设计分公司，安徽 马鞍山 243000）

改革开放至今，我国的建筑业迅速发展，建筑方式也在处于由传统现浇模式向工业化生产转变，装配式建筑作为建筑工业化生产的典型代表，具有周期短、质量高、绿色环保等特点。从2017 年开始，我国已全面推进装配式建筑的发展，相对于发达国家而言，我国的装配式建筑起步晚、水平低，在施工阶段的风险管理能力相对薄弱，因而对装配式建筑施工阶段进度中存在的风险隐患进行分析与评价变得十分重要。

国内外对于装配式建筑施工阶段的风险评价已有了一定量的研究。陈建[1]认为对装配式建筑进度风险因素进行分析并采取措施是改善现状的关键，通过社会网络及系统动力学方法确定了项目风险因素。常春光等[2]人对装配式建筑施工安全进行分析与评价，在GI 法和熵权法的组合赋权下改进了TOPSIS 方法。陈念[3]对EPC 模式下装配式住宅项目建设进度风险进行研究，在复杂网络的基础上构建了进度风险理论网络模型，并运用结构方程模型对其进行实证分析。张彦奇等[4]人列出了25 项装配式建筑施工阶段风险评价指标体系，运用AHP-CRITIC 法确定指标综合权重，再结合TOPSIS 法对评价模型进行数据处理。王雨等[5]人对装配式建筑在施工作业中存在的问题进行研究，在云模型的基础上对整个施工过程进行安全评价。王佩顺等[6]人从人-机-环-管-文化五个方面入手对建筑施工安全管理进行研究，通过结构熵权确定指标权重，在模糊综合评价模型下对建筑企业施工安全进行有效评价。姜磊等[7]人从建筑设计、构建生产运输、建筑施工三个阶段对装配式建筑的建造质量进行安全评价，通过文献分析、实地调研等方法确定评价体系并对建筑质量影响较大的因素提出相应措施。赵建建[8]通过研究高层建筑施工项目，基于改进的TOPSIS 方法构建了高层建筑施工安全评价体系。董森等[9]人利用灰色聚类和粗糙及原理，结合云理论模型和信息熵原理，对预制装配式混凝土的施工安全进行评价研究。

综上可以看出，有关装配式建筑施工阶段进度风险评价的研究较少。本文在已有研究的基础上，通过实地考核和查阅资料构建了相关风险评价指标体系。运用层次分析法确定主观权重，熵权法确定客观权重，主客观相结合获得指标综合权重。最后使用TOPSIS 法对建立的评价模型进行实证分析。

1 装配式建筑施工阶段进度风险评价指标体系构建

影响建筑施工阶段进度风险评价的因素有很多，本文参考已有文献并结合实地考察与查阅资料，设置了人为因素、材料因素、机械设备因素、管理因素以及环境因素五个一级指标，并在此基础上又设置了15 个二级指标，具体见表1。

2 装配式建筑施工阶段进度风险评价模型构建

2.1 指标综合权重的确定

1） 主观权重的确定，本文采用层次分析法确定主观权重。层次分析法是一种通过将与决策相关的元素分解成目标、准则、方案等多个层次来进行定量和定性分析的决策方法[10]。

2） 客观权重的确定，本文采用熵权法确定客观权重。假设有n 个待评价的装配式建筑项目，m 个评价指标。A 代表待评价装配式建筑项目的评价矩阵，aij 为第i 个装配式建筑的第j 个评价指标的得分。（i=1,2,......,n. j=1,2,......,m)

表1 装配式建筑施工阶段进度风险评价指标体系

（1） 标准化数据

（2） 计算信息熵

（3） 计算第j 个指标的熵权

3） 指标综合权重的确定，到目前为止，确定权重的方法主要分为主观权重法和客观权重法，但是二者都存在明显的不足之处。为了避免单一赋权方法带来的不确定性，本文兼顾主观认知与客观数据的特点，采用组合赋权的方法将二者结合，得到指标的综合权重，计算公式如下：

2.2 指标矩阵加权标准化

不同的装配式建筑的施工阶段进度中存在的风险不同，因此考虑到指标数据的准确性，将各项指标进行加权标准化得到矩阵C：

2.3 确定待评价对象的正负理想解

其中，当C+越大时，指标越优，=maxcij(1≤i≤n）；当C-越小时，指标越优，=maxcij(1≤i≤n）。

2.4 确定待评价对象到正负理想解的欧式距离

2.5 确定各评价对象与理想解的相对贴进度

3 案例分析

本文选取了五个装配式建筑M1，M2，M3，M4，M5作为评价对象，邀请了行内相关专家及教授按照百分制从人为因素、材料因素、机械设备因素、管理因素以及环境因素五个方面对五个评价对象进行打分，初始评分值见表2。

表2 专家打分表

（1） 主观权重的计算

首先构建判断矩阵如下所示。

根据层次分析法的基本原理计算得到主观权重如下所示：

（2） 客观权重的计算

根据熵权法的基本原理，可计算得到客观权重。

将判断矩阵A 按照式（1）进行处理，得到标准化矩阵B。

根据式（2） -（3），可计算得出客观权重为：

（3） 指标综合权重的计算

根据式（4） 得出评价指标的综合权重为：

（4） 由矩阵B 及式（5） 得到加权标准化矩阵C

（5） 根据式（6） -（7） 确定正负理想解为：

（7） 由式（10） 计算各待评价装配式建筑与理想解的相对贴进度为：

排序结果见下表：

表3 评价结果排序表

一般情况下，CCi*的值越大，表示解与理想解越接近，即所得到的解越优。但本文与之相反，在装配式建筑施工阶段风险评估中，所得到的相对贴进度越小，表示项目进度变化的风险越小。所以由表3 可以看出，装配式建筑M5的项目进度延迟风险最小，装配式建筑M1的项目进度延迟风险最大。

4 结语

本文在已有研究基础上并根据装配式建筑在施工阶段的相关注意事项构建了相关评价指标体系。通过层次分析法与熵权法的组合赋权，减少了由于层次分析法的主观经验及熵权法的数学量化值带来的误差，使得赋权结果更真实可靠。引入TOPSIS 法对装配式建筑施工阶段的进度进行风险评价，运用实例验证了评价模型的可行性，对未来改善装配式建筑施工阶段中存在的风险具有一定的指导意义。