基于C-OWA的装配式建筑评价模型建立与应用研究

高飞 高翔 葛灿灿 辜继明 蒋高鹏

摘 要：装配式建筑评价模型的建立和应用是促进其发展和推广的有效方法，是实现其绿色化、工业化、信息化、科技化发展的重要手段。文章采用連续的有序加权平均算子、投影值单位化等分析方法，搭建了装配式建筑发展影响因素评价模型，结合武汉市装配式建筑的应用与发展实际，阐明了影响装配式建筑发展的障碍因子。结果表明，装配式建筑发展影响因素中的政策环境指标的权重占比最高，为0.1756;装配式建筑评价模型预测的向量投影单位值为0.756，预测结果良好，政策导向、政策扶持是推动装配式建筑发展的核心因素;装配式建筑评价模型分析可提高其施工管理技术，降低其设计和制造成本，从而推动装配式建筑在全国建筑业行业中的发展。

关键词：装配式建筑;C-OWA算子;评价模型;影响因素

中图分类号：F424.3;O221  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）12-0027-06

引言

装配式建筑作为推动建筑业向绿色化、工业化、信息化、科技化方向发展的一个重要手段，可以有效降低建筑业成本、减少环境污染，提高生产效率。但是随着社会经济的不断发展，装配式建筑在城市应用推广中存在着参差不齐、后劲不足等现象[1]，探寻符合其应用推广的评价模型和体系对于装配式建筑发展至关重要[2-4]。

现阶段，众多专家学者越来越多地关注装配式建筑发展评价的研究，如陈为公等[5]提出一种基于指标向量余弦值的改进连续的有序加权平均（Continuous Ordered Weighted Averaging operator，C-OWA）算子分析方法，用以判断装配式建筑的全寿命周期的安全属性特征，降低了由专家评分法造成的主观因素影响，打破了高维向量指标求解复杂的弊端。张健等[6]探究当前我国装配式建筑的发展与建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）新技术二者之间的联系及有机匹配，提出构建基于BIM平台的装配式建筑集成体系，并以上海地区装配式建筑发展为例，分析了BIM集成技术在装配式建筑中的应用前景。桑培东等[7]通过构建装配式建筑发展因素指标体系，应用结构方程模型方法，确定了成本体系>政策体系>技术体系>部品体系>市场链条体系的各指标权重系数排序，为装配式建筑的发展和评价奠定了基础。廖礼平等[8]以绿色建筑发展为背景，探索了影响装配式建筑发展的主要因素;叶浩文等[9]分析了在工程总承包（Engineering Procurement Construction， EPC）模式下的装配式建筑发展的优势和不足，为未来更好地推广EPC总承包模式的装配式建筑奠定优势。刘光忱等[10]运用解释结构模型分析了影响装配式建筑发展的影响因素，得到了“政府推行力度”作为影响装配式建筑发展的最核心、最深层的因素，明确了在政府主导下的装配式建筑未来发展的重点和方向。唐根丽等[11]通过问卷调查方式，得到影响装配式建筑发展的因素，利用主成分分析法分析各因素对装配式建筑的影响程度，从政府、企业以及高校角度提出相应的对策措施。装配式建筑评价模型的建立和应用是实现装配式建筑发展评价与应用推广的有效方法，文章基于连续的有序加权平均（C-OWA）算子、投影值单位化等分析评价方法，搭建装配式建筑发展影响因素评价模型，结合武汉市装配式建筑应用发展实际，对装配式建筑发展影响因素指标及其应用进行分析，以期为对推动装配式建筑在全国建筑业行业中的发展提供参考和借鉴。

1 装配式建筑发展影响因素评价模型构建

1.1 装配式建筑发展影响因素指标体系建立

在国家相关政策[12，13]的指引下，国内的装配式建筑发展迅速。文章基于装配式建筑发展的特殊时代背景，探究新技术、新产品对其发展的影响程度。以武汉市为例，分析C-OWA算子指标体系实际应用匹配度，探究影响装配式建筑发展的障碍因子，从而为装配式建筑未来发展提供更好的借鉴。基于前期的相关研究成果[14-18]，建立“装配式建筑发展影响因素”指标体系图，如图1所示。

1.2 装配式建筑发展因素定性指标量化

2 装配式建筑发展影响因素分析

2.1 装配式建筑发展影响因素评价

运用理想多维向量投影值单位化法对装配式建筑发展影响因素进行评价。理想多维向量投影值单位化法是基于向量夹角余弦、数—形结合等数学思维，用以判定多维向量指标与实际匹配度的多属性决策方法。投影值单位化取值范围为[-1，1]，投影正向数值越大，说明其指标项与实际理想情况越接近，二者正相关性越强，评价效果越理想，评价指标对装配式建筑发展起促进作用;反之，若投影值为负值，则说明评价指标对实际应用性发展起阻碍作用。文章中研究将影响装配式建筑发展的18个二级指标转化为多维空间中的18个特征向量，将其合成，通过计算多维空间向量投影值方法，转化为表示待评价项目的综合发展评价情况。

2.2 装配式建筑发展影响因素相关性的评判标准

装配式建筑发展影响因素指标相关性评价，是评判C-OWA算子指标体系在实际应用中合理性的有利依据。文章研究相关性数值评判标准将借鉴连续性标准正态分布的“3？滓”原则，其中多维向量投影值概率分布预测评价如见表1所示，连续性标准正态分布的“3？滓”如图3所示。

2.3 装配式建筑发展影响因素的障碍因子分析

障碍因子分析是建立在对装配式建筑发展因素预测评价“良好”及以上的定量评价结果基础上，探究影响其未来发展的关键性因素，尤其是日趋普及的5G等高新技术的发展，为装配式建筑发展所带来的机遇和挑战。障碍因子计算由式（5）表示为

式中Aij为第i个项目第j项指标的障碍度;Pij表示各个指标因素与目标状况的差距，文章中用1-Xij表示;Rj为因子对整体的贡献率，文章中引用C-OWA算来确定权重Rj。

3 装配式建筑发展影响因素指标分析及应用

3.1 装配式建筑发展影响因素指标分析

在调研的装配式建筑研究領域、工程造价等领域的7位专家学者中，正高职称2人、副高职称3人、中级职称2人。对6个一级指标“政策环境、科技环境、产业环境、人文环境、社会环境、成本环境”进行指标权重评估打分，得到其专家评分统计表见表2。

3.2 装配式建筑发展影响因素指标体系应用

武汉市装配式建筑项目中，045号地块项目作为武汉市2020年度第二批装配式建筑示范项目，装配式总面积达207593m2。项目整体采用装配式混凝土框架结构、剪力墙结构，地上34层，地下1层;项目示范范围为在主体结构、非承重围护墙非砌筑、内隔墙非砌筑、全装修等采用装配式建筑技术;采用工程总承包方式及新型模板系统。项目整体装配率达60%～62%，评价结果为A级装配式建筑。045号地块项目作为W市新一轮产业升级和转移的重要承接地，积极响应了城市区域经济跨越式发展。

邀请校内建工、商学、计算机、公法、管理五院系共15位副高及以上专家学者，对武汉市045号地块项目进行指标量化评分，依据公式（1）以指标“政策导向C2”计算为例，得到“政策导向C2”指标量化计算分析见表4所示。计算得到18个二级指标量化结果Xi，即装配式建筑指标权重及武汉市项目指标量化结果统计表见表3。

依据公式（5）及武汉市045号地段项目数据，得到武汉市装配式建筑发展项目障碍因子诊断结果统计表见表5。

武汉市装配式建筑的充分发展与政府的方针政策有关[19-21]。良好的政策导向、政策扶持是推动装配式建筑发展的有利条件，二者的指标权重占比分别为0.0611、0.0577。另外，首次提出了装配式建筑建设发展中的施工管理技术研究、社会贡献率、5G科技应用等影响因素，其权重系数分别位列第4、5、11位。

4 结论

文章基于C-OWA算子、投影值单位化等分析评价方法，搭建装配式建筑发展影响因素评价模型，模型分析结果表明，政策环境、成本环境、产业环境等指标的占比较高，分别为0.1756、0.1682、0.1664。

武汉市装配式建筑实际应用结果表明，模型预测的投影单位值为0.756，预测结果良好。障碍因子分析结果表明，政策导向、政策扶持是推动装配式建筑发展的两大核心因素，其指标权重占比分别为0.0611、0.0577，施工管理技术研究、社会贡献率、5G科技应用等模型因素首次提出，权重系数分别位列第4、5、11位。

装配式建筑影响因素评价模型分析有助于提高其施工管理技术，探索装配式建筑发展的有效路径，凸显其社会贡献率，还可为决策者和从业者降低装配式建筑设计和制造成本提供依据，从而推动装配式建筑在全国建筑业行业中的发展。

参考文献：

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〔12〕中华人民共和国住房和城乡建设部.住房城乡建设部关于印发《“十三五”装配式建筑行动方案》《装配式建筑示范城市管理办法》《装配式建筑产业基地管理办法》的通知（建科[2017]77号）[R/OL].（2017-03-23）[2021-04-25].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/201703/t2017032 7_231283.html.

〔13〕住房和城乡建设部标准定额司.住房和城乡建设部标准定额司关于开展2020年度装配式建筑发展情况统计工作的通知（建司局函标〔2020〕191号）[R/OL].（2020-12-14）[2021-04-25].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/20201 2/t20201215_248454.html.

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〔19〕武汉市建筑产业现代化推进工作领导小组.关于印发《武汉市2021年发展装配式建筑工作要点》的通知[R/OL].（2021-03-13）[2021-04-25].http：//www.hanyang.gov.cn/zwgk_38/xxgkml/csjs/202104/t20210408_1664019.html.

〔20〕武汉市城乡建设局，武汉市发展和改革委员会，武汉市自然资源和规划局，武汉市住房保障和房屋管理局，武漢市市场监督管理局.关于印发《武汉市装配式建筑建设管理实施办法》的通知（武城建规〔2020〕1号）[R/OL].（2020-12-28）[2021-04-25].http：//cjw.wuhan.gov.cn/zwgk_11915/zcfgyjd_11923/zcfb_11924/202101 /t20210113_1595543.html.

〔21〕湖北省住房和城乡建设厅.关于开展湖北省装配式建筑有关信息发布工作的通知[R/OL].（2020-08-05）[2021-04-25].http：//zjt.hubei.gov.cn/zfxxgk/zc/qtzdgkwj/202010/t20201026_ 2975400.shtml.