基于模糊层次分析法的城市轨道交通机电工程施工风险评价研究

摘要：从建设方角度，通过对城市轨道交通机电工程施工阶段风险进行识别，建立城市轨道交通风险评价体系，运用模糊层次分析法建立了城市轨道交通机电工程风险评价模型。最后结合广州地铁HZ站机电工程进行实证研究，验证风险评价模型的有效性和适用性。

关键词：城市轨道交通，机电安装，施工风险，模糊层次分析法

Abstract: From the construction side, through the identification of the risk of mechanical and electrical engineering, city rail transit construction stage, establishment of city rail transportation risk assessment system, using the fuzzy hierarchy analysis of risk evaluation of mechanical and electrical engineering, city track traffic model establishment method. This paper based on the empirical study of Guangzhou metro station HZ Mechanical & Electrical Engineering, effectiveness and applicability of the verification of the risk evaluation model.

Key words: city rail transportation, mechanical and electrical installation, construction risk, fuzzy analytic hierarchy process

中图分类号：TH-39文献标识码A 文章编号

因具有运量大、速度快、安全、准点、节约能源等特点，城市轨道交通已被世界各国普遍认为是解决城市交通问题的根本出路。城市轨道交通机电工程是一个多工种、多工序、多系统的复杂生产建设过程，机电工程的成败将直接影响到城市轨道交通工程为使用者提供的服务及整体功能的发挥，并将直接影响使用者的感官体验。

城市轨道交通机电工程主要包括供电系统、通信信号系统、通风与空调系统、给排水消防系统、火灾自动报警系统、气体灭火系统、综合监控系统、自动售检票系统等。城市轨道交通机电工程的主要特点有：施工工序复杂，投资比重大；现场组装工作量大、施工管理复杂；各专业设备材料多、种类繁杂；施工进度、质量及工程总投资受多种因素制约；施工作业面狭窄、集中施工困难；施工界面多，组织协调困难；各级人员素质要求高；工序多成品保护困难等等。

1城市轨道交通机电安装工程风险识别

城市轨道交通机电工程和其他工程建设项目一样，建设方的总体目标为控制工期、控制投资和控制质量，以及过程管理的安全。

从风险定义的角度分析，城市轨道交通机电安装及装修工程的风险有以下特征：（1）损失的波及面广：各系统交叉复杂注定风险损失的波及面广泛；（2）损失的潜在性：城市轨道交通的风险影响往往要到运营阶段才体现；（3）风险发生的不确定性：城市轨道交通机电影响因素众多，有些因素可能立即导致严重后果，但有些因素可能工程完工都不会引发事故；（4）风险引发的损失不确定：风险的经济损失牵扯面大，损失难以估计，风险引发的社会影响更是难以估算。

从建设方角度以实现城市轨道交通机电工程的总体目标为出发点。城市轨道交通机电工程建设方的风险因素主要分为招标与供货风险、工程变更风险、建设环境协调风险、施工作业风险和维稳风险。各类风险又可细化为各二级风险，如下表1-1城市轨道交通机电工程风险指标

表1-1城市轨道交通机电工程风险指标

2城市轨道交通机电工程风险评价指标

风险识别以后，首先需要对各风险指标进行估计和量化，评估风险发生的概率和可能导致的损失程度。对于风险发生的概率可按下表进行评判：

表2-1风险发生概率评价指标

对于风险导致的损失按下表进行评判

表2-2风险影响程度评价指标

3模糊层次分析法模型

层次分析法通过构建层级结构模型、判断矩阵计算各层次风险因素对总目标的组合权重，从而得出不同可行方案的权重，为进行方案决策提供了依据。层次分析法在应用中存在以下局限性：

（1）它只能在给定的方案中去选择最优的方案，但不能给出新的解决方案。

（2）判断矩阵的一致性检验非常困难，一旦一致性检验不通过，则需要重新构建判断矩阵。

（3）层次分析法中所构建的层级结构模型及判断矩阵的建立都是依靠决策者的主观判断，往往可能导致决策的失误。

模糊综合评价法是通过引入模糊数学的概念，将风险因素的评价指标以模糊集合的方式表达，相比于层次分析法的对风险的影响程度评价更为准确，适合大型工程项目的风险评价工作。模糊综合评价法的重点是风险因素权重的确定。本文以层次分析法确定风险因素的权重，采用模糊综合评价法构建城市轨道交通机电安装及装修工程的风险评价模型。步骤如下：

（1）建立风险评价指标和风险因素集

根据第1节建立的风险指标，对一级风险和二级风险分别构建风险因素集：一级风险因素集

二级风险因素集，，，，

（2）建立风险评价集及模糊关系矩阵

根据第2节建立的城市轨道交通风险评估指标，从风险发生的概率及风险造成的影响两个方面对风险进行估计，从以上两个维度将风险等级化为5个等级，一级表示风险发生的概率低造成的影响小，五级表示风险发生的概率大造成的影响也大，并依此建立风险评价集

（3）建立模糊关系矩阵

风险评价集建立以后，需要针对每个评价等级对风险因素进行评价，为保证评价结果的准确性和有效性，邀请专家对各个风险指标所适用的风险等级进行选择，形成专家打分表（表格中的分值即为选择该项的专家数），最后通过一定的统计分析的方法确定各类风险的评估值。

表3-1 专家打分统计表（示例）

最后依照专家打分表得到模糊关系矩阵

并依次得到，，，，

（3）用层次分析法构建判断矩阵，计算权重向量，确定风险因素的权重H

按照层次分析法的步骤对各层次的风险构建两两比较判断矩阵，，，，，，

计算判断矩阵的权重向量，并通过一致性检验，依次得到各级风险的权重（层次分析法的判断矩阵权重向量计算机一致性检验此处不作详细介绍,详细介绍可翻阅参考文件[5] 《经济管理中常用数量方法》）

，，，，，

（4）对各层风险因素进行模糊综合计算

，，，，

最后根据计算得到的二级风险指标模糊评价值构建构建一级风险指标U的评价矩阵R

项目风险的总评价结果为

（5）采用最大隶属度法对模糊综合计算结果进行评价

对于模糊评价结果向量，若，则认为该层风险整体隶属第r级风险，从而对风险的整体水平进行了评价。