给排水施工中运用灰色层次分析法的理论及实践研究

　　【摘要】层次分析法（AHP）是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。层次分析法的整个过程体现了人的决策思维的基本特征，即分解、判断与综合，易学易用，而且定性与定量相结合，便于决策者之间彼此沟通，是一种十分有效的系统分析方法，广泛地应用在经济管理规划、能源开发利用与资源分析、城市产业规划、人才预测、交通运输、水资源分析利用等方面。高层建筑给排水施工管理决策往往是一个灰色系统，对于这种因素相关性较强的灰色系统来讲，一般方法得到的决策方案都不可能是最优的。
　　【关键词】给排水施工；灰色层次分析法；理论及实践研究
　　
　　在进行高层建筑给排水施工管理决策时，往往根据影响因素和已知条件列出若干可行方案，然后根据相应的因素进行多目标决策，但上述系统往往是一个灰色系统。对于这种因素相关性较强的灰色系统来讲，一般方法得到的决策方案都不可能是最优的。用灰色关联度决策建立决策模型，就可以得到较为满意的结果。另外，在选择经济决策方案时，各目标大多是定性的，凭感觉比较各方案及给各目标赋值，准确度差，随意性大，对决策结果影响很大。应用层次分析法（AHP）可以很好地将这些定性指标转换为定量指标。
　　灰色系统理论是我国控制论专家邓聚龙教授于20世纪80年代初创立的解决信息不完全问题的理论与方法，行业应用比较广泛。应用灰色关联分析方法对受多种因素影响的事物和现象从整体观念出发进行综合评价是一个被广为接受的方法，将层次分析法和灰色关联分析的方法有机地结合起来，建立灰色多层次综合评判(AHP-GRAY)模型，利用层次分析法计算评价指标各因素的权重，构造各项因素的比较数列和参考数列，计算各个方案的关联度，以此评估各种风险，确定最佳施工方案。灰色系统关联分析法是一种多因素统计分析法，先求出样本数据与由最佳指标组成的理想方案的关联系数，由关联系数得到关联度，运用层次分析法把复杂问题的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化。
　　
　　（一）模型建立及步骤
　　（1）灰色关联度决策建立及分析模型
　　某研究范围内的事件全体成为该研究范围内的事件集，记为：
　　A=。
　　其中，为第i个事件。相应地所有可能的对策全体称为对策集，记为：
　　B=。
　　其中，事件集A=与对策集B=的笛卡尔积：AB=成为局势集，记作S=AB。对于任意的称为局势，记作sij=。
　　设S=为局势集，为局势在k目标下的效果之，R为实数集，则称：SR，为S在k目标下的效果映射。
　　（2）层次分析法基本原理及模型
　　层次分析法（AHP）的主要思路是：根据问题的性质和要求达到的总目标，把问题按照层次进行分解，分成互相联系的有序层次，如目标层、准则层、子准则层以及方案层等，然后按照问题的结果层次从上而下，逐层确定同层次上各元素（目标）的相对重要性——权数。
　　层次分析法（AHP）是通过两两比较各元素之间的相对重要性，构成一个判断矩阵，以此矩阵的最大特征值的特征向量的各分量作为各元素的权重。
　　其基本步骤如下：
　　1）通过两两比较各目标之间的相对重要性，构成一个判断矩阵。为减少单个专家的主观性，可以采用Delphi法来由多个专家确定判断矩阵；
　　2）计算各目标合成权重；
　　3）一致性检验，若不能通过一致性检验，则需进行调整后重新计算。
　　（3）分析步骤
　　1）确定事件集A=和状态集B=，构造局势集S=。
　　2）确定状态目标1,2,……,s。
　　3）求不同局势sij（i=1,2，…，n；j=1,2,…，m）在k目标下的效果值：
　　=（）;
　　4）利用层次分析法将定性的效果值转化为定量的效果值，仍记为。
　　5）求k目标下局势效果序列的均值像，仍记为：
　　=（）;
　　
　　6）利用层次分析法（AHP）求目标k的权重(k=1,2,…n)，以作为k目标下的局势效果序列。
　　7）由6）结果写出局势的效果向量：
　　=();i=1,2,…，n;j=1,2,…,m。
　　8）求理想的最优效果向量：
　　=（,）。
　　9）计算,i=1,2,…,n；j=1,2,…,m。
　　10）由=得次优效果向量和次优局势。
　　该计算方法虽然较为复杂，但都有固定的程序，利用excel软件的函数计算功能就可以方便快速地得到结果。
　　
　　（二）应用举例
　　某市的花城B块：该项目位于该市某新城区的1.3105m2的大型住宅小区，由10幢14层和4幢18层的小高层及2个地下车库组成，总投资2.5亿元人民币，给排水工程量巨大。
　　前期如何策划进行协调施工，保障给排水施工顺利进行，是工程中要考虑的问题。结合本项目队考察选出的9个整体施工方案进行决策。
　　记该区域经济规划事件为，则事件集A=。
　　记整体施工方案一为；整体施工方案二为；整体施工方案三为；…；整体施工方案九为，则有状态集B=。
　　于是有局势集S==。
　　建立k目标下局势集效果序列，并利用层次分析法构造两两对比判断矩阵，用excel的函数计算功能将定性目标化为定量目标；确定目标k的权重(k=1,2,…7)，权重在模糊决策的地位或所起的作用，直接影响到综合评价的结果。文中得到10位高层给排水工程专家的评分意见，满足归一化条件的各层权重，下面利用层次分析法构造两两对比判断矩阵，用excel的函数计算功能计算得：=0.3621，。
　　将，，，，，输入excel，利用其函数计算功能得到：
　　
　　==0.891。因此方案三显现出较为明显的优势，在综合评价指标上有明显优势。
　　实践证明，在该B块项目实施方案三的确取得了显著的综合效益。给排水施工工期缩短计划的18%，成本也有显著的下降，避免了返工和浪费现象。
　　
　　（三）结语
　　建筑排水安装质量的好坏，直接影响建筑物的使用价值和安全保障。随着社会的发展，传统建筑给排水行业面临巨大挑战。传统的建筑技术、建筑模式下的产品不能适应市场的需求。要适应市场就面临诸多风险。由于业主希望在能够承受的风险水平下谋求尽可能高的收益，或将一定的收益风险程度降低，这就需要对高层建筑给排水施工进行科学的预测与决策，综合考虑收益和风险因素，选择最优方案。
　　加强给排水工程的施工管理，应该科学地、实事求是地按照施工计划有重点、有目标的管理好每个环节，以达到确保工期、工程质量，争取降低成本的目标。各级行政主管部门和各实施单位一定要重视和加强施工项目管理，保证各项工程按时、保质、保量完成。
　　本文中建立了一套适用于高层给排水施工管理的综合指标评价体系，由实例分析，验证了模型的适用性。基于这个评价体系还可以做更多的针对性研究。
　　
　　【参考文献】：
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　　【2】 邓聚龙．灰预测与灰决策[M]，武汉：华中科技大学出版社，2009．
　　【3】 虞和锡．工程经济学[M]．北京：中国计划出版社，2007．
　　【4】 秦俊．建筑工程给排水管道的施工管理[J]．山西建筑，2010，33(20)：208-209．
　　【5】 GB50242-2002，建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[s]．
　　【6】 张宏．石油化工给排水的施工管理[J]．石化技术，2011(7)：235-236．

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