灰色系统理论在施工管理中的应用.doc

灰色系统理论在施工管理中的应用摘要 在确定施工方案的时候，往往需要在若干个相近方案中进行选择，而各个方案中有很多因素都是非量化指标。如何从中选取最优的方案是一个比较困难的问题。本文主要运用了灰色系统中有关灰色关联度分析的理论，采用系统工程中层次分析的方法，结合工程实例，具体阐述了在各种因素影响方案决策的前提下，如何为施工方案的选择提供科学合理的决策依据。关键词 灰色系统 工程施工 方案选择 中图分类号：TU721 文献标识码：B在确定某一工程项目的施工方案时，通常要综合考虑工程的施工技术、预算费用、工程进度、现场管理等多方面的因素，一般除了施工准备时间、工期、工程费用等可以量化的指标外，还有施工工艺、安全程度、现场管理等难以量化的指标。如何综合考虑这些因素，从众多的方案中选出最优的方案进行具体的施工是一个比较困难的问题。目前在方案的选取中，更多地是根据可以量化的指标进行简单的数值比较而很主观的决定，这样做主观随意性较大，而且忽略了难以量化的指标对方案选择的影响，而在很多情况下，难以量化的指标对于方案的影响是非常大的。要克服这种简单方法的不足，提高决策的科学性和实用性，就必须在方案的选择过程中引入一定的数学方法，将难以量化的指标进行量化，然后综合考虑各个因素的影响。当前，将非量化指标量化的数学方法有很多，本文引进的这种评价选择施工方案的方法灰色关联法， 实质就是将层次分析法和灰色关联相结合的方法，运用此方法得到的评价结果，更具有科学性和实用性。1 施工方案评价模型的建立 灰色系统理论中的关联度分析法以各项指标对其最佳值的接近程度为基础，通过关联度对多项不同的指标进行有机地合并，从而获得方案优劣的一个综合值，成为方案综合评价较为理想的一种方法。它是一种用待分析的系统的各特征参量序列(指标)构成的发展趋势接近程度来度量待分析系统与参照系统之间的相关程度的方法。待分析系统与参照系统越贴近，则关联度越大。我们把参选方案作为待分析系统，假设一种理想的方案作为参照系统，则与理想方案最接近的方案，关联度最大，即为最优方案。11 建立评价指标体系 评价指标体系应能全面反映待分析系统的主要方面，也就是影响方案决策的主要指标，这些指标所组成的集合称为指标集，用X表示，设有个指标，则 对于个参选方案，则有 ，对于指标集中的非量化指标，通过分析指标性质给出白化权函数曲线，确定其量化值，使指标集成为一组有序数值组成的集合。对于施工方案的选择，一般可以考虑主要有以下7个指标：施工准备时间、施工工期、工程费用、施工安全程度、施工工艺、运用某方案施工形成的现场管理条件（简称现场管理）和具体的施工方案引起的外界干扰（简称外界干扰）。12 确定评价目标 即确定方案评价的参照系统(理想方案)。 按“相对优化”的原则，从个参选方案中选出各项指标的最佳值，或按决策要求确定的各指标所组成的指标集作为参照系统。 在施工方案的选择中，即从所有的参选方案中选出以上7个指标中的最优值组成评价的目标系统。1. 3 确定各项指标的权重值 指标的权重值是评价的体现，它是指标对评价目标相对重要性的度量，是对方案评价的修正，在实际决策中，确定各个指标的权重是很关键的，指标的权重值可用层次分析法确定。由于层次分析法的原理已经很成熟，这里就不再赘述。14 求出个参选方案个指标的关联系数 （2）为第个备选方案的第个指标与参照方案的关联系数。和分别为参照方案与备选方案的第个指标。为和的绝对差，为与两级最小绝对差，为与两级最大绝对差。15 综合关联度 综合考虑指标的权值，则各备选方案的综合关联度为指标关联系数与其权值的乘积之和。 （3） 关联度最大的方案即为最优方案。2 施工方案综合评选的实例分析某工程的施工方案有四种，如表1所示。表1 施工方案编号项目单位施工方案方案1方案2方案3方案4准备时间月8855施工工期月12141820工程费用万元2000210019001800安全程度较好较差好较差现场管理一般好较好差外界干扰较小较大较大较小施工工艺较简单较复杂简单较复杂2. 1 建立综合评价体系 首先，建立评价指标体系。在表1中7个评价指标中，有现场条件、施工条件、外界干扰、施工管理等四项为非量化指标，先要对其进行初值量化，常用的方法是建立该指标的白化权函数进行量化处理。然后，选取各方案的最优指标初始数据为目标系统指标。将评价指标体系与目标系统指标一起构成综合评价体系，如表2所示。表2 综合评价体系 指标方案方案181220000.60.50.60.7方案281421000.40.830.40.3方案351819000.80.670.60.9方案452018000.40.30.40.3目标51218000.80.830.60.922 指标的权重 各指标对决策的影响程度，如表3所示。表3 各指标影响程度11/41/81/3232411/2281088213912931/21/315851/21/81/91/51221/31/101/121/81/2121/21/81/91/51/21/21按照文中给出的层次分析法得出权重向量和最大特征根最大特征根 随机一致性比值满足随机一致性的要求。2. 3 求关联系数对表2中的数值进行归一处理，如表4所示。表4 归一处理表 指标方案方案10.80.120.20.60.50.60.7方案20.80.140.210.40.830.40.3方案30.50.180.190.80.670.60.9方案40.50.200.180.40.30.40.3目 标0.50.120.180.80.830.60.9 按计算公式(2)，求出各方案与目标系统指标间对应的关联系数，如表5所示。表5 关联系数表 指标方案方案10.510.940.60.4810.6方案20.50.940.910.4310.60.33方案310.830.9710.6511方案410.7910.430.360.60.33权 重0.0650.2670.4040.1680.0420.0280.0282. 4 求综合关联度 按式(3)，计算各方案的综合关联度第一方案 ，第二方案，第三方案，第四方案根据综合关联度的结果可以得出，方案的排序依次为：第三方案，第一方案，第四方案，第二方案。在没有特殊情况的前提下，第三方案为最优方案。3结 语将灰色系统理论中有关灰色关联度的知识结合层次分析法，可以为诸如工程施工方案选择等决策问题提供了一种简便、易行的解决方法，评价结果较为客观，利用这种方法能有效地解决确定决策过程中人为因素干扰和盲目性，在施工方案的选择中运用这种方法，能极大的提高编制施工组织设计的质量和更加严密地组织工程的施工。在应用该模型时应注意以下点：首先，在非量化指标白化的过程中，应注意为其赋予相应合理的数值；其次，在确定各指标对决策的影响程度的过程中，应按照系统工程的相关方法予以综合科学的考虑，尽可能的得出最接近真实情况的数值；再次，权重值是决策者对该项指标关注程度的表现，对方案综合关联度的影响很大，因此，权重值一定要按层次分析法进行比较确定而不能估算；最后，虽然运用灰色关联度的方法对参评的指标数量没有限制，但用层次分析法确定权重值时，判断误差会随着指标的增加而增加，因此要选择对方案影响较大的指标参加评判。参考文献1 邓聚龙.灰理论基础M.武汉：华中科技大学出版社，2002.2 邓聚龙.灰色预测与决策M.武汉：华中科技大学出版社，2002.3 刘思峰.灰色系统理论及其应用M.北京：科学出版社，1999.4 梁宗经，旷芸.基于灰色系统理论的设备招标采购模型J.广西师范大学学报，2000，18（2）：2023.5 王越之，罗春芝.运用灰色关联分析法优选钻井液处理剂J.江汉石油学院学报，2001，17（3）：5761.6 孙林柱，杨芳.住宅小区建筑设计方案评价的灰色关联法.土木工程学报J，2003，36（3）：2529.7 荀志远，于彩华.加权灰色关联度法在工程投资估算中的应用.建筑技术开发J，2001，28（9）：4749.8 汪应洛.系统工程理论、方法与应用（第二版）M.北京：高等教育出版社J，1998：170174.Utilization of Grey System in Choice of Construction ProjectAbstract: This paper introduces a method ,which integrates grey system with systems engineering , in how to choo