废弃海洋桩基平台拆除方案的系统决策研究

1、废弃海洋桩基平台拆除方案的系统决策研究阎宏生 胡云昌（天津大学建筑工程学院，天津 300072）摘要：海洋平台拆除是一项复杂的、受多种因素制约的、涉及许多技术领域的综合性系统工程。采取适当的拆除方案是工程安全、经济、环保地进行的基础和保证。针对这一问题，本文对拆除方案的评估进行了系统的研究，从环境、工艺、安全、经济、工期的角度建立了拆除方案评估指标体系，并综合运用群决策层次分析理论和模糊数学理论对拆除方案进行系统的评估。经实例验证，本文所建立的评估指标体系，借助于已开发的计算机软件运行，可科学、公正、快捷的对方案进行评估。关键词： 评估指标体系 群决策层次分析法 业主意愿 模糊综合评价1 前言

2、随着海洋平台的数量愈来愈多，其衍生的潜在问题日趋复杂，对海洋、环境等均造成较大的潜在危害。因此，废弃平台拆除成为目前国际海洋工程界的热点研究问题，世界各国也先后制定了法律法规，要求对废弃海洋平台进行拆除。海洋平台的拆除是一项复杂的、涉及许多技术领域的综合性系统工程，受到经济、技术、安全、环境保护等多种因素的制约，是一项极具危险性的工程。采取适当的拆除方案是工程安全、经济、环保地进行的基础和保证。但不同的工程承包商、设计者设计的拆除方案不尽相同，因此，采取一定的方法对各种方案进行科学、准确的评估是极为重要的。传统的评估方法主要有：综合计分法、评议表决法等。这些方法存在一定的缺陷，主要有：1） 过

3、分依赖评委的主观判断2） 评价指标不完善3） 缺乏理论基础 针对这一问题，本文对拆除方案的评估进行了系统的研究，从环境、工艺、安全、经济、工期的角度建立了完整的评估指标体系，在评估过程中，根据工程的实际情况，综合运用群决策层次分析理论和模糊数学理论，并引入业主意愿，对平台拆除项目进行科学合理的评估。2 废弃海洋桩基平台拆除工程评价指标体系的建立 对于拆除工程方案进行评价，必须充分考虑海洋桩基平台的特点，结合工程进行的地点、所处的环境、可到达的工艺水平等因素，科学的进行。一般来讲，要求方案保证：环保、经济、安全高质量、适当工期、工艺可行。因此，本文采用以下五项指标构成评估指标体系的第一层，即准则

4、层。1） 对生态环境污染的危险辨识及控制的可行性2） 工艺路线的科学技术合理性3） 作业的安全性与可靠性4） 工程费用预估与控制的科学性5） 工程进度计划与控制的科学性 准则层以下包括需进一步评估的子准则层，具体建立如下：2.1 对生态环境污染的危险辨识及控制的可行性的影响指标1）潜在污染源辨识的系统性与可信度2）各工程阶段污染控制方案的可行性3）污染控制应急组织的健全性4）污染控制装备的齐备程度。5）污染控制应急反应程序2.2 对工艺路线的科学技术合理性的影响指标1）工程项目组织的健全性，2）原始资料收集的齐备程度3）设施及场地现状的把握程度4）各工程阶段切割、分解、吊装、运输、上岸的技术方

5、案的科学性与合理性5）钢结构、设备与材料再利用与回收方案6）辅助船舶、装备与器材的齐备程度2.3 作业的安全性与可靠性的影响指标 1）对海洋环境条件的熟知程度 2）作业人员的素质 3）安全管理制度及劳动保护规定的健全性 4）安全保障的应急反应程序 5）安全保障装备的齐备程度 6）安全保障组织的健全性 7）工程作业力学计算的完整性与可靠性2.4 工程费用预估与控制的科学性的影响指标 1）总费用 2）成本构成 3）投入人力资源的合理性 4）投入物力资源的合理性 5）人工费率的合理性 6）设备费率的合理性7）各项作业时间安排的合理性 8）可能利用与回收的钢材、设备和材料收益2.5 工程进度计划与控制

6、的科学性的影响指标 1) 总工期 2）各工程阶段施工进度计划 3）应急状态下，保证施工进度计划的措施4）财力安排的保证措施5）物力安排的保证措施6）人力安排的保证措施7）组织管理措施评价指标体系如图1所示。3 基于群决策层次分析法的方案决策方法 对于多目标决策问题，通常使用层次分析法来进行，目前该方法已经比较成熟。但层次分析法存在两个主要问题： 1 在决策分析中不能突出反映工程业主的意愿。 2 在构造判断矩阵时，经常出现一致性不满足的现象，需要评估者不时调整对评估项的判断，因而影响了判断的准确性。 为此，本文采用群决策层次分析法来分析计算各评价指标的权重，并运用模糊综合评价法对各种方案进行量化

7、处理，有效地解决了以上两个问题。3.1 群决策层次分析法的主要步骤 3.1.1 由业主代表确定准则层评价指标的权重 图1 评估指标体系简图通常可由业主指定几名代表，对准则层的评价指标进行评价，建立判断矩阵，并进行一致性校验。得到的判断矩阵为：其中： 3.1.2 进行群决策协调，建立群决策协调判断矩阵O 对O矩阵进行计算，求出其最大特征值及相应的特征向量即为群决策下准则层指标的权重 由评估专家对各子准则层指标进行评估1）由各专家建立各自的判断矩阵2） 同理对进行群决策协调，得到5个判断矩阵,分别计算其各自最大特征值对应的特征向量，可得5个子准则层指标的权重3）确定子准则层各评价指标的相对权重 4

8、 设计方案的模糊综合评价 专家对方案的评价一般分为五个等级，即V= (很好，好，一般，差，很差)。这种分级方式很难对其进行系统的评价，因此需要对其进行数字化。分别赋予分值V =（-10，-5，0，5，10）。对于某个方案而言，其各项评价指标对于各评价等级的隶属函数值是一个模糊关系矩阵，记为，将上面得到的指标权重和R结合，得到各专家对各方案的模糊综合评价，为方案的个数。对进行群决策协调，可得各方案的综合评价值，即为各方案对于各等级的综合隶属度。 i=1,2,p,为方案的个数 由此可得到各方案的综合评价值，按综合评价值的大小，得到各方案的综合评价顺序。5 基于群决策层次分析法的方案评估决策软件的建

9、立基于上述理论，本文编制了相应的评估软件。5.1 用户界面 用户界面应设计友好，方便操作者使用，并且容错性应较强，帮助界面齐备。 图2 软件界面 图3 软件界面5.2 算法设计与实现本软件采用DELPHI语言编程，计算程序框图如图4所示 图4 计算流程图6 结论 废弃海洋桩基平台拆除工程危险、复杂，其方案的制定与选择及其重要，根据该项工程的特点，本文建立了拆除方案的综合评价指标体系。再此基础上，采用群决策层次分析法和模糊综合评价方法，引入业主意愿因素，给出了对拆除方案进行综合评价的方法，并编制了相应的计算软件。该软件可以科学、合理地对拆除方案进行综合评价，数字化的评价结果较之原有的评价方法更加

10、直观，准确，大大减少了工作量，使得业主确定方案时方便快捷、科学合理。参考文献1 胡云昌、阎宏生，“废弃海洋桩基平台拆除方法研究报告M”，天津大学，2003.12 郝丽萍，“招标工程评价方法及应用研究”，天津大学学报J，2001.43 中华人民共和国，招标投标法实务全书M，中国人民公安大学，20004 郝丽萍，现代管理方法教程M，天津大学出版社 1995The Project Decision-Making Research Of The DecommissioningOffshore Platform RemovingYan hongsheng ,Hu yunchang( School of

11、Construction Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract: The removing of decommissioning offshore platform is an complicated project, which is restricted by manifold condition factors and involved with several technology region, So the optimum choice of removing project is very

12、important. This paper studied systematically on removing project choice and established the evaluation criteria system of decommissioning offshore platform based on economy, Environment, technics, safety and schedule. Then developed an improved GAHP-based method on the basis of introducing the theory of project owner preference and fuzzy mathematics. Furthermore, through computer calculation by using existing software on some projects, the