基于TOPSIS-GRA法的机场建设工程质量风险评价分析.pdf

舰 船 电 子 工 程2023 年第 5 期1引言近年来国家社会经济发展的大趋势下，交通行业作为国家发展的重要支撑力量不断得以发展，交通行业中机场设施的建设水平近年来取得了飞速的进步与发展。但是与常规基础设施建设相比机场建设工程在项目实施的过程中往往面临较多风险，这些风险之中项目质量风险尤其难以管控，因为航空领域对安全标准的要求较高，因此对机场工程的质量水平要求也自然较高，但机场建设工程自身特点决定其项目难度很大，质量风险的管理较为困难。收稿日期：2022年11月17日，修回日期：2022年12月20日作者简介：陈唯冰，男，硕士研究生，研究方向：工程项目管理。董鹏，男，博士研究生，副教授，研究方向：工程项目管理。王科文，女，硕士，讲师，研究方向：工程项目管理。马志刚，男，硕士研究生，研究方向：工程项目管理。李蕴哲，男，硕士研究生，研究方向：工程项目管理。总第 347 期2023 年第 5 期舰 船 电 子 工 程Ship Electronic EngineeringVol.43 No.5基于 TOPSIS-GRA 法的机场建设工程质量风险评价分析陈唯冰1，2董鹏1王科文1马志刚1，3李蕴哲1（1.海军工程大学管理工程与装备经济系武汉430033）（2.中国人民解放军91954部队永州425000）（3.海军装备部装备项目管理中心北京100071）摘要为提升机场建设工程项目质量风险管理水平，论文以机场建设工程存在的风险问题为基础确立项目质量风险的评价指标体系，以熵权法与TOPSIS-GRA方法相结合的方式对机场建设工程的项目质量风险评价问题进行研究。运用熵值法分析并处理评价数据并确立评价指标的权重，然后将TOPSIS-GRA方法进行运用对风险指标进行评价，而后对上述模型进行仿真分析，希望能够为机场建设工程建立一套较为全面且灵活的质量风险评价模型，为此类建设工程的质量风险管理水平的提升做出贡献。关键词机场建设工程；熵权法；项目质量风险；TOPSIS-GRA方法中图分类号X820.4DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.05.028Analysis of Airport Construction Project Quality Risk AssessmentBased on TOPSIS-GRA MethodCHEN Weibing1，2DONG Peng1WANG kewen1MA Zhigang1，3LI Yunzhe1（1.Department of Management Engineering and Equipment Economics，Naval University of Engineering，Wuhan430033）（2.No.91954 Troops of PLA，Yongzhou425000）（3.Equipment Project Management Center，Naval Equipment Department，Beijing100071）AbstractIn order to improve the quality risk management level of airport construction projects，this paper establishes theevaluation index system of project quality risk based on the risk problems existing in airport construction projects，and studies thequality risk evaluation of airport construction projects by combining entropy weight method and TOPSIS-GRA method.The entropymethod is used to analyze and process the evaluation data and establish the weight of the evaluation index.Then the TOPSIS-GRAmethod is used to evaluate the risk index，and the above model is simulated and analyzed，hoping to establish a relatively comprehensive and flexible quality risk evaluation model for airport construction projects.It contributes to the improvement of quality riskmanagement level of such construction projects.Key Wordsairport construction engineering，entropy weight method，project quality risk，TOPSIS-GRA methodClass NumberX820.4135总第347期在机场建设工程之中，项目质量风险的管理难度较大，项目质量风险的识别工作作为项目质量管理的重要内容，其质量风险识别的质效往往决定了机场建设工程项目质量管理工作的整体水平。从现有的研究成果看，机场建设工程的项目质量风险识别工作已经得到了广泛的重视，广西大学刘威利用扎根理论对机场建设工程的风险因素进行了研究，吉林大学邢子建对民用机场的项目质量管理工作进行了较为全面的分析研究，张镇生等从决策层总控管理为视角对大型机场建设项目的质量评价体系进行了分析，河北经贸大学王伟篙以民用机场为方向对质量管理工作进行了细致的研究。在质量风险的评价方面，孙花玲从电力工程的角度提出了项目质量风险识别工作的策略，西南交通大学彭波以贝叶斯网络为主要研究方式对京沪高铁建设工程的项目质量风险进行了分析，江西理工大学谢明星利用粗糙集神经网络对工程项目质量风险评价工作提出建议，中国科学院大学程航采取层次分析法对建设项目的质量风险评估问题进行了研究。上述研究结果对于机场建设工程的质量管理问题和建设工程项目的风险评价工作进行了研究，但是以上对于项目质量风险评价的研究成果，对于规模较大、复杂程度较高等特点较为突出的机场建设工程适配性方面存在一定的不足。本文以机场建设工程存在的风险问题为基础确立项目质量风险的评价指标体系，以熵权法与TOPSIS-GRA方法相结合的方式对机场建设工程的项目质量风险评价问题进行研究。运用熵权法分析并处理评价数据并确立评价指标的权重，然后将 TOPSIS-GRA 方法进行运用对风险指标进行评价，而后对上述模型进行仿真分析，希望能够为机场建设工程建立一套较为全面且灵活的质量风险评价模型，为此类建设工程的质量风险管理水平的提升做出贡献。2机场建设工程质量风险评价指标机场建设工程项目规模较大、项目内容复杂、关注度敏感性较高、工程难度较大、项目成本较高，项目质量管理难度较大，本文通过专家咨询、工程分析与文献综述等方式，从环境、经济、管理、人员、政治、技术的6个方面对机场建设工程的质量风险进行了分析，从而得出环境因素质量风险、经济因素质量风险、管理因素质量风险、人员因素质量风险、政治因素质量风险、技术因素质量风险6个一级质量风险评价指标，然后以此6个一级质量风险评价指标进一步分析得19个二级风险评价指标，具体情况如图1所示。表1机场建设工程项目质量风险评价指标序号12345678910111213141516171819一级质量风险评价指标环境因素经济因素管理因素人员因素政治因素技术因素二级质量风险评价指标交通运输不便物料保存条件不好水文环境复杂恶劣气候环境项目成本控制难度大分包项目管理难度大供应链管理难度大设备维护保养不力可供参考资料较少人员专业性不足人员休息难以有效保障体力精力消耗快积极主动性不强能力素质与项目要求不匹配国内社会因素影响国外环境因素影响项目筹备不完善质量监督管控不细致技术复杂度较高3机场建设工程质量风险评价模型在机场建设工程项目之中，各风险因素对于整个机场建设工程项目的影响是较为复杂的，在项目之中各个风险因素之间也并非独立关系，而是存在着相互影响的关系，因此在对机场建设工程的质量风险进行评价时，对于各个因素的分析和评价也不能分割开来，传统的质量风险测评和评价方式对于各个风险因素的分析往往是分割独立的，因此分析过程与结果受风险评价者主观因素影响较大，在各要素和数据进行分析时对于其关联性的体现并不明显。为进一步提升机场建设工程质量风险评价工作的科学性，本文采用熵权法的方式对各个风险因素其指标权重进行确定，然后结合TOPSIS-GRA法对机场建设工程的质量风险情况进行评价，使其评价结果更有利于反映机场建设工程质量风险的客观情况。3.1熵权法确定机场建设工程质量风险评价指标权重本文将影响机场建设工程项目质量的风险划分为非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5个等级。在上述质量风险等级的评测中风险评测陈唯冰等：基于TOPSIS-GRA法的机场建设工程质量风险评价分析136舰 船 电 子 工 程2023 年第 5 期等级越高，表示此项目质量风险的危害程度越高，需要项目管理部门投入的关注与管理力度越大，项目质量风险等级对应的数值大小则与质量风险的实际影响力大小相关。本文假定机场建设工程的质量风险因素共有n个，项目质量风险评价专家总共m个对此机场建设工程项目进行评价，由此建立如下决策矩阵：X=()xijmn=x11x12.x1nx21x22.x2n.xm1xm2.xmn（1）1）熵权法对专家权重进行确定，根据熵的性质本文对影响机场建设工程项目各质量风险因素排序，第i个专家的熵为Hi=-kj=1nfijlnfij（2）式（2）中的fij=xijj=1nxij，k=1lnn，i=123.n，则第i个专家的熵权i计算方式如下：i=()1-Him-i=1mHi（3）式（3）中的0ij1;i=1n=1。2）熵权法对评价指标权重进行确定，评价指标权重的确定是通过上文计算所得的质量风险评价专家的权重向量i=()12.m与初始获得的质量风险决策矩阵X相乘，可得到各个项目质量风险指标的评价矩阵Y：Y=X=()yijmn=y11y12.y1ny21y22.y2n.ym1ym2.ymn（4）第i个质量风险评价指标标准归一化后所得的熵权wi计算方式如下：wi=yij=1myij（5）3.2基于 TOPSIS-GRA方法下的机场建设工程项目质量风险评价1）归一化质量风险评价决策矩阵确立，在上文中项目质量风险评价决策矩阵X的基础之上，对其进行归一化处理，即可计算获得归一化后的机场建设工程项目质量风险评价决策矩阵R如下：R=()rijmn=r11.r1n.rm1.rmn（6）2）加权标准化质量风险评价矩阵的确立，在质量风险评价过程中，评价结果难免会受评价专家的主观因素或是评价内容的模糊性认识影响，进而使得评价结果的科学性与合理性受到影响。为避免此类因素的影响，利用式（25）计算可得每一个质量风险评价指标的熵权值wj，进而可得熵权值集合w=w1w2w3.wn，将此结果带入代入到项目质量风险评价决策矩阵R后，可得加权标准化质量风险评价矩阵Z如下：Z=()zijmn=w1r11.wnr1n.w1rm1.wnrmn（7）3）计算获得机场建设工程加权标准化质量风险评价矩阵的正理想值V+和负理想值V-。V+=|()|maxzijjJ1()|minzijjJ2i=12.m（8）V-=|()|minzijjJ1()|maxzijjJ2i=12.m（9）式（8）与式（9）中的J1为正面属性（评价数值与客观评价程度成正相关的因素指标集），J2为负面属性（评价数值与客观评价程度成负相关的因素指标集）。4）利用GRA方法计算加权标准化质量风险评价矩阵的正负理想值与评测指标之间的灰色关联程度，以便进一步对机场建设项目质量的评测指标中各个质量风险评测指标之间的相关程度进行分析，灰色关联程度计算方式如下：()Vzij=1nk=1nminiminj|V-zij+maximaxj|V-zij|V-zij+maximaxj|V-zij（10）式（10）为分辨率系数()01，一般取=0.5，的数值与分辨率大小成反比，此外在计算过程中，对于不同的初始值和维度序列，在计算相关系数之前，必须初始化索引值，即将该序列所有数据分别除以第1个数据。5）计算加权标准化质量风险评价矩阵中各个评价指标与上文计算出的正负理想值的欧几里得距离：di=j=1n()zij-Vj2（11）式（11）中i=12.m。6）确定各个评价单元的综合得分，灰色关联程137总第347期度+与正负理想值的欧几里得距离d-i越大，则说明评价单元越更多与正理想值趋近；反之，灰色关联程度-与正负理想值的欧几里得距离d+i越大，则说明评价单元越多更与负理想值趋近，在上述情况下灰色关联程度与欧几里得距离需要运用偏好系数对其进行整合：Si=+di（12）Si=S+iS+i+S-i（13）式（12）与式（13）之中和为偏好系数，反映项 目 质 量 风 险 评 价 者 的 偏 好 程 度，其 满 足+=1，与0，1，本文中与均取值为0.5；Si作为机场建设工程各个项目质量风险评估单元的终值，Si值的大小反映了项目质量风险评估单元与理想单元之间的接近度的大小。7）确定项目质量风险的综合指标，接下来将相对接近度转换成具体评价数值进行评分，本文采取10分值量表进行评价，各部分的质量风险评价数值依此折算并取整：Ki=int10SimaxSi（14）式（14）中i=12.m，根据得分进行排序等级划分，确定机场建设工程项目质量风险的水平与等级，具体划分评价结果如表2。4质量风险评价模型仿真分析为进一步对上文所提出的机场建设工程质量风险评价模型进行分析与研究，本文结合工程经验对上述模型进行模拟分析，评估和分析机场建设工程各质量风险因素的具体情况和关联性。4.1确定机场建设工程项目质量风险指标的权重值针对机场建设工程中项目质量风险存在的环境因素质量风险、经济因素质量风险、管理因素质量风险、人员因素质量风险、政治因素质量风险、技术因素质量风险6个一级质量风险评价指标，本文基于表1中所示内容结合工程项目实际经验，划分非常大（5）、大（4）、中（3）、小（2）、非常小（1）5个等级，对机场建设工程中的19个二级质量风险评价指标的重要程度给出8组量化评分方案。基于这8组方案里面的数据，利用式（15）确定出各个评估指 标 的 熵 权 值wj=w1w2w3.w19=0.0544，0.0519，0.0614，0.0402，0.0284，0.0449，0.0496，0.0473，0.0567，0.0591，0.0685，0.0709，0.0426，0.0543，0.0332，0.0379，0.0473，0.0709，0.0803 。表2机场建设工程项目质量风险等级划分项目质量风险综合评价值0Ki22Ki44Ki66Ki88Ki10机场建设工程项目质量风险低较低一般较高高机场建设工程项目质量风险等级五级四级三级二级一级4.2确定机场建设工程项目质量风险指标的评价决策矩阵在仿真过程中，本文共确定机场建设工程质量风险评价评价方案8组，项目质量风险评价指标19个，建立了初始的项目质量风险评价决策矩阵X，然后对初始项目质量风险评价决策矩阵作归一化处理，得到归一化后的质量风险评价决策矩阵R。R=0.174 0.136 0.154 0.118 0.083 0.105 0.095 0.100 0.125 0.120 0.138 0.133 0.111 0.130 0.143 0.125 0.100 0.133 0.1470.174 0.091 0.115 0.118 0.167 0.158 0.095 0.150 0.083 0.120 0.103 0.133 0.111 0.130 0.143 0.125 0.150 0.100 0.1180.130 0.136 0.077 0.118 0.083 0.158 0.143 0.100 0.125 0.080 0.138 0.100 0.111 0.130 0.071 0.125 0.150 0.133 0.1180.087 0.182 0.192 0.176 0.167 0.105 0.095 0.150 0.125 0.080 0.138 0.100 0.167 0.087 0.071 0.063 0.150 0.133 0.1470.043 0.227 0.154 0.118 0.167 0.158 0.143 0.100 0.083 0.120 0.103 0.100 0.111 0.087 0.071 0.063 0.100 0.100 0.1470.174 0.091 0.115 0.118 0.083 0.105 0.143 0.100 0.167 0.160 0.103 0.167 0.056 0.174 0.143 0.188 0.050 0.167 0.1180.087 0.045 0.077 0.059 0.083 0.105 0.143 0.150 0.167 0.160 0.172 0.133 0.167 0.174 0.143 0.125 0.150 0.100 0.1180.130 0.091 0.115 0.176 0.167 0.105 0.143 0.150 0.125 0.160 0.103 0.133 0.167 0.087 0.214 0.188 0.150 0.133 0.0884.3确定机场建设工程项目质量风险指标的加权标准化质量风险评价矩阵利用上文所得的机场建设工程项目质量风险评价指标的熵权值集合w=w1w2w3.wn，带入代入到项目质量风险评价决策矩阵R，得加权标准化质量风险评价矩阵Z：陈唯冰等：基于TOPSIS-GRA法的机场建设工程质量风险评价分析138舰 船 电 子 工 程2023 年第 5 期Z=0.009 0.007 0.009 0.005 0.002 0.005 0.005 0.005 0.007 0.007 0.009 0.009 0.005 0.007 0.005 0.005 0.005 0.009 0.0120.009 0.005 0.007 0.005 0.005 0.007 0.005 0.007 0.005 0.007 0.007 0.009 0.005 0.007 0.005 0.005 0.007 0.007 0.0090.007 0.007 0.005 0.005 0.002 0.007 0.007 0.005 0.007 0.005 0.009 0.007 0.005 0.007 0.002 0.005 0.007 0.009 0.0090.005 0.009 0.012 0.007 0.005 0.005 0.005 0.007 0.007 0.005 0.009 0.007 0.007 0.005 0.002 0.002 0.007 0.009 0.0120.002 0.012 0.009 0.005 0.005 0.007 0.007 0.005 0.005 0.007 0.007 0.007 0.005 0.005 0.002 0.002 0.005 0.007 0.0120.009 0.005 0.007 0.005 0.002 0.005 0.007 0.005 0.009 0.009 0.007 0.012 0.002 0.009 0.005 0.007 0.002 0.012 0.0090.005 0.002 0.005 0.002 0.002 0.005 0.007 0.007 0.009 0.009 0.012 0.009 0.007 0.009 0.005 0.005 0.007 0.007 0.0090.007 0.005 0.007 0.007 0.005 0.005 0.007 0.007 0.007 0.009 0.007 0.009 0.007 0.005 0.007 0.007 0.007 0.009 0.0074.4确定加权标准化质量风险评价矩阵的正理想值V+和负理想值V-接下来本文运用式（8）与式（9）对加权标准化质量风险评价矩阵的正理想值V+和负理想值V-进行计算。V+=0.009，0.012，0.012，0.007，0.005，0.007，0.007，0.007，0.009，0.009，0.012，0.012，0.007，0.009，0.007，0.007，0.007，0.012，0.012 ；V-=0.002，0.002，0.005，0.002，0.002，0.005，0.005，0.005，0.005，0.005，0.007，0.007，0.002，0.005，0.002，0.002，0.002，0.007，0.007 。4.5确定加权标准化质量风险评价矩阵的正负理想值与评测指标之间的灰色关联程度利用式（10）计算加权标准化质量风险评价矩阵的正负理想值与评测指标之间的灰色关联程度，灰色关联程度计算结果如下：+=0.284，0.221，0.219，0.254，0.281，0.246，0.316，0.281，0.246，0.272，0.202，0.211，0.281，0.237，0.211，0.246，0.333，0.211，0.281 ；-=0.214，0.249，0.263，0.219，0.281，0.316，0.246，0.281，0.246，0.237，0.307，0.281，0.211，0.272，0.281，0.246，0.193，0.281，0.211 。4.6确定质量风险评价指标的综合得分及其质量风险等级使用式（1114）确定机场建设工程的 19个质量风险评价指标的综合得分，联系表2进一步确定质量风险评价指标的质量风险等级。二级质量风险评价指标交通运输不便物料保存条件不好水文环境复杂恶劣气候环境项目成本控制难度大分包项目管理难度大供应链管理难度大设备维护保养不力可供参考资料较少人员专业性不足Ki9778878888等级一级二级二级二级二级二级二级二级二级二级二级质量风险评价指标人员休息难以有效保障体力精力消耗快积极主动性不强能力素质与项目要求不匹配国内社会因素影响国外环境因素影响项目筹备不完善质量监督管控不细致技术复杂度较高Ki6697681069等级三级三级一级二级三级二级一级三级一级表3机场建设工程项目质量风险评价指标综合得分与质量风险等级4.7机场建设工程项目质量风险评价模型仿真结果分析由上述仿真结果可知，对于本文模拟分析的机场建设工程中项目质量风险共分为一级质量风险因素4个、二级质量风险因素11个、三级质量风险因素4个，在项目质量风险控制工作中应以质量风险因素的评级情况制定质量风险控制计划，严格扎实开展项目质量风险管控工作，确保整个机场建设工程的质量建设水平。5结语综上所述，机场建设工程项目内容复杂度高、工程难度较大、项目风险较高，且机场建设工程本身对质量水平要求相比常规工程建设项目更高，因此对于质量风险需要更为完善、细致的管控工作。本文首先分析了机场建设工程项目的一级、二级质量风险，进而通过熵权法与TOPSIS-GRA方法相结合的方式建立了机场建设工程的项目质量风险评价模型，并在本文的第四部分进行了仿真与分析，希望能够为机场建设工程的项目质量风险管理工作做出贡献。参 考 文 献1张兴贤.基于模糊层次分析法的工程项目质量风险评价139总第347期与决策 J.重庆科技学院学报，2014（01）：67-70.2陈龙.基于AHP法的装配式混凝土建筑质量风险评价J.德职业技术学院学报，2021（04）：16-20.3李常茂，张彬.基于模糊层次分析法的施工质量风险评价研究 J.价值工程，2017（03）：64-66.4瞿富强，陈初一，颜伟.基于ANP-FUZZY的装配式建筑预制构件质量风险评价 J.土木工程与管理学报，2019（05）：92-98.5刘青云，周盛世，李梦.基于TOPSIS-GRA法的装配式混凝土建筑施工质量风险评价 J.青岛理工大学学报，2021（06）：59-65.6鲜涛，姚安林，李熠辰，等.基于属性识别理论的油气管道施工质量风险评价 J.中国安全生产科学技术，2015（04）：95-101.7张剑伟.基于贝叶斯网络的S项目风险评价研究 D.广州：华南理工大学，2015.8任楚轩.基于直觉模糊集理论的装配式建筑施工质量风险评估研究 D.成都：西南石油大学，2015.9佘娜.工程质量风险评价及评价模型的研究 D.重庆：重庆交通大学，2007.10白宗法.石化施工项目质量风险评价及管控研究 D.济南：山东大学，2012.11付明琴.建设工程项目质量风险评价与预警管理系统的研究 D.武汉：武汉科技大学，2011.2.3.5按月规划的生产策略研究需求发现3月和10月订单数目会激增，可结合以上所有策略设计不同月份的库存策略参数。由于篇幅所限，在此不再展示仿真结果。3结语被装精确申领模式是我军后勤保障历史上的一次重大突破，其质效直接关系到官兵的切身利益，意义重大，影响深远。本文针对申领模式供应链中存在的库存问题，提出相应的改进方法，并利用anylogic软件，对库存策略的效果进行模拟仿真，仿真结果表明，该方法对于提高效率和降低成本作用比较明显，可以为相关部门的策略制定提供一定的思路。参 考 文 献1袁帅，胡楠，李国臣.精确申领：向战保障的时代之变N.解放军报，2021-12-24（005）.2周迪，钟孝红.军队被装物资预先采购需求预测初探J.中国物流与采购，2021（11）：78-79.3荀烨，党伟滔，王宁.军民融合配送模式下军需被装物资库存系统研究 J.军事交通学院学报，2021，23（04）：51-56.4李星圆，张永强.基于EOQ模型的配送中心物流优化研究 J.物流工程与管理，2020，42（10）：84-86.5黄若诗.基于AnyLogic的五阶供应链库存管理仿真分析J.机电工程技术，2020，49（04）：40-41，72.6冉昶，张真继，宫大庆.连续需求条件下的企业库存Anylogic整合分析 J.经济体制改革，2016（06）：120-125.7范蓉蓉.基于多Agent的Supply-Hub库存策略建模与仿真研究 D.秦皇岛：燕山大学，2014.8赵立静.基于多 Agent的闭环供应链建模与仿真研究D.秦皇岛：燕山大学，2016.9倪铮，鲁晓春.基于Anylogic的推式与拉式生产系统对比研究 J.物流技术，2009，28（04）：117-119+129.10董福贵，贾朝晖，刘慧美.基于连续性库存检查策略的库存系统仿真优化 J.计算机系统应用，2013，22（12）：144-148，205.11张茜茜.突发事件下供应链状态演化研究 D.西安：长安大学，2016.12泮家丽，周兴建，张文芬.基于虚拟仿真的供应链运营分析 J.物流技术，2021，40（12）：102-105.图11改进后的生产策略8007006005004003002001000-100-4000-200002000400060008000100001200014000（上接第92页）陈唯冰等：基于TOPSIS-GRA法的机场建设工程质量风险评价分析140