城市供水工程设计施工质量的灰色评价方法

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摘要：城市供水工程设计施工质量是一个多层次、多因素、多功能、多目标的相互联系、相互制约的系统，具有明显的灰色特征，是一个典型的灰色系统。本文根据此特征，提出了利用灰色聚类分析法来评估其总体质量的新方法，并给出了实例验证分析。

关键词：灰色系统；聚类分析；供水工程；质量

中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：

给排水工程建设是城市基础设施建设的重要组成部分，是保证城市正常生活、生产的生命线工程，是关系到城市经济发展的重要因素，也是衡量一个城市发展水平的重要指标[1-3]。

市政给水工程的质量主要由设计质量和施工质量2部分构成，目前更多的是注重工程施工中的质量控制，如采取工程监理、工程评优、材料抽检、隐蔽工程验收等来加以评价和控制．但对设计质量的控制却较少，主要是由设计审查、技术交底等不多的环节来控制，而且两者的质量控制和评价往往是分离或者是分阶段单独进行的，从而难以对一个城市供水工程项目的设计施工总体质量做出综合评价．本文拟把设计和施工2个环节作为一个整体，通过灰色系统理论建立科学的设计施工总体质量评价模型，对供水工程的设计施工总体质量进行定量评价，达到对市政给水工程设计施工总体质量做出综合评价的目的[4-6]。

影响城市供水工程设计施工质量的因素及评价标准

1.1评价指标因素

选择一个适当的灰色聚类分析指标对于合理贴切分类尤为重要。城市供水工程设计施工质量作为一个结构复杂的系统，其中存在着大量的不确定因素。这些因素会不同程度地影响城市供水工程设计施工的质量，需要在处理时加以考虑，其中主要包括[1-7]：管材选用（A1），管道覆土深度差（A2），压降计算准确性（A3），管道沟槽回填材料（A4），管道地基质量（A5），管道对接质量（A6），施工人员素质（年限>3a比例）（A7）、施工组织设计（A8）、施工监理与验收（A9）。

1.2评价指标分级及标准

将上述影响评价指标因素划分为：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。分别代表优秀、良好、合格、较差和不合格具体分级评定标准见表1。

表1评价指标因素分级标准

城市供水工程设计施工质量的灰色评价原理和步骤

灰色聚类是灰色系统理论中建立在灰数的白化函数生成基础上的一种方法，它的实质是充分、合理地利用已知信息来替代未知的、非确知的信息，对灰色系统的本质属性进行分类识别，并给出客观、可靠的量化分析结果。灰色聚类是将聚类对象对于不同的聚类指标拥有的白化数，按几个灰类进行归纳，从而判定该聚类对象属于哪一类[8-9]。灰色聚类分析原理由确定灰数白化函数、标定聚类权和求聚类系数构成。

记，，…，为聚类对象(令，2，…，m，…)；，，…，为聚类对象(令，2，…，n，…)；Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ…为聚类灰类(=Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，…，Ⅻ，…)；为第个聚类对于第个聚类指标所拥有的白化数；为第个聚类指标对于第个灰类的白化函数。则灰色聚类的分析步骤如下[9]：

步骤1：根据给定的构造样本矩阵；

步骤2：确定灰类白化函数，其形式如图1；

步骤3：求聚类权，表示第个指标对于第个灰类的权，其公式为：=；

步骤4：求聚类系数，表示第个聚类对象对于第个灰类的聚类系数，其公式为：=；

步骤5：构造聚类向量=(，，…，)；

步骤6：进行聚类，在中挑选最大者判断聚类对象所属灰类。

图1三种常见的白化函数图

应用实例

某市区道路改造工程[7]，其中湘江大道白沙路至南湖路路段，长约1 040 m，路幅宽54 m，给水管口径DN 1 200，与南湖路一水厂出厂管线相接，由于分支接驳点多且施工环境复杂，工期短，加上地下埋设各种管线有9条，管线交叉点多，协调组织工作繁重，导致设计施工质量受到较大的影响．该项目选用球墨铸铁管，实际覆土深度为1.2m，实测压降与设计值较为接近，回填土采用砂类土，施工队伍中技术工人以上人员占40%左右，其他参数经专家打分。根据上述步骤1～5，可得聚类向量为：＝[0.1316,0.3224,0.2864, 0.0123]；有步骤6进行聚类可得：Ⅱ级，即该工程的设计施工整体质量应评价为良好工程，亦与实际现状所进行的调查结果相吻合。

结束语

在运用灰色系统理论――灰色聚类分析方法对城市供水工程设计施工质量进行综合评价的过程中，应重点考虑以下几个方面的因素：1>.指标选取的合理性；2>.灰数白化函数确定的正确性；3>.标定聚类权和聚类系数的合理性；4>.模型建立的准确性等，以保证评价结构的可靠性和准确性。要想做到这一点，一方面要通过调查大量的过程实例，全面、系统地了解影响城市供水工程设计施工质量的主要影响因素，并加以科学分析、总结，形成聚类指标；另一方面在数据处理时，应合理运用数学工具构造恰当的灰类白化函数，使聚类计算结果更为贴近建筑结构的实际情况。本文仅综合考虑了其中几个主要因素，如果能更加全面系统地考虑其它影响因素，则所得到的聚类结果将更加接近城市供水工程设计施工质量的实际情况。

参考文献

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[2] 罗水金．浅谈市政给排水设计和规划中常见问题分析[J]．四川建材，2007(4)：264－166.

[3] 孔军．施工阶段监理工作评价[J]．山东建筑工程学院学报，2003，18(3)：22－26.

[4] 朱穗斌．市政给排水工程施工管理要点分析[J]．科技信息，2007(11)：103－104.

[5] GB50268~97,给水排水管道工程施工及验收规范[S].

[6] GBJ13~86,室外给水设计规范[S].

[7] 秦劲. 城市供水工程设计施工总体质量的综合评价模型[J]. 湖南城市学院学报（自然科学版），2008，17(3)：16－19.

[8] 傅立.灰色系统理论及其运用[M].北京：科学技术文献出版社，1992

[9] 易德生,郭萍.灰色理论与方法―提要・题解・程序・应用[M].北京：石油工业出版社，1992