基于可拓云模型的建設工程質量檢測機構運行風險評價研究

劉心男，李 瑞，王家慧，紀穎波，郭 奇

（1.北方工業大學 土木工程學院，北京 100144，E-mail：yingboji@126.com；2.中航長沙設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014；3.北京中質華興工程技術研究院有限公司，北京 102499）

建設工程質量是百年大計，關乎人民群眾生命財產安全和高品質生活需要[1，2]。建設工程質量檢測是工程質量監管的重要手段，能反映出建造階段的工程實體質量是否符合設計要求，還可為工程質量評價提供依據[3，4]。隨著我國檢測機構市場化改革的不斷推進，檢測機構之間的競爭愈發激烈，導致個別建設工程質量檢測機構為追求利益而出具不實報告甚至虛假報告。在國家加快推動“高質量發展”的背景下[5]，建設工程質量檢測機構運行風險管理愈來愈受到重視。因此，科學合理地量化評價建設工程質量檢測機構運行風險等級，對促進建設質量檢測市場健康有序發展、保障建設工程質量具有重要意義。

目前學者對建設工程質量檢測機構的信用評估、質量管理成熟度評價和檢測方法優化等方面進行富有成效的研究。葉穆平等[6]運用扎根理論與病態指數等統計學方法，構建了符合高質量發展內涵的工程質量檢測機構信用評估指標體系。李顧媛[7]基于K-PMMM 等典型的成熟度模型對建筑工程檢測機構質量管理成熟度進行了評價。鐘梟政等[8]開發了結合博弈論組合賦權的模糊Borda 法的住宅工程質量檢測方法優選決策模型。然而，目前尚缺乏對建設工程質量檢測機構運行風險評價方法的深入研究。

本文通過文獻研究和文本挖掘方法系統識別工程質量檢測全過程風險因素，進而構建建設工程質量檢測機構運行風險評價指標體系，在群決策層次分析法和可拓云理論的基礎上構建建設工程質量檢測機構運行風險綜合評價模型，并進行案例應用。

1 評價指標體系構建

本文將建設工程質量檢測機構運行風險界定為建設工程質量檢測機構在承接及開展檢測業務的過程中，由于檢測機構內部各種不確定因素的存在進而影響到檢測機構穩定運行，主要包括檢測質量風險和檢測工作合規風險。

基于質量管理5M1E 原則，將檢測質量風險劃分為檢測人員風險、儀器設備風險等6 個二級指標；按檢測工作開展的順序及其工作內容，將檢測工作合規風險劃分為檢測委托階段風險、取樣送檢階段風險等5 個二級指標。為提取具有運行風險特性的因素，在知網數據庫中以“檢測機構”“工程質量檢測機構”“風險”為關鍵詞進行文獻檢索，遴選出15 篇高相關文獻，并運用文本挖掘方法從各地住建部門自2017 年1 月1 日至2023 年8 月1 日發布的174 份建設工程質量檢測機構檢查通報中識別出含有運行風險因素特性的關鍵詞[9]。將風險識別結果進行合并、歸類后，最終確定了34 個三級評價指標，并進行了定性與定量的區分。此外，根據《計量法》《認證認可條例》《建設工程質量檢測管理辦法》等法律法規，整理出了6 個控制項指標，建設工程質量檢測機構若存在控制項指標中的行為直接評為最高等級風險，如表1 所示。

表1 建設工程質量檢測機構運行風險評價指標體系

2 評價指標權重確定

將群決策理論與層次分析法進行結合，可以克服一個專家對指標權重認識的有限性和片面性。本文采用一種集成多個專家不同意見的群決策層次分析法，以確定建設工程質量檢測機構運行風險評價指標的權重。具體步驟如下：

（1）m位專家使用1~9 標度法對各層次中影響因素的相對重要程度判斷，得出兩兩比較矩陣，再運用幾何平均法集成多個專家給出的不同的兩兩比較矩陣，集成m個專家意見后得到兩兩比較矩陣B。

（2）求解n個指標的權重w=(w1，w1，…，wn)T。

（3）計算判斷矩陣的最大特征根λmax。

（4）計算判斷矩陣的檢驗系數CR，當CR<0.1時，表示一致性檢驗通過，否則，就需對判斷矩陣進行重新調整。

表2 RI 取值

3 基于可拓云模型的評價模型構建

可拓云模型是一種結合可拓學理論與云模型的評價方法?？赏貙W以物元和可拓集合理論為基礎，能夠較好反映評價目標的綜合水平，但不能充分考慮評價目標的模糊性和隨機性。而云模型可以很好地反映事物的模糊性和隨機性，彌補了可拓學理論的缺陷，解決評價指標邊界模糊的問題，能夠較好地適用于定量與定性分析相結合的評價指標體系。因此本文采用可拓云理論來構建建設工程質量檢測機構運行風險評價模型。

3.1 可拓云理論

將建設工程質量檢測機構運行風險作為目標層物元N，C為指標，物元的不同特征由對應的評價指標描述，對應特征的量值R由指標的樣本值和等級區間描述。由于正態云模型的普適性，將其融入物元分析，結合（Ex，En，He），對傳統物元模型中的特征R進行描述，構造云物元模型，可以體現出事物不同特征邊界的模糊性，進而可以對被評價的物體進行準確的描述、分析和評價。

式中，N為待評價建設工程質量檢測機構；Cn為第n項建設工程質量檢測機構運行風險評價指標；（Exnj，Ennj，Henj）為Cn對各風險等級的云描述。

3.2 基于可拓云模型的評價方法

3.2.1 建立評價指標等級界限

本文將建設工程質量檢測機構運行風險劃分為低風險、一般風險、較高風險和高風險4 個等級，風險水平依次增高。將各定量指標和定性指標的等級界限及對應的指標值整理如表3 所示。

表3 建設工程質量檢測機構運行風險評價指標界限表

3.2.2 確定評價指標等級標準云

利用各評價指標風險等級對應的取值區間的上下限計算建設工程質量檢測機構運行風險評價指標云模型的3 個特征值（Ex，En，He）。

（1）Ex的確定。

（2）En的確定。云熵En的變化是云關聯度的直接影響因素，他表示各等級邊界模糊不確定性的度量，目前存在兩種云熵En計算規則。其中定量指標有明確和直觀的等級劃分界限，具有分明性。而定性指標等級劃分的依據是該指標與標準條例的符合程度，具有一定的模糊性和不確定性。為了更準確地體現各項指標的特性，在建立等級標準云模型時，定量指標采用基于“3En”規則的云熵計算方法，定性指標采用基于“50%關聯度”云熵計算方法。

基于“3En”規則的計算規則。由該規則得到的相鄰等級可拓云在邊界處分隔清晰，體現了等級劃分的嚴苛性和分明性，該規則下的云熵計算方法如下式：

基于“50%關聯度”規則的計算規則。由該規則得到的相鄰等級可拓云在邊界處分隔模糊，表示臨界值同時隸屬于上下2 個等級，體現了等級劃分的模糊性，該規則下的云熵計算方法如下式：

（3）He的確定。

3.2.3 計算云關聯度

云關聯度代表建設工程質量檢測機構運行風險的某項指標取值與該項指標等級標準云之間的關聯程度。計算步驟如下：

將各項評價指標的分值當作一個云滴，并生成一個符合期望值為Ex、標準差為He的正態隨機數En′。各項評價指標的分值x與風險評價指標等級標準云模型之間的云關聯度k，并將云關聯度形成優化后的綜合評判矩陣U。

矩陣U中kij為各項評價指標ci取值與第j級風險等級標準云模型之間的關聯度，其計算公式為kij= exp[- (x-Ex)2/2(En")2]，其中i=1，2，3……n，j=1，2，3，4，n為評價指標的個數，j為風險等級。

3.2.4 確定風險等級

根據最大關聯度原則，確定建設工程質量檢測機構的風險等級。將得到的綜合評判矩陣U與運行風險評價指標權重矩陣W相結合，通過下式計算可得到評價對象的評價向量。

式中，Kj為待評價建設工程質量檢測機構關于第j級風險等級的關聯度；wi為相應的指標權重；Kj(ci)為待評價建設工程質量檢測機構的指標ci關于第j級風險等級的關聯度。

由上式計算出的關聯度最大的Kj對應的j即為待評價建設工程質量檢測機構的風險等級。

4 案例應用

北京市某建設工程質量檢測機構是依法設立的第三方專業檢測公司，通過了CMA計量認證認可，擁有一批素質高經驗豐富的檢測鑒定人員。公司主要承擔建筑工程檢測（主體結構和鋼結構）和既有建筑的安全性與抗震鑒定等工作。

4.1 評價指標權重確定

本文組織了6 位專家完成評價指標權重的確定。專家來自有代表性的建設工程質量檢測機構、檢測機構的終端客戶、行業主管部門。專家結合檢測項目特點及其專業背景給出各項指標的關系和指標間重要程度，根據指標體系及問卷數據構造判斷矩陣并計算出各指標權重，結果如表4 所示。

表4 建設工程質量檢測機構運行風險評價指標權重

4.2 風險等級確定

建設工程質量檢測機構評價指標標準云模型如表5 所示。

表5 建設工程質量檢測機構評價指標標準云模型

以檢測人員流動性和定性指標為例，運用Matlab軟件繪制出定量指標“檢測人員流動性”和定性指標的標準云狀態圖如圖1、圖2 所示。

圖1 基于“3En”規則的檢測人員流動性標準云

圖2 基于“50%關聯度”規則的定性指標標準云

由圖1 和圖2 可以看出，基于“3En”準則下檢測人員流動性標準云狀態圖界限分明，可以反映出定量指標分界的嚴苛性，基于“50%關聯度”準則下的定性指標標準云狀態圖界限模糊，可以反映出定性指標等級劃分的模糊性。

通過計算kij可分別得出建設工程質量檢測機構各項評價指標的數據與各項指標的風險等級標準云的關聯度，如表6 所示。

表6 檢測機構各項指標云關聯度

根據式（9），可以通過表6 中三級指標與各級風險等級的云關聯度計算結果和指標權重，分別計算出建設工程質量檢測機構各級運行風險指標的風險等級，如表7 所示。

表7 檢測機構二級指標風險等級

最后根據表8 計算結果可以計算出建設工程質量檢測機構運行風險綜合關聯度。

表8 檢測機構一級指標風險等級

根據關聯度最大原則，該建設工程質量檢測機構運行風險的綜合等級為低風險。

4.3 評價結果分析

評價結果顯示，該機構運行風險綜合等級為低風險，說明該機構整體運行情況較好，與該機構的信用等級一致。該機構一直以國家、行業和地方的專業技術標準和規范為依據，以先進的檢測設備和熟練的檢測技術為基礎，能為客戶提供“公正、科學、專業、高效”的檢測報告，運行管理水平較高。但是，從二級指標來看，該機構的檢測委托階段風險為一般風險，檢測機構在此階段的風險管理仍有一定不足，說明檢測機構在資質維護、檢測合同簽訂方面仍有待加強。從三級指標來看建設工程質量檢測機構的儀器設備管理、質量管理體系也有進一步的提升空間。

對檢測機構而言，通過對指標關聯度的計算使其更清楚地認識到自身的風險來源與薄弱環節，及時制定并采取有針對性的風險處理措施，從而提高自身的檢測質量和檢測工作合規性。而對住建部門來說，可以根據檢測機構在工作中經常出現的問題采取有針對性的監督管理措施，明確對檢測機構的各種行為采取獎懲措施，還可將評價結果其與監督力度和頻次優相關聯，促進機構自覺地發揮其公正、專業的服務屬性，進而降低其運行風險。

5 結語

本文基于檢測質量和檢測工作合規性，構建了一套建設工程質量檢測機構運行風險評價指標體。在指標權重確定方面，運用了群決策層次分析法綜合考慮多位專家的信息，得到指標綜合權重。建立了基于可拓云理論的建設工程質量檢測機構運行風險評價模型，應用該模型對某建設工程質量檢測機構進行了風險評價，驗證了該評價模型的可操性、準確性與合理性。本文研究成果對指導建設工程質量檢測機構風險管理，維護建設工程質量檢測行業秩序，促進我國建設工程質量檢測市場的健康發展具有重要參考價值。