基于灰色系統理論的電網工程綠色建造模糊綜合評價模型

張琦　姜雪　張鷗　張爽瑩　劉松楠

摘要：為貫徹落實綠色發展理念，提升現有電網工程綠色建造評價方法的全面性、系統性以及客觀性，提出了一種基于灰色系統理論的模糊綜合評價模型。通過研究影響電網工程設計、施工與交付等環節的重要綠色評價因子，構建了多層次的綠色建造評價指標體系。并基于灰色系統理論確定指標權重，建立了多層級模糊綜合評價模型。同時選取電網工程案例來進行驗證，證明了該模型能夠科學、合理地確定各指標的權重，從而為電網工程綠色建造評價及不斷優化提供了支撐。

關鍵詞：電網工程；綠色建造；灰色系統理論；模糊綜合評價；評價指標體系；指標權重；多層次；綠色評分

中圖分類號：TM247 文獻標志碼：A 文章編號：1000-1646（2024）01-0042-07

為加快我國建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的進程，國家電網采用了更加有利于節碳減排、保護環境、降本增效且保障品質的方式來建造電網工程，進而逐步實現人與自然的和諧共生。對該工程進行全面、系統的評價，有助于深入了解和提升電網工程的綠色建造水平，形成可推廣的科學管理經驗與技術創新結果，并促進電網工程建設及運營的可持續發展。

我國電網工程綠色建造評價研究相比發達國家雖起步較晚，但發展迅速。劉建林等綜合分析了電網工程設計期、施工期和交付期3個階段的環境影響因子，并采用層次分析法進行了指標的量化和評價體系的建立。但層次分析法的缺點在于主觀性強，且實際操作過程較為復雜。李大華等結合價值工程理論及層次分析法，研究了基于價值工程的綠色施工評價體系的構建方法。該方法雖彌補了層次分析法的主觀性，但僅對施工階段進行了評價，因此其做出的評價仍不夠全面。而本文重點研究了電網工程從設計、施工到交付全流程的建造過程，分析并提取出重要的綠色影響指標。采用了客觀性較強、操作簡便的灰色理論來計算各指標的權重。同時結合多層級模糊綜合評價法建立了模型，該研究結果可為電網工程綠色建造評價提供參考。

1 綠色建造評價指標體系

電網工程綠色建造評價是一個涉及多方因素的復雜過程，其評價包括綠色設計、綠色施工和綠色交付等方面的內容。因地制宜的理念覆蓋建造的全過程，并對全要素進行統籌規劃，以體現綠色化、數字化、產業化、集約化及智慧化特征。為保證科學、合理地選取評價指標，需滿足可持續性、可操作性、可量化性和動態導向性等原則。

本文根據國家政策來搜集文獻資料，進行系統分析，同時結合行業特點，借鑒國內外相對完善的綠色工程評價指標體系，從而構建了電網工程綠色建造的指標評價體系。該體系共有兩個層級，第一個層級包括設計、施工及綠色交付階段3個一級指標；而第二個層級共有20個二級指標，詳情如表1所示。

2 基于灰色理論的指標權重

灰色系統理論是一種適用于樣本量較少、分布密度偏低且存在不確定性問題領域的新方法。其針對不確定對象，通過對部分已知數據的研究開發，提取有價值的數據，以實現對未知數據行為規律的分析及預測?；疑到y理論研究范圍廣泛，包含灰色系統建模理論、灰色系統分析和控制理論、灰色關聯分析理論以及灰色預測與決策理論等分支。本文主要利用了灰色關聯分析理論來確定綠色建造評價指標的權重，面向電氣工程領域的專家發放調查問卷，收集各專家針對評價指標的權重評分。

2.1 分析指標序列

構建電氣工程綠色建造評價指標序列為

Xm={Xm（k）k=1，2，…，，2} （1）

式中：n為評分專家的數量；m為評價指標的數量。該指標序列也稱為比較數列，即由影響系統行為的因素所組成的數據序列。選取專家組權重評分最高的指標作為參考數列便可反映系統的行為特征．即

Y={y（k）k=1，2，…，n} （2）

式中，y（k）為xi（k）的最大值。

2.2 關聯系數

參考數列與比較數列的序列差為

2.3 關聯度

因為關聯系數是參考數列與比較數列在各個指標的關聯程度值，所以每個指標會有m個關聯系數值。若信息分布過于分散將不利于進行整體性比較，因此需要使分散的各個指標關聯系數集中起來。通常取各個指標關聯系數的平均值表示關聯程度，關聯度計算表達式為

4 案例驗證

本文選取某地綠色建造評價等級分別為優秀、良好、合格、不合格的4個電網線路工程項目（如表2所示）進行驗證，采用所提方法確定各指標權重并對4個項目進行模糊綜合評價。

組織10名專家對評價指標進行權重評分，評分結果如表3所示，每個一級指標權重總分為100分。通過式（1）～（2）構建參考數列與比較數列；再按照式（3）～（5）計算各指標的關聯度，其中，ζ=[0.1，0.2，0.3，0.4，0.5]；根據式（6）-（7）確定指標權重。關聯度與權重結果如表4所示。ζ越小，一級指標下的二級指標分辨力越大，如二級指標環境、資源及協調性指標U32在ζ=0.1時，其在一級指標綠色交付階段權重已達到0.71，單一指標權重遠超0.5，存在不合理性。因此，ζ取值區間[0.3，0.5]，本文取中間值ζ=0.4。

評語集包括優秀，良好，合格，不合適4個層次，根據評價得分屬性，優秀屬于偏大型，良好與合格屬于中間型，不合格屬于偏小型。將其代入式（8）～（10）即可得到隸屬函數，如圖3所示。

評價得分大于90分時為優秀；80-90分時為良好；70-80分時為合格；低于70分時則為不合格。對4個項目的二級因素集分別構造模糊綜合判斷矩陣，得到二級指標隸屬度結果如表5所示。通過式（11）進行綜合評價后，4個項目設計階段B1={（0.886，0.791，0.114，0），（0.658，0.945，0.342.0.021），（0.186，0.805，0.814，0.195），（0，0.147，0.828，0.853）}，施工階段B2={（0.812.0.806，0.188，0），（0.511，0.862，0.489，0.037），（0.153，0.847，0.847，0.153），（0，0.104，0.907，0.896）}，綠色交付階段B3={（0.732.0.836，0.268.0），（0.326，0.963，0.674，0），（0，0.302.1，0.698），（0，0.128.0.458，0.872）}。結合一級指標的權重，最終評價B={（0.817，0.809，0.183.0），（0.515，0.920，0.485，0.021），（0.123，0.684，0.877，0.316），（0.0.126.0.757.0.874）}。因此，4個線路工程項目的綠色建造評價等級分別為優秀、良好、合格、不合格，與原始的評級結果吻合，證明所提評價方法的可行性。

5 結束語

電網工程綠色建造評價是一個高緯度、多階段且非線性的復雜工作。本文重點針對設計、施工及綠色交付階段構建了完整的綠色建造二級指標評價體系。該體系基于灰色關聯分析方法確定了評價指標的權重，并利用模糊綜合評價法對電網工程項目的綠色建造等級進行了評價。最終通過電網工程項目案例驗證了該評價方法的可行性。后續將進一步研究其他評價方法，并與本評價方法進行對比和分析。

（責任編輯：景勇 英文審校：尹淑英）