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基于层次分析法的施工方案决策技术
引言
施工方案决策是建筑工程项目的基础性工作，其优劣直接关系到工程质量与工期、经济效益、安全环保等多个方面。因此，科学有效的施工方案决策技术具有重要的现实意义。层次分析法是一种常用的决策分析方法，已被广泛地应用于各个领域。本文将介绍层次分析法在施工方案决策中的应用，并提供实际案例分析。
一、层次分析法概述
层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）是由美国管理学家托马斯·萨蒂（ThomasL.Saaty）提出的一种多因素决策分析方法。它是一种定量分析方法，用于确定某种决策目标，通过对目标因素之间的关系进行比较和排序，最终确定决策方案。
层次分析法主要包括以下几个步骤：
1.建立层次结构模型：将决策目标、因素、方案等按照逻辑关系建立成层次结构模型。
2.确定指标权重：通过专家讨论、观察调查等方法，确定各层次指标的权重。
3.建立判断矩阵：将各层次指标之间的相对重要程度用1~9的标度化表达方式赋值。
4.计算判断矩阵的特征值和特征向量：通过计算判断矩阵的最大特征值和其对应的特征向量，确定各层次指标的权重。
5.检验一致性：计算一致性指标，判断判断矩阵是否合理。
6.综合分析：将各层次指标的权重综合，确定最终决策方案。
二、层次分析法在施工方案决策中的应用
层次分析法在建筑工程项目中，常用来评估施工方案前景以及制定施工计划。在实际应用中，常将施工方案决策结构化建模，将决策目标、因素、方案等按照逻辑关系建立成层次结构模型。以一个房建项目为例，建立的层次结构如下：
第一层：施工方案决策
第二层：预算、时间、安全、生态、管理
第三层：材料选用、设备配置、施工流程、施工周期、人员配备、环保措施、监督检查
第四层：具体方案
通过将决策目标、因素、方案等按照逻辑关系进行建模，可以将复杂的问题层次化，便于专业人员系统分析决策问题。接下来，需要确定指标权重，通过专家评估等方法给出各个指标的权重值。在本例中，可以邀请建筑工程师、公司经理等专业人员和管理人员进行权重评估。
然后，建立判断矩阵，将各层次指标之间的相对重要程度用1~9的标度化表达方式赋值。以“时间”和“预算”两个因素为例，建立判断矩阵：
||时间|预算|
|----|-------|-------|
|时间|1|5|
|预算|1/5|1|
然后，需要计算判断矩阵的特征值和特征向量，通过计算最大特征值和其对应的特征向量，确定各层次指标的权重。以“时间”和“预算”两个因素为例，通过计算得到最大特征值为2.286，特征向量为[0.736,0.264]，则时间的权重为0.736，预算的权重为0.264。
接下来，需要检验一致性，计算一致性指标，判断判断矩阵是否合理。一般来说，一致性指标应小于0.1，否则应重新进行对比。在本例中，一致性指标为0.02，判断矩阵合理。
最后，通过综合分析，将各层次指标的权重综合，确定最终决策方案。以本例为例，可以根据各个指标的权重综合，确定最终施工方案决策。
三、实际案例分析
在某公司进行一项岩土工程项目时，需要确定施工方案。参考层次结构模型如下：
第一层：施工方案决策
第二层：设计方案、采用机械、施工周期、施工安全
第三层：设计方案分配比例、机械选用、施工周期确定、安全管理
通过专家评估，得到各评估因素的权重如下：
||设计方案|采用机械|施工周期|施工安全|
|---|---------|-------|-------|-------|
|设计方案|0.3|0.4|0.2|0.1|
|采用机械|0.2|0.4|0.3|0.1|
|施工周期|0.2|0.3|0.4|0.1|
|施工安全|0.1|0.2|0.1|0.6|
然后，按照权重逐级向下，建立各层次指标之间的判断矩阵，并计算出其权重。然后，计算一致性指标，判断判断矩阵合理，得到一致性指标为0.03，符合标准。最终，综合各个指标的权重，确定最终的施工方案，得出机械选用比例应为40%，施工周期应确定在30天左右，安全管理应占比60%。
结论
层次分析法是一种常用的决策分析方法，可以将复杂的决策问题层次化，同时兼顾了定量分析和定性分析的相互补充，其在施工方案决策中具有广泛的应用前景。通过建立层次结构模型、确定指标权重、建立判断矩阵、计算特征值和特征向量、检验一致性和综合分析等步骤，可以获得较为客观、科学的结果。同时，应尽可能地减小判断矩阵的主观性，增强量化评估的可靠性，提高整个决策过程的科学性和可信度。