面向低碳可持续城市基础设施的IPD承包商选择决策支持系统：集成模糊AHP-VIKOR的多准则评估模型

《Sustainability》：Decision Support System for Contractor Selection in Integrated Project Delivery (IPD): A Low Carbon, Sustainability-Oriented Model for Urban Infrastructure Projects

本文综述提出了一种创新的决策支持系统（DSS），用于集成项目交付（IPD）模式下的可持续承包商选择。该模型突破传统仅关注成本的局限，构建了一个涵盖技术、经济、社会和环境四大支柱的多准则决策（MCDM）框架。通过结合模糊层次分析法（Fuzzy AHP）确定指标权重和模糊VIKOR法进行承包商排序，该系统有效处理了评估过程中的不确定性和主观判断，为城市基础设施项目的低碳（Low-Carbon）和可持续发展目标提供了透明、可复制的评估工具。

　　

集成项目交付（IPD）与可持续承包商选择

随着城市追求更智能、更具韧性的基础设施，传统的承包商选择方法过于聚焦成本，往往忽视了整体的可持续性。本研究通过引入一种新颖的、以可持续发展为导向的承包商评估模型，解决了集成项目交付（IPD）中的一个关键空白。尽管IPD能够实现早期协作，但其与结构化可持续性指标的整合仍未得到充分利用。

文献综述揭示了建筑、工程和建造（AEC）行业存在的碎片化挑战，以及协作交付方法（如IPD）在促进可持续建设方面的潜力。IPD作为一种协作性项目交付方法，将利益相关者、系统和数字流程统一起来，通过早期关键参与者（设计师、承包商、业主）的参与、共同决策和开放预算机制，强调信任、透明度和共享风险回报结构。然而，IPD框架内的承包商选择过程仍然发展不足，大多数现有模型植根于传统采购逻辑，优先考虑成本或过往经验，而非协作准备度、可持续性绩效或技术创新。

研究方法论框架

本研究开发了一个结合模糊层次分析法（Fuzzy AHP）和模糊VIKOR（Fuzzy VIKOR）的混合多准则决策（MCDM）方法。选择这种组合是因为它们在处理模糊人类判断和优化多准则权衡方面具有互补优势。该模型嵌入一个定制的决策支持系统（DSS）中，该系统的有效性依赖于其评估标准的质量、相关性和结构。通过整合来自IPD和基于资质的选择（QBS）框架的标准，本研究开发的DSS提供了一个更全面、情境敏感且与可持续性目标一致的承包商选择流程。

模型建立过程包括一个预审流程，以确保只有合格的承包商才会被考虑。研究采用了包含16个子标准和4个承包商备选方案的层次结构，以保持FAHP-Fuzzy VIKOR框架的方法论连贯性和计算可靠性。研究还将客观数值通过香农熵（Shannon's entropy）方法转化为主观输入，结合决策者的主观权重，形成了混合权重计算方法。

模糊AHP用于计算标准权重，其步骤包括构建比较矩阵、归一化矩阵、计算标准权重、验证一致性（通过一致性指数CI和一致性比率CR）、模糊化以及计算归一化模糊权重。模糊VIKOR则用于对备选方案进行排序，其步骤包括构建模糊决策矩阵、确定模糊理想解和模糊负理想解、计算群体效用值（S）、个体遗憾值（R）和折衷解指数（Q），最终根据Q值对承包商进行排序。

案例研究与应用

为了验证该DSS，研究采用了一个真实世界的IPD场景——一个拟建的多功能宴会设施案例。九位专家评估了四个承包商在16个子标准上的表现。案例详细参数包括项目类型、地点、预算、面积、交付方法和采购系统等。专家评估者的角色、专业背景和行业经验也被详细记录。

通过模糊AHP计算出的标准权重显示，在不同评估者中，当前工作量、建造方法、财务实力、人员资质和材料再利用成为承包商选择的主要驱动因素，而声誉、安全绩效和温室气体（GHG）排放控制则相对权重较低。模糊VIKOR分析结果表明，承包商2在所有评估团队中均表现最佳，其折衷解指数（Q_i）值最低，表明其与可持续性目标的高度一致性。承包商1和承包商3的排名则存在不一致性，反映了评估者之间对可持续性绩效认知的差异。

数字化的决策支持系统实现

为了提升决策准确性，本研究还介绍了一个用C编程语言实现的数字化DSS。该系统界面允许利益相关者为四大主要标准（技术、经济、社会、环境）及其子标准分配权重，并评估每个承包商在各子标准上的表现。结果面板综合了每位评估者的标准权重，并以条形图可视化，最终生成聚合排名，结合了评估者权重和底层的多准则分析。

模型验证与敏感性分析

通过敏感性分析对模型进行了验证和验证。分析评估了用户输入和标准权重的敏感性，通过测试四种不同场景（分别强调技术、经济、社会或环境支柱）下模型输出的变化。结果表明，调整支柱权重会对备选方案的亲近系数（CC_i）值和排名产生显著影响，证明了模型对不同可持续性优先级的响应能力。综合所有场景的CC_i结果和排名显示，承包商2在大多数场景下表现稳健，而其他承包商的排名则随着优先级的变化而波动，这为管理决策提供了重要依据，识别了在不同情境下的最优选择和稳健选择。

研究局限性与未来方向

本研究存在一些局限性，包括对专家判断的依赖可能引入主观性，标准可能无法完全涵盖新兴的可持续性指标，以及缺乏全面的承包商绩效数据集进行现实世界基准测试。DSS框架目前基于静态标准层次结构，不支持动态、实时的决策环境。其可扩展性和可转移性可能受到地区差异的影响。未来工作建议整合更先进的MCDM技术（如AHP/ANP与模糊或混合扩展）和实时自适应能力，推广包容性、可扩展和政策响应的框架，整合建筑信息模型（BIM）、物联网（IoT）和生命周期智能，并通过界面设计和比较情境研究增强可用性和可转移性。

结论

本研究通过开发一个结合模糊AHP和模糊VIKOR的集成决策支持系统（DSS），为可持续性导向的承包商选择做出了重要贡献。该框架将技术、经济、社会和环境维度纳入评估，而非局限于财务或生产力指标，解决了先前研究中的空白，并与可持续发展目标（SDGs）、生命周期价值思维和协作决策理论等更广泛的理论基础保持一致。研究结果通过案例研究得到了实证支持，展示了该框架在支持透明、可辩护和多利益相关方决策过程方面的能力。在实践中，该DSS为项目业主、公共机构和从业者提供了一个可扩展且与政策对齐的工具，用于将环境、社会和治理（ESG）绩效、协作和风险共担嵌入承包商选择过程。在理论上，本研究贡献了一个结构化和可复制的模型，桥接了MCDM方法、可持续性评估和IPD采购，为可持续建设管理的未来研究和实践提供了有价值的参考点。