《Sustainable and Resilient Infrastructure》：Multicriteria Decision Making in sustainable cement/concrete applications: a systematic review and conceptual foundation
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多准则决策（MCDM）被广泛用于支持复杂决策，但其在水泥和混凝土绿色材料选择中的应用仍然有限。本研究对建筑领域近期MCDM应用进行系统文献综述（SLR），特别关注水泥/混凝土相关决策制定。遵循系统综述与Meta分析首选报告条目（PRISMA）框架，对2015–
多准则决策（MCDM）被广泛用于支持复杂决策，但其在水泥和混凝土绿色材料选择中的应用仍然有限。本研究对建筑领域近期MCDM应用进行系统文献综述（SLR），特别关注水泥/混凝土相关决策制定。遵循系统综述与Meta分析首选报告条目（PRISMA）框架，对2015–2025年间发表的90篇同行评议期刊论文进行了批判性分析。网络分析和批判性综述表明，MCDM在水泥和混凝土中的应用正在兴起，但在方法学上较为碎片化。关键局限包括可持续性准则不一致，对技术、法规、组织、环境和经济因素的考虑有限，以及方法选择论证不足。未来研究应改进准则选择，优化选择情境适宜的MCDM技术，并加强不确定性和灵敏度分析处理，尤其是在将生命周期评价（LCA）整合到混凝土相关决策框架时。
1. Introduction（引言）
决策制定贯穿现代建筑项目启动、规划、实施和绩效监测，并需考虑多利益相关者需求。可持续性转型要求同时考虑多准则，即多准则决策（MCDM）。近期MCDM方法持续演化，模糊MCDM、客观赋权和混合排序被用于复杂工程与可持续选择。水泥和混凝土中，辅助胶凝材料（SCMs）、再生骨料、替代能源和地聚合物混凝土等方案发展迅速，但决策选择仍不充分。2022–2025年出现生命周期评价–多准则决策（LCA–MCDM）和数据驱动多目标优化等集成方法。制造商缺乏决策支持工具。本研究系统综述2015–2025年90篇同行评议文章，比较准则和方法，评估LCA、不确定性与灵敏度分析，并提出概念框架。
2. Significance of review（综述意义）
水泥/混凝土可持续材料选择本质多准则，某方面改善可能在成本、可用性、早期强度、耐久性或法规约束方面产生不利。单指标决策可能转移环境或经济负担。MCDM提供结构化评估，但结果可靠性取决于准则选择、赋权、方法和不确定性处理。已有综述未专门整合水泥/混凝土绿色材料选择。该综述整合证据、识别方法学弱点，并开发面向水泥/混凝土的决策框架，支持研究人员、制造商、设计者和政策制定者选择SCMs、替代胶凝材料、再生组分和低影响混凝土技术。
3. Methodology（方法学）
研究方法遵循系统文献综述（SLR）指南，提出研究问题：MCDM在可持续水泥/混凝土材料选择中的应用领域、指标和常用技术。遵循系统综述与Meta分析首选报告条目（PRISMA）清单，从2015–2025年识别911篇文章，最终选择90篇。采用描述性和文献分类分析，按出版年、来源、应用领域、主题、关键词和研究空白分类。
4. Review findings（综述发现）
4.1 Characteristics of documents output（文献产出特征）
4.1.1 Articles per year and source type（年度与来源类型）
2016–2021年出版量低且稳定，2022年起快速增长，2025年最高。综述论文占8%，说明聚焦综述较少。期刊分布分散，其他期刊占62%，Construction and Building Materials和Sustainability各8%，Buildings 6%，International Journal of Life Cycle Assessment 5%，其他包括Journal of Cleaner Production等。表明研究跨学科分散，且与LCA和可持续准则结合增强。
4.1.2 Citation analysis（引文分析）
引文分析显示MCDM相关水泥/混凝土可持续性文章影响力上升，较近期论文也有较高引用，反映研究社区兴趣和时效性。
4.2 Main research themes and keyword analysis（主要研究主题与关键词分析）
关键词共现网络显示研究围绕决策制定，连接MCDM/MCDA与生命周期评价（LCA），LCA和可持续性评价术语共现突出。层次分析法（AHP）和赋权概念频繁出现，表明结构化评估趋势。construction industry节点连接可持续性和决策制定。波特兰水泥生产有负面环境影响。MCDM应用领域包括可持续材料选择占比最高，其他有可持续指标选择、绿色建筑/基础设施设计选择，以及建筑、桥梁、改造、施工地点、采购、绿色材料、商业建筑管理和可持续混凝土评估（材料、配合比、胶凝材料、制造技术）。
4.3 Critical content analysis（批判性内容分析）
4.3.1 MCDM methodologies and approaches（MCDM方法与途径）
MCDM主要分为多属性决策（MADM）和多目标决策（MODM）。MADM基于对象/材料属性评估，MODM基于目标函数。约80%研究采用MADM，因复杂度较低。混凝土/水泥可持续评估涉及长因素列表，16项混凝土研究中14项用MADM，2项用MODM。典型MCDM包括准则体系、决策矩阵、准则赋权和结果聚合。问题形成初期需决定影响问题的准则和选择最适MCDM技术。
4.3.2 Sustainable indicators selection（可持续指标选择）
指标是评估特定准则下方面以评价材料整体可持续性的测量。指标选择是MCDM主要步骤，取决于问题性质和项目需求。主准则多采用三重底线（TBL）环境、经济、社会，部分纳入性能、技术、未来可用性、法律、标准合规，有研究提出四重底线（QBL）。但社会准则常被忽视。社会方面如利益相关者接受、社区影响、工人福利和组织考虑常为定性、情境依赖，难以量化和比较，且需多利益相关者输入。未来应纳入明确社会指标、利益相关者知情赋权和情境特定准则。研究强调选择因素和形成准则需适当理由，建议咨询相关领域专家，并进行全面文献综述以避免遗漏。
4.3.3 MCDM tools and techniques（MCDM工具与技术）
准则形成后使用适当工具分析。MADM型排序和选择在混凝土/水泥可持续问题中占主导，MODM用于混合/比例优化和性能可持续权衡。最常用技术是逼近理想解排序法（TOPSIS）和层次分析法（AHP），趋势是混合和工作流耦合。TOPSIS常以改进和模糊TOPSIS形式实施，AHP用于结构化和赋权。LCA集成决策工作流普遍。多准则优化与折中解（VIKOR）常作折中排序，熵权法作客观赋权。决策试验与评价实验室法（DEMATEL）、网络分析法（ANP）/基于DEMATEL的网络分析法（DANP）用于准则相互依赖。其他技术包括复杂比例评估法（COPRAS）、基于平均解距离的评价法（EDAS）、加权聚合和乘积评估法（WASPAS）、最优最劣法（BWM）、消除与选择转换现实法（ELECTRE）、简单加权法（SAW）、替代方案与折中解排序测量法（MARCOS）、基于类别吸引力测量法（MACBETH）、基于比率分析的多目标优化法（MOORA）和优点选择法（CBA）。不确定性处理报告不一致，主要用模糊、灰色和少量概率/贝叶斯方法。没有单一技术普遍适用，选择取决于准则性质、数据可得性、利益相关者参与、不确定性、替代方案数量和补偿程度。
4.3.4 Weighting of criteria in MCDM applications（MCDM应用中的准则赋权）
指数将多变量聚合为单一可持续性得分，包括赋权和聚合。赋权应在聚合前建立，并纳入利益相关者意见变异性，这是研究未充分解决的方面。赋权取决于具体混凝土应用、用户要求、地点、区域背景、气候、文化等。研究使用AHP、DEMATEL、BWM、Entropy和SWARA等。AHP最普遍，能在相同情境发现层级，但节点多时较复杂。DEMATEL与AHP/ANP配对考虑指标相互关系。BWM简化成对比较。SWARA考虑决策者不同优先级。熵权法作为客观赋权解决不确定性。近期倾向结合先进模糊表示与互补赋权和排序技术，但方法复杂性增加应在实际应用中考虑。
4.3.5 Research gaps and evolution in knowledge（研究空白与知识演进）
MCDM在建筑材料选择中仍较新。主要空白是非标准化准则，20篇分析中18篇识别；其他包括准则范围有限、缺乏绿色材料解释基础、仅关注环境方面、缺乏自动化流程和通用评估方法。行业仍缺乏聚合因素和系统评估工具。实践应用和使用既定MCDM方法推导权重和排序通常处理水平较高，但决策结构相互依赖、不确定性和扩展可持续范围纳入水平不均。混凝土/水泥决策本质多维，需权衡环境、成本和技术性能。近年性能和耐久性考虑增强，但不确定性处理仍不一致，完整生命周期覆盖和高级边界定义不均衡。
5. Discussion（讨论）
综述显示MCDM在可持续性评估中快速推进，近期研究将MCDM与LCA和BIM使能决策路径耦合。选择准则和方法需明确理由，因为模型假设、信息需求和决策逻辑差异可导致误导结果。文献从独立传统MCDM技术转向混合MCDM、LCA整合、不确定性处理、利益相关者偏好和数据驱动/多目标方法。方法学发展不均衡，社会准则、不确定性和灵敏度分析需改进。选择最适技术取决于决策者要求和问题。现场实施多为项目级决策支持嵌入BIM、价值工程或采购，通过案例研究展示。未来需标准化、透明、数据驱动的MCDM工作流，一致边界/功能单位，显式不确定性和耐久性处理，并在真实情境验证。多替代方案可用MADM筛选，再用MODM优化。提出的框架是证据知情、过程导向的概念框架，非经验验证模型，具体技术选择应结合方法特征。
6. Conclusion（结论）
MCDM可分为MADM和MODM，MADM在综述中更常见，近期常与MODM或优化结合。关键应用包括可持续基础设施、改造、绿色施工场地、生态建筑材料、施工管理和可持续混凝土评估。LCA集成和BIM关联决策增长。混凝土可持续性评估是MCDM问题，近期将适用性从强度扩展到耐久性、服务寿命和生命周期影响。三重底线（TBL）是基线，但水泥/混凝土需扩展至性能、技术、法规、组织和资源。TOPSIS和AHP仍主导，LCA集成、熵权、模糊/灰色和概率/贝叶斯方法出现。当前缺点包括准则有限、非标准化、忽视社会因素、误解材料可持续性和方法选择缺乏理由。未来应形成指标和权重选择的透明理由，仔细选择满足决策要求的技术，考虑相互依赖建模和不确定性量化，通过利益相关者案例研究验证，提高LCA报告一致性，并推广BIM和机器学习等计算机辅助决策系统。总体方法学能力增强，但实际实施仍受非标准化准则、不一致赋权和报告、社会指标和不确定性处理有限以及验证不足限制。
