基于DEMATEL的重大铁路工程韧性建设管理模式关键影响因素分析

Analysis of Key Influencing Factors of Resilience Construction Management Mode of Major Railway Projects Based on DEMATEL

摘要

重大铁路工程项目具有工程体量大、技术难度大、施工周期长、施工环境复杂等特点，其建设管理面临诸多风险，受到诸多影响因素制约。为提高重大铁路工程应对风险的韧性能力，结合扎根理论，从外部因素和内部因素两个维度挖掘出27个重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素，并运用决策试验与评价试验法(DEMATEL)评估各影响因素的重要性，以甄别关键影响因素。以某重大铁路工程项目为分析对象，得到其韧性建设管理模式关键影响因素为作业环境艰险、工程地质复杂、政府决策、技术水平、环保目标、科技创新。应根据关键影响因素制定针对性管理策略，提高重大铁路工程韧性建设管理水平，增强重大铁路工程系统韧性。研究成果可为重大铁路工程韧性建设管理提供思路。

Abstract

Major railway engineering projects have the characteristics of large engineering volume, great technical difficulty, long construction period, and complex construction environment, and their construction management faces many risks and is restricted by many influencing factors. In order to improve the resilience ability of major railway projects to cope with risks, combined with grounded theory, 27 influencing factors of resilience construction management mode of major railway projects were excavated from two dimensions of external factors and internal factors, and the decision-making trial and evaluation laboratory (DEMATEL) was used to evaluate the importance of each influencing factor and identify key influencing factors. Taking a major railway project as the analysis object, the key influencing factors of its resilience construction management mode are harsh working environment, complex engineering environment, government decision-making, technical level, environmental protection goal, and scientific and technological innovation. Targeted management strategies should be formulated according to key influencing factors, so as to improve the management level of resilience construction of major railway projects and enhance the resilience of major railway engineering systems. The research results can provide ideas for resilience construction management of major railway projects.

Graphical abstract

关键词

重大铁路工程 / 建设管理模式 / 韧性 / DEMATEL / 影响因素

Key words

Major Railway Project / Construction Management Mode / Resilience / DEMATEL / Influencing Factor

0　引言

近年来，我国铁路建设迅猛发展，至2024年底全国铁路运营里程已超过16.2万km，其中高速铁路超过4.8万km。铁路建设事业的高速发展对于提高运能、加强区域间联系、加快经济发展具有关键作用^[1]。然而，铁路工程尤其是重大铁路工程是一个复杂的巨系统，在建设过程中受到内外界诸多风险因素的制约，具有建设规模大、地质条件复杂、施工环境恶劣、工程结构复杂、施工技术难度大、施工道路基础薄弱等特征，一旦在防备不足的情况下受到风险冲击，其所产生的负面影响极其严重。为保障铁路建设安全高效，需提高铁路工程系统韧性即铁路工程建设过程中的风险适应能力、风险抵御能力和灾后恢复能力，从而确保工程建设安全稳定，保证重大铁路建设项目管理目标的顺利完成。

韧性思想最初应用于系统生态学领域，而后逐渐向组织、社会、经济等其他领域延展。近年来，韧性思想作为一个全新的研究范式被广泛应用于各类复杂系统的风险管理与安全管理中，如城市建设、交通基础设施建设等领域^[2]。工程领域韧性是指系统受到扰动偏离既定稳态后，恢复到初始状态的能力，强调恢复力^[3]。Ruan等^[4]从“压力-状态-响应”视角对城市韧性建设过程进行分解，建立雨洪形势下城市韧性评价指标体系，结合粗糙集理论评估城市洪涝韧性，并从压力韧性、状态韧性、响应韧性3个维度提出城市韧性提升策略。Chen等^[5]构建包含经济、社会、生态、制度、基础设施等多方面影响因素的城市韧性评价指标体系，并采用综合指数分析法对城市韧性水平进行测度。杜修力等^[6]建立了城市地铁系统安全运营评价指标体系，运用层次分析法计算指标权重，并结合可拓物元理论评估城市地铁系统韧性水平。武昱欣等^[7]从应对风险的抵抗能力、恢复能力、优化能力3个方面建立桥隧技术接口安全管理系统韧性评价指标体系，采用变权理论对指标进行赋权，并结合靶心贴进度模型评定技术接口安全管理系统韧性等级。樊燕燕等^[8]构建了包含管理、人员、环境、物质4个系统的高原地区铁路运营期安全系统韧性评价指标体系，对各指标进行组合赋权，采用欧氏距离法量化铁路运营期安全系统韧性等级，并给出韧性提升建议。综上所述，现有研究侧重于韧性评价指标体系构建、韧性水平评估等方面，缺少对重大铁路工程韧性建设管理关键影响因素的识别。与城市韧性多受暴雨内涝灾害^[9-11]、城市交通系统^[12]、地震^[13]等影响相比，重大铁路工程的韧性影响因素更复杂多样，短短几年内完成一项重大铁路工程的建设，工程建设与管理都面临巨大挑战。

针对上述研究不足，研究将韧性理念引入重大铁路工程建设管理模式中，韧性建设管理模式区别于传统的防御型，由防灾减灾理念转向主动防御、主动防控。基于扎根理论识别重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素，构建韧性建设管理评价指标体系，运用决策试验和评价试验法(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)分析各影响因素的重要程度，甄别重大铁路工程韧性建设管理模式的关键影响因素，为从关键因素入手制定针对性管理策略，提高铁路韧性建设管理水平提供借鉴。

1　重大铁路工程韧性建设管理模式

韧性指系统应对复杂风险环境的主动适应与自我调适能力，以及在经历风险冲击后可以快速恢复并维持其基本结构与功能的能力^[14]。建设管理模式指为满足特定的管理目标，在一定的管理理念指导下，采用的一定的管理方法、组织模式和运行机制的管理体系^[15]。故研究将韧性建设管理模式定义为在面临风险干扰时，为确保建设管理目标实现，基于一定的组织结构，采用一定的建设管理方法，使系统能够适应风险、抵御风险并进行自我恢复，维持系统原有功能的管理模式。

重大铁路工程目标定位高、利益相关方众多、建设周期长、施工难度大、生态环保要求严格、后勤保障难度大，在质量、安全、工期与施工组织、环水保等方面面临着一系列风险。结合重大铁路工程特征与韧性建设管理模式概念，研究将重大铁路工程韧性建设管理模式定义为：在众多利益相关方的协同合作下，通过实施标准化管理流程和多元化协同工作机制，用统一的管理制度和多方联动的一体化管理方法，优化管理效率，进而加强重大铁路工程在风险面前的适应力、抵御力以及灾后复原能力的管理模式。此模式旨在确保工程质量符合标准、安全稳固、进度按计划推进，并与环境保持和谐，从而顺利完成铁路工程建设。重大铁路工程韧性建设管理概念模型如图1所示。

2　重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素

重大铁路工程韧性建设管理模式的建立与完善受到众多因素的影响。通过挖掘影响韧性的因素，能够推动建设管理模式针对性地完善，更好地实现重大铁路工程韧性建设管理，增强重大铁路工程系统韧性。基于此，研究利用扎根理论明晰重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素，建立韧性建设管理指标体系。

2.1　扎根理论研究法

扎根理论研究法(Grounded Theory，GT)是由哥伦比亚大学的Anselm Strauss和Barney Glaser2位学者共同发展出来的一种定性研究方法，其主要宗旨是以经验资料为基础，以规范、严谨的研究程序自下而上地建立理论架构^[16]。

研究所采用的经验资料包括：①文献资料^{[7-8，14-19]}；②重大铁路工程项目资料；③半开放式问卷调查资料(问卷有效填写人次为175。其中，2.29%的专家来自业主单位，67.43%的专家来自施工单位，3.43%的专家来自设计单位，26.86%的专家来自监理单位；具有5年以上工作经验的专家占比为71.43%)。选取文献资料、工程项目资料以及80%的问卷回收资料作为样本数据，剩余20%的问卷回收资料用于扎根理论研究法的理论饱和度检验。

2.2　基于扎根理论的重大铁路工程韧性建设管理指标体系构建

为确保影响韧性因素识别的逻辑性、全面性，研究分别从外部因素与内部因素2个维度进行扎根理论分析。具体步骤^[20]包括：①开放式编码，对样本数据进行整理，提取其中的关键内容进行去重及概念化处理，得到34个外部因素初始范畴、51个内部因素初始范畴；②主轴式编码，分析初始范畴间的类属关系，提取更高层次的主范畴，其中，外部因素主范畴为11个，内部因素主范畴为16个；③选择性编码，对主范畴进行进一步归纳，提炼出4个外部因素核心范畴、3个内部因素核心范畴；④理论饱和度检验，对剩余数据再次进行编码分析，未提取出新的概念与范畴，表明理论达到饱和状态，可结束分析。由扎根理论分析得到的重大铁路工程韧性建设管理模式外部影响因素编码分析如表1所示，重大铁路工程韧性建设管理模式内部影响因素编码分析如表2所示，最终形成的重大铁路工程韧性建设管理指标体系如图2所示。

3　重大铁路工程韧性建设管理模式的影响因素分析

3.1　信度分析

本研究以问卷调查法作为研究数据获取的基本方法，通过网络问卷的方式将调查问卷分发给相关领域的专家，由专家针对重大铁路工程建设的实际情况对韧性管理模式影响因素(T₁，T₂，…，T₂₇)的影响程度进行打分评价，以此为依据来探析重大铁路工程韧性建设管理模式的根本影响因素和关键影响因素。

信度分析是指分析结果的可靠性，检验测验或问卷所得结果一致性程度，结果的可信度与否^[20]。在外界客观因素相一致并不受评分者主观因素的影响下，测验结果信度系数为1，表明该测验完全可靠。但外界客观因素很难掌握，主观因素也或多或少存在差异，通常情况下误差越小，信度越高；误差越大，信度越低。本研究选用Cronbach α信度系数法进行信度分析，可通过分析测量项之间的相关性判断数据的真实性。利用SPSS软件对问卷调查的数据进行分析处理后得到Cronbach信度分析如表3所示。

由表3可知，本问卷的信度系数为0.966，大于0.9，数据信度质量高。

3.2　效度分析

效度是针对测验或调查问卷的有效性程度与正确性，即能够测到该测验所欲测量其内容到何种程度^[20]。

本研究利用SPSS软件对数据进行分析检验，经软件分析得到KMO值为0.941，大于0.8，P值<0.05，表明问卷调查数据具有较好的有效性与正确性，可用于提供数据支撑。效度分析结果如表4所示。

3.3　DEMATEL分析

DEMATEL是一种系统化综合分析方法^[21]，被广泛运用于研究和解决现实世界中的复杂问题^[22-23]。本研究结合该方法对所获取的问卷数据进行进一步分析处理，通过建立影响因素之间直接相互影响的关系网络，清晰、准确地刻画出重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素之间的关联性，从而明确各影响因素的重要程度。影响因素关系示意图如图3所示。DEMATEL计算指标值如表5所示。影响度-被影响度图如图4所示，中心度-原因度图如图5所示。

根据DEMATEL分析，T₉(作业环境艰险)、T₁₂(工程地质复杂)、T₁(政府决策)的原因度大于0，且处于中心度-原因度图纵轴的高点，因此作业环境艰险、工程地质复杂、政府决策属于影响重大铁路韧性建设管理模式的根本因素，应该在项目规划阶段提前考虑这些因素的影响，妥善设置组织结构和管理制度，选取适应自然环境特征且符合政策要求的建设管理模式。

根据DEMATEL分析，T₁₈(技术水平)、T₂₆(环保目标)、T₇(科技创新)的中心度数值较大，因此建设单位的技术水平、环保目标和科技创新是重大铁路韧性建设管理模式的关键影响因素，应该重点关注。

4　对策分析

为提高重大铁路工程韧性建设管理水平、增强重大铁路工程系统韧性，针对作业环境艰险、工程地质复杂、政府决策、技术水平、环保目标、科技创新6个关键影响因素提出以下针对性管理建议。

（1）建立适应环境特征的管理办法。制定合理的劳动卫生和劳动保护管理办法，以及医疗卫生保障等相应方案应对环境问题，提高作业人员在艰苦环境下的安全与健康水平。

（2）加强对工程环境的勘探及核查。做好工程地质核查等方面的日常管理工作，并加强对其的监督与考核，同时针对复杂的工程地质等问题组织对应的方案研究工作，确保工程建设顺利开展。

（3）加强与政府的互联互动。建设单位需积极落实政策要求，根据政府所制定的政策、管理办法等建立相应的工程建设管理制度，同时，建设单位可将工程建设过程中可能遇到的需要政府政策解决的问题反映给地方政府，推动政府对相应政策制度的出台与完善，并为工程建设提供政策保障。

（4）提高建设单位人员专业技术水平。从选拔高专业素养人才和加强专业技能培训2方面着手，提高人员专业知识技术转化能力、专业技能掌握程度，并加强其解决实际工程建设管理中相应技术难题的能力。

（5）设置明确的环保目标与要求。结合工程实际特征，确立水环境、大气环境、声环境、生态环境等的环境保护目标，为工程建设提供目标导向。同时，组织开展环境保护设计专题研究，以形成相应的环保方案和要求，为工程建设提供方案指导。

（6）将科技创新思想融入建设管理模式。建设单位应加大科技创新投入，以科技创新手段创新管理方式，优化工程建设管理效能。同时，建设单位应作为牵头单位，对新技术、新材料、新设备、新工艺等的应用进行统筹规划，带动各参建单位对科技创新的应用与落实。

5　结束语

研究运用扎根理论法，对文献资料、工程项目资料、问卷调查资料进行逐级编码分析，基于外因视角提取出4个核心范畴、11个主范畴，并基于内因视角提取出3个核心范畴、16个主范畴，共同形成重大铁路工程韧性建设管理指标体系，可为重大铁路工程韧性建设管理研究提供理论参考。同时，利用DEMATEL法对重大铁路工程韧性建设管理模式影响因素进行分析，甄别出作业环境艰险、工程地质复杂、政府决策、技术水平、环保目标、科技创新6项关键影响因素，验证了研究方法的适应性和可行性，可为寻找实际工程中提高重大铁路工程韧性建设管理水平、增强重大铁路工程系统韧性的关键着手点提供借鉴。

参考文献

[1] 中国国家铁路集团有限公司 ．国铁集团召开铁路建设工作会议[EB/OL]. (2022-01-14) [2023-12-17].

[2] 李亚，翟国方，顾福妹 ．城市基础设施韧性的定量评估方法研究综述[J]．城市发展研究，2016，23(6)：113-122．

[3] LI Ya， ZHAI Guofang， GU Fumei ．Review on Methods of Quantification of Urban Infrastructure Resilience[J]．Urban Development Studies，2016，23(6)：113-122．

[4] 唐孝军.基于韧性理论的城市道路网络抗震性能评价方法研究[D].重庆：重庆交通大学，2021.

[5] RUAN J E， CHEN Y B， YANG Z W ．Assessment of Temporal and Spatial Progress of Urban Resilience in Guangzhou under Rainstorm Scenarios[J]．International Journal of Disaster Risk Reduction，2021，66：102578．

[6] CHEN J H， MA H C， YANG S，et al ．Assessment of Urban Resilience and Detection of Impact Factors Based on Spatial Autocorrelation Analysis and GeoDetector Model：A Case of Hunan Province[J]．ISPRS International Journal of Geo-Information，2023，12(10)：391．

[7] 杜修力，张 洋，缪惠全，等 ．韧性城市视角下地铁系统安全运营评价指标体系[J]．自然灾害学报，2023，32(3)：1-13．

[8] DU Xiuli， ZHANG Yang， MIAO Huiquan，et al ．Indicator System for the Evaluation of Metro System Safe Operation from the Perspective of Resilient Cities[J]．Journal of Natural Disasters，2023，32(3)：1-13．

[9] 武昱欣，李爱春 ．山区铁路技术接口安全管理系统韧性评价[J]．兰州交通大学学报，2023，42(3)：7-14．

[10] WU Yuxin， LI Aichun ．Tenacity Evaluation of Safety Management System for Technical Interface of Mountain Railway[J]．Journal of Lanzhou Jiaotong University，2023，42(3)：7-14．

[11] 樊燕燕，韩诗雨，江 旭，等 ．基于组合赋权-欧氏距离的高原铁路运营期安全系统韧性评价[J]．铁道科学与工程学报，2023，20(9)：3536-3546．

[12] 郭霜霜，黄海荣，张 薇，等.暴雨内涝灾害下城市社会系统韧性评估研究[J].中国防汛抗旱，2023，33(7)：28-33.

[13] GUO Shuangshuang， HUANG Hairong， ZHANG Wei，et al ．Research on Resilience Assessment of Urban Social System under Rainstorm and Waterlogging[J]．China Flood & Drought Management，2023，33(7)：28-33.

[14] 克里斯·泽文博尔根，熊 亮.提升城市系统的水韧性[J].北京规划建设，2021(3)：206-211.

[15] CHRIS ZEVENBERGEN， XIONG Liang ．Increasing Flood Resilience in Urban Systems[J]．Beijing Planning Review，2021(3)：206-211．

[16] 舒心怡，徐宗学，叶陈雷，等. 晋城市洪涝驱动下微观与宏观耦合建模的社会系统响应及韧性分析[J].水资源保护，2025(3)：65-74，118．

[17] 黄建中，胡刚钰，石佳宁，等.城市交通系统的韧性研究：概念、特征与议题[J].城市规划，2025，49(2)：119-130.

[18] HUANG Jianzhong， HU Gangyu， SHI Jianing，et al ．Research on Resilience of Urban Transportation System：Concept，Characteristics，and Important Issues[J]．City Planning Review，2025，49(2)：119-130．

[19] 张家铭，樊燕燕，李子奇.基于二维云模型的城市系统地震韧性评价[J].武汉大学学报(工学版)，2024，57(3)：311-321.

[20] ZHANG Jiaming， FAN Yanyan， LI Ziqi ．Seismic Resilience Evaluation of Urban System Based on Two-Dimensional Cloud Model[J]．Engineering Journal of Wuhan University，2024，57(3)：311-321．

[21] 刘玉明，魏东日， 赵 熙，等. 复杂艰险地区重大铁路工程组织韧性影响因素研究[J]. 工程管理学报，2023，37(5)：105-110.

[22] Yuming LUI， WEI Dongri， ZHAO Xi， et al ．Research on the Influencing Factors of Organizational Resilience of Railway Projects in Complex and Dangerous Areas in China[J]．Journal of Engineering Management，2023，37(5)：105-110．

[23] 魏 强，解亚龙，聂现会，等 ．基于风险防控的重大铁路工程韧性管理模式研究[J]．铁道标准设计，2024，68(10)：28-37．

[24] WEI Qiang， XIE Yalong， NIE Xianhui，et al ．Study on Resilience Management Model of Major Railway Engineering Based on Risk Prevention and Control[J]．Railway Standard Design，2024，68(10)：28-37．

[25] STRAUSS A L ．Qualitative Analysis for Social Scientists[M]．Cambridge：Cambridge University Press，1987．

[26] 孙锐娇，刘伊生，甘旭阳 ．复杂艰险山区铁路工程建设管理关键影响因素研究[J]．铁道学报，2021，43(8)：163-170．

[27] SUN Ruijiao， LIU Yisheng， GAN Xuyang ．Study on Key Environment Risk Factors of Complex Mountainous and Hazardous Railway Project[J]．Journal of the China Railway Society，2021，43(8)：163-170．

[28] 孙玉明 ．关于加强铁路技术规章管理体系建设的思考[J]．铁道运输与经济，2016，38(2)：52-55，66．

[29] SUN Yuming ．Thoughts on Strengthening Establishment of Management System of Railway Technical Regulation[J]．Railway Transport and Economy，2016，38(2)：52-55，66．

[30] 聂现会，解亚龙，刘红良 ．山区铁路沿线生态环境风险“智能化+一体化”管理研究[J]．铁道标准设计，2023，67(9)：182-189．

[31] NIE Xianhui， XIE Yalong， LIU Hongliang ．Research on“Intelligent + Integration” Management of Ecological Environmental Risks along the Railway in Complex Mountainous Areas[J]．Railway Standard Design，2023，67(9)：182-189．

[32] 崔雪松，刘振奎，张 宏，等 ．基于扎根理论及G1-CRITIC-距离函数判法-VIKOR的铁路建设项目安全管理标准化评价[J]. 铁道科学与工程学报，2023，21(2)：781-790．

[33] CUI Xuesong， LIU Zhenkui， ZHANG Hong，et al ．Evaluation of Safety Management Standardization of Railway Construction Projects Based on Rooted Theory and G1-CRITIC-Distance Function Judgment-VIKOR[J]．Journal of Railway Science and Engineering，2023，21(2)：781-790．

[34] 毕达天，张 雪，米艳霖，等 ．算法感知视角下跨平台信息推荐用户接受意愿研究[J]．图书情报工作，2023，67(21)：100-110．

[35] BI Datian， ZHANG Xue， MI Yanlin，et al ．Research on Users' Willingness to Accept Cross-platform Information Recommendation from the Perspective of Algorithm Perception[J]．Library and Information Service，2023，67(21)：100-110．

[36] 刘红良 ．基于复杂网络理论的高速铁路列控系统设备安全风险研究[J]．铁道运输与经济，2022，44(7)：82-89．

[37] LIU Hongliang ．Research on Security Risk of Train Control System Equipment in High Speed Railway Based on Complex Network Theory[J]．Railway Transport and Economy，2022，44(7)：82-89．

[38] 孙永河，黄子航，李 阳. DEMATEL复杂因素分析算法最新进展综述[J]. 计算机科学与探索，2022，16(3)：541-551.

[39] SUN Yonghe， HUANG Zihang， LI Yang ．Review of State of the Art on DEMATEL Algorithms for Complex Factor Analysis[J]. Journal of Frontiers of Computer Science and Technology，2022，16(3)：541-551.