李松晨 楊高升

(河海大學工程管理研究所,江蘇 南京 211100)

基于AHP的建筑施工安全管理風險控制策略

李松晨 楊高升

(河海大學工程管理研究所,江蘇 南京 211100)

隨著我國建筑工程行業(yè)的蓬勃發(fā)展,建筑施工的安全管理現(xiàn)狀存在安全問題。介紹了建筑施工行業(yè)存在的安全隱患和潛在風險,提出了基于層次分析法(AHP)的建筑施工風險控制策略。將定性問題定量化,按照確定評價目標、建立遞階層次、構(gòu)造判斷矩陣等步驟對風險評價進行了具體的闡述;將定量評價與定性評價相結(jié)合,給出了評價值判定方法。結(jié)合建筑施工安全管理辦法,該風險控制策略大大提升了建筑施工過程中的安全性。

建筑施工 層次分析法(AHP) 安全管理 風險控制技術(shù) 風險評價

0 引言

經(jīng)濟的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化的快速推進使建筑行業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展的時期。民用、工業(yè)、交通、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等項目逐年遞增。據(jù)不完全統(tǒng)計,建筑業(yè)2009年生產(chǎn)總值為7.6萬億元,為國民生產(chǎn)總值的25%左右[1]。建筑行業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的地位是十分重要的,建筑從業(yè)人員已突破四千萬,占世界建筑從業(yè)人員的四分之一[2]。建設(shè)工程項目逐漸向著大型化、復雜化、多元化、高層化的方向發(fā)展,建筑行業(yè)安全生產(chǎn)面臨巨大的挑戰(zhàn)。

建筑施工過程中存在的建設(shè)周期長,生產(chǎn)流動性大,作業(yè)過程單一性、重復性,高空作業(yè)和露天作業(yè),施工人員素質(zhì)偏低等諸多因素,都是導致建筑施工安全的隱患。建筑業(yè)如何在實現(xiàn)安全生產(chǎn)和保障勞動者的生命財產(chǎn)安全的前提下,達到其效益,已經(jīng)被社會各界廣泛關(guān)注。本文從風險控制的角度,對建筑施工的準備階段、施工作業(yè)階段所存在的風險進行了分析和預(yù)測,將風險控制到最低。

1 安全管理問題

1.1 建筑施工行業(yè)安全現(xiàn)狀

每年我國建筑業(yè)建筑工人由于事故死亡的人數(shù)達千人,受傷者不計其數(shù),安全問題嚴重,安全管理存在疏漏,風險控制不完善。建筑業(yè)的安全管理問題存在諸多因素。首先,工程建設(shè)方面的法律法規(guī)不完善,政府監(jiān)管力度不夠,應(yīng)對突發(fā)性事件的能力不足。其次,施工單位對工人的安全教育、培訓不夠重視,大多流于形式,工人缺乏應(yīng)急自救、救援的知識。再次,我國的建筑業(yè)安全生產(chǎn)科技水平落后,相關(guān)的科學研究不足,使得安全生產(chǎn)沒有足夠的科學依據(jù)。另外,建筑業(yè)企業(yè)對安全管理不夠重視,管理水平低下,輕視安全生產(chǎn)。最后,建筑業(yè)誠信缺失,與市場脫節(jié),與市場經(jīng)濟原則相悖,導致投入成本與安全生產(chǎn)成本相矛盾。

1.2 建筑施工行業(yè)事故原因分析

1.2.1 施工作業(yè)環(huán)境復雜

建筑施工的工作地點具有很強的流動性,工作環(huán)境變化頻繁,對新環(huán)境的不適應(yīng)增加了事故發(fā)生的幾率。施工過程一般在具有一定高度的地方,如腳手架、梯子、模板等臨時搭建的平臺上工作,加上施工現(xiàn)場的天氣情況、溫度、噪聲等的影響,施工人員長時間處于這種環(huán)境下高空重復勞動,發(fā)生危險的概率極高。

1.2.2 管理方式不標準

承包商只重視工作進度,忽略安全管理,建筑施工人員一般為短期雇傭,人員培訓不足,施工人員操作不標準,也是導致安全問題的因素之一。

1.2.3 施工人員個人素質(zhì)參差不齊

建筑業(yè)施工人員一般為農(nóng)民工,文化程度不高,相對素質(zhì)較低,安全防范意識較差,這也會增加事故發(fā)生的可能性。

2 風險控制概述

風險是對未來的不確定性的概述。風險控制就是建筑施工管理者對相關(guān)資料進行整合,運用科學的方法對施工過程中可能存在的風險進行判斷、分析和預(yù)測,采用不同的方法和措施,對潛在的風險事件的發(fā)生進行抑制和消除,減少風險事件發(fā)生所造成的損失[3]。

2.1 風險的識別與預(yù)測

風險控制管理首先要對潛在的風險進行識別和預(yù)測。對于建筑施工的實際情況,對實際過程中存在的潛在風險進行判斷、鑒別和歸類[4]。在建筑施工過程中,根據(jù)現(xiàn)場的情況,判斷是否存在潛在風險的要素,有可能產(chǎn)生什么風險,出現(xiàn)什么后果。風險的識別和預(yù)測就是對風險及其產(chǎn)生的因素進行羅列、歸類,并對造成的后果作出估計,一般為定性的估計。

比如一些容易導致事故發(fā)生的重要危險源,設(shè)備、設(shè)施、防護工具的缺陷,裸露電源,信號標志的位置不當以及作業(yè)環(huán)境不良等,在進行風險的識別與預(yù)測過程中都要進行識別與預(yù)測。風險的識別和預(yù)測是非常重要的,正確的識別和評估是后續(xù)風險評估和處置的先決條件。

2.2 風險評估

建筑施工安全風險評估要以風險識別和預(yù)測為基礎(chǔ),建立系統(tǒng)模型。對風險的分析一般采用定性和定量分析相結(jié)合的方式[5],以估算風險發(fā)生的概率,預(yù)計風險可能產(chǎn)生的損失情況,從而找出建筑施工工程的主要風險,為預(yù)防和規(guī)避此類風險提供科學依據(jù),為工程項目的順利實施做好準備工作。建筑施工的風險評估定性分析根據(jù)歷史資料和概率工具對施工安全進行評估,也可以理論概率分布進行評估。

2.3 風險處置

風險處置是制定并實施控制風險的計劃,確定風險發(fā)生的可能性并將其減小或降至最低。風險處置的基本方法有4種:風險回避方法、風險控制方法、風險自留方法和風險轉(zhuǎn)嫁方法[6]。針對建筑施工中的各種各樣的風險,采取不同的處置辦法。進行風險處理的目的就是規(guī)避風險、降低風險。

建筑施工具有自身的特點,如流動性大、臨時性多、變動性強,人員組成復雜。針對建筑施工的特點,運用風險管理方法,制定適合建筑施工特點的風險控制辦法并實施,有效從風險源頭進行制止,降低建筑施工的安全風險。

3 風險控制策略

對風險進行控制,就要對危險源進行評價,在評價的基礎(chǔ)上根據(jù)評價結(jié)論進行相應(yīng)的控制,將風險降至最低。建筑施工的危險源眾多,定性因素和不定性因素都有,如何科學客觀地對建筑施工項目進行整體的危險性的評價,顯得尤為重要。建筑施工過程中,對危險源、危險因素多為定性的評價,難以定量描述。本文提出層次分析法[7](analytic hierarchy process,AHP)對建筑施工過程中的危險源的綜合評價問題建立行之有效的數(shù)學模型,將人的思維過程數(shù)學化,將定性的主觀分析定量化,使危險源的評價過程具有一致性,并將定量評價與定性評價相結(jié)合。AHP法可以使建筑施工過程中的風險控制的分享評價更真實地反映施工的危險性評價結(jié)果。

3.1 確定評價指標

建筑施工中的評價指標分為三層,即目標層、方案層和準則層[8]。將建筑施工項目中存在的危險源分為三級,第一級為建筑施工的整體危險性,是目標層的評價指標。第二級包括自然環(huán)境危險性、內(nèi)部施工環(huán)境危險性和管理環(huán)境危險性,是準則層的評價指標。第三級為各具體的危險源,是方案層的評價指標。建筑施工項目危險源綜合評價指標如表1所示。

自然環(huán)境危險性的危險源一般包括建筑施工當?shù)氐奶鞖鉅顩r、滑坡以及地震等自然現(xiàn)象帶來的危險性。由于自然環(huán)境的變化尤其是天氣變化是不可人為控制的,因此,自然環(huán)境的危險性對于工程建設(shè)來說其影響是非常顯著的。一般應(yīng)做好工作計劃安排,在適宜的天氣情況下進行戶外建設(shè)工作,對于不可抗力產(chǎn)生的風險進行識別,在風險來到時,采取必要的措施將風險的影響降至最低。

建筑施工由于其工程本身的性質(zhì),存在較大的危險性。內(nèi)部施工環(huán)境危險性是建筑施工危險性中最為重要的,如基坑支護與降水工程、土方開挖工程、起重吊裝工程、腳手架工程等內(nèi)部施工環(huán)境下危險性極高。另外,輸送/儲存易燃、易爆危險介質(zhì)的設(shè)備,管道本體上進行動火作業(yè),在易燃物周圍包括上方進行動火作業(yè)等也存在極高的危險性[9]。如何在高危險性環(huán)境下進行安全作業(yè),預(yù)防和防范危險的發(fā)生,是建筑施工安全管理的重中之重。

建筑施工過程中,離不開人的主觀因素。針對建筑施工的安全隱患,安全管理部門是否對風險進行識別,是否制定完善的安全管理制度,是否行之有效的執(zhí)行,以及是否對施工人員進行必要的教育培訓等,都是管理環(huán)境的潛在危險性。

表1 建筑施工項目危險源綜合評價指標Tab.1 Comprehensive evaluation indexes of risk sources for building construction

3.2 定量分析

采用半定量方法對建筑施工行業(yè)的危險性進行定量評價分析。危險性指標三因素的乘積表示施工人員的事故風險大小,該指標與系統(tǒng)風險有關(guān),即:

式中:L、E、C為三個危險性指標;D為危險性,D的值越大則代表危險性越大。

L表示事故發(fā)生的幾率,對于極小的事故發(fā)生情況,一般取L=0.1;對于某些發(fā)生可能性較大或者必然會發(fā)生的情況,取L=10;介于兩者中間的情況,L取0.1～10之間的數(shù)值。

E表示暴露于危險環(huán)境的次數(shù),建筑工人暴露于危險環(huán)境的次數(shù)越多、時間越長,則危險性越大。工人暴露在危險環(huán)境中,E=10;偶爾暴露在危險環(huán)境中,一般E=0.5。工人暴露于危險環(huán)境中的時間可以以年、月、周來計算,一般根據(jù)具體情況E取0.5～10之間的數(shù)值。

C表示發(fā)生事故后產(chǎn)生的后果,發(fā)生事故造成人身傷害的程度可大可小。定義C的區(qū)間為0～100,發(fā)生輕微傷害取C=1;出現(xiàn)人員傷亡事故的,取C= 100;介于二者之間的人員傷害,C取1～100之間的數(shù)值。

C的具體取值可以根據(jù)表2事故產(chǎn)生后果情況來確定。

表2 事故產(chǎn)生后果情況Tab.2 Accident consequences situation

根據(jù)L、E、C的值,即可根據(jù)三者的乘積確定建筑施工危險性的大小。根據(jù)危險性D的分值,劃分危險等級,如表3所示。

表3 危險等級劃分Tab.3 Hazard level classification

3.3 定性評價

3.3.1 建立遞階層次關(guān)系

根據(jù)AHP法的遞階原理,將建筑施工項目中的各評價指標的關(guān)系組成遞階結(jié)構(gòu),形成目標層、方案層和準則層的多層次的評價指標體系。各層之間的遞階關(guān)系為:準則層中的各種危險源元素支配方案層的某一因素,方案層的各種危險源因素支配目標層的整體危險性;同時,方案層和準則層的各危險性元素又受到目標層的支配[10]。建筑施工項目整體環(huán)境危險性綜合評價指標遞階層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 建筑施工危險性評價遞階層次結(jié)構(gòu)Fig.1 Hierarchical structure of building construction risk assessment

3.3.2 構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu),方案層的每一元素以目標層為準則,與準則層進行兩兩比較,將比較指標與目標層的相對重要性作出判斷,并給出判斷值A(chǔ),形成判斷矩陣。一般地,隸屬于指標Ai的指標Bj(j=1,2,…,m),其判斷矩陣為m維方陣。

式中:Bj為隸屬于Ai的各項指標;bij為Bj的指標判別標度,指標i與指標j相比,對于指標j的相對重要性程度采用表4所示的標度進行判別。

表4 矩陣判別標度Tab.4 Hierarchical structure of building construction risk assessment

3.3.3 評價方法

對矩陣A進行一致性判斷,并對每一指標合成權(quán)重,合成權(quán)重即每一指標相對總指標的權(quán)重,并進行專家打分。一致性判別通過,權(quán)重計算完畢,結(jié)合專家打分,對建筑施工項目的整體環(huán)境危險性進行評價,計算公式為:

式中:Z為整體環(huán)境危險性綜合評價值;n為專家個數(shù);Fij為第j個專家對第i個指標的評分,0＜Fij＜100;Ui為各指標i的合成權(quán)重值。

計算好整體環(huán)境危險性綜合評價值后,即可對建筑施工項目的整體環(huán)境危險性進行評價判斷。具體的評判標準如表5所示。

表5 整體環(huán)境危險性評判標準Tab.5 The overall environmental risk evaluation criteria

4 控制策略應(yīng)用

以建設(shè)期為兩年的某高層住宅樓的建筑施工工程為例,根據(jù)AHP風險控制策略,分別進行定量分析和定性分析,最后將各指標合成權(quán)重并求和,得出整體環(huán)境危險性綜合評價值,以此進行該建筑施工工程危險性的綜合評價。

①定量分析

該高層住宅樓建筑施工工程為一般建筑項目,故其事故發(fā)生幾率介于極小的事故發(fā)生情況和發(fā)生可能性較大或者必然會發(fā)生的情況之間,取L=4。工人在腳手架上進行施工作業(yè),在吊車下、在鋼筋水泥中暴露時間較多,危險性相對較大,因此,工人暴露于危險環(huán)境的次數(shù)E取值為7。發(fā)生事故產(chǎn)生的后果取值為2。

由此可得,事故危險性的定量評價:D=56,根據(jù)表3危險等級劃分,可知其危險等級為4級,為一般危險。

②定性分析

建立該高層住宅樓建筑施工工程的遞階層次,以其自然環(huán)境危險源、內(nèi)部施工環(huán)境危險源、管理環(huán)境危險源分別為兩個為例,即n=m=k=2。自然環(huán)境危險性的危險源界定為天氣狀況和地震;內(nèi)部施工環(huán)境危險性的危險源界定為起重吊裝工程和腳手架工程;管理環(huán)境危險性的危險源界定為制度執(zhí)行不全面和施工人員受培訓情況不全面。其判別矩陣為:

根據(jù)表4給出的矩陣判別標度,將準則層、方案層分別與目標層進行相對重要性程度的判別,得到每一個指標的權(quán)重。經(jīng)過6個相關(guān)專家的評價,按照式(1)進行整體環(huán)境危險性綜合評價值,同時將定量分析的結(jié)果D=56作為整體環(huán)境危險性綜合評價值的一個子項。經(jīng)過計算最后得到Z=68,整體環(huán)境危險性評價為一般,等級劃分為C級,需要適當加強防范。

5 結(jié)束語

綜上所述,建筑施工行業(yè)是一項重要的工程,建筑安全形勢嚴峻。建筑企業(yè)要站在一定的高度,以全新的視角審視建筑施工中存在的安全問題,以科學的風險控制管理策略結(jié)合行之有效的安全管理辦法,切實做好安全監(jiān)督、管理,保障工人的生命安全的同時,順利完成建筑施工任務(wù)。

[1] 建設(shè)部工程質(zhì)量與行業(yè)發(fā)展司.全國建筑施工安全形勢分析報告[J].建筑安全,2009,20(4):8-13.

[2] 華夏認證中心有限公司,中國鐵路工程總公司,中國鐵道建筑總公司.建筑施工企業(yè)一體化管理體系的建立與實施[M].北京:中國標準出版社,2009:102-151.

[3] 楊文柱.建筑安全工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008:10-15.

[4] 魏安能.建立建筑施工安全保證體系的構(gòu)想[J].建筑安全, 2011,20(3):37-39.

[5] Mustafa M A,AIBahar J F.Project risk assessment using the analytic hierarchy process[J].IEEE Transactions on Engineering Management,2009,38(1):46-52.

[6] 施紅健.建筑施工重大危險源的辨識及控制[J].建筑安全, 2010(2):15-17.

[7] 燕燕.談建筑企業(yè)重大危險源辨識及風險評價與控制的改進方法[J].建筑安全,2011(8):31-33.

[8] 李英文.層次分析法(AHP法)在工程項目風險管理中的應(yīng)用[J].北京化工大學學報,2009(1):46-48.

[9] 王滿林.建筑施工企業(yè)內(nèi)部對重大危險源工程安全監(jiān)督管理的要點[J].建筑安全,2010(5):17-19.

[10] 鐘登華,張建設(shè),曹廣晶.基于AHP的工程項目風險分析方法[J].天津大學學報,2012,35(2):162-166.

Safety Management Risk Control Strategy Based on AHP for Building Construction Industry

Along with the vigorous development of the building construction industry in our country,the current status of safety management in this area is not perfect.The hidden dangers and potential risks in building construction are presented,and the control strategy based on analytic hierachy process(AHP)is proposed.With this strategy,the qualitative issues are quantified,in accordance with the determined evaluation objects,the hierarchy is established,and the judgment matrix is structured,thus the risk assessment is elaborated specifically.By combining the quantitative evaluation and qualitative evaluation,the determination method of the evaluation value is given.This risk control strategy greatly enhances the security of building construction.

Building construction Analytic hierachy process(AHP) Safety management Risk control technology Risk assessment

TU761

A

水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費資助項目(編號:201201017)。

修改稿收到日期:2014-04-30。

李松晨(1989-),男,現(xiàn)為河海大學工程管理研究所在讀碩士研究生;主要從事工程管理研究。