李勤　郭海東　樊勝軍

(1.北京建筑大學　北京 100044；　2.西安建筑科技大學　西安 710055)

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舊工業(yè)建筑再生利用安全控制要素ISM-AHP分析*

李勤1郭海東2樊勝軍2

(1.北京建筑大學北京 100044；2.西安建筑科技大學西安 710055)

摘要通過實地調研與問卷咨詢，對舊工業(yè)建筑再生利用項目的安全管控進行分析，共提取28個安全控制要素，運用解釋結構模型(ISM)綜合分析要素之間的邏輯關系，構建影響因素7級遞階結構模型，并結合層次分析法(AHP)計算要素的綜合權重，從而明確項目安全控制的重點，為項目的安全管理與決策提供參考依據(jù)。

關鍵詞舊工業(yè)建筑再生利用安全控制要素解釋結構模型(ISM)層次分析法(AHP)

0引言

隨著我國產業(yè)結構的調整與城市規(guī)模的不斷擴大，城區(qū)內涌現(xiàn)出大量廢置的舊工業(yè)建筑。實踐證明，舊工業(yè)建筑再生利用項目能夠滿足遺產保護、使用延續(xù)、功能置換、節(jié)能減排及環(huán)境適應等可持續(xù)發(fā)展要求[1]，已成為各大城市改造舊工業(yè)建筑的主流方式。但在實體工程改造時，由于舊工業(yè)建筑長期處于振動、腐蝕、高溫等歷史環(huán)境，其改造工程不同于一般的改建項目，目前尚未有明確的制度規(guī)范可進行安全指導；同時，由于各參與方過于注重改造策略和經濟效益，對安全管控較為輕視，導致舊工業(yè)建筑的整個改造過程存在諸多安全隱患。因此，如何對舊工業(yè)建筑再生利用項目實現(xiàn)科學系統(tǒng)的安全管控成為亟待解決的問題。

本文以舊工業(yè)建筑改造全過程為研究對象，在充分分析改造項目安全隱患的基礎上，提取安全控制要素；并結合要素眾多、影響關系復雜的特點，采用解釋結構模型(interpretative structural modeling，ISM)和層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)建立舊工業(yè)建筑再生利用多層遞階結構模型，根據(jù)綜合權重對各階層要素進行排序，以期為舊工業(yè)建筑再生利用項目的安全管理與決策提供合理的依據(jù)。

1安全控制要素分析

1.1確定安全控制階段

1.1.1決策階段

前期決策是實現(xiàn)整個舊工業(yè)建筑再生利用項目的基礎。安全管控決策應以后續(xù)各項安全管控工作具有良好的可行性與可持續(xù)性為目的，對實施過程中潛在的危險因素進行全面辨識與評估，尤其是對舊工業(yè)建筑結構進行充分的安全檢測與鑒定。根據(jù)危險性分析，做足充分的前期準備工作。

1.1.2設計階段

設計階段應以舊工業(yè)建筑結構的安全性與使用性為依據(jù)，按照現(xiàn)行相關設計規(guī)范進行改造的方案設計。應注重改造后建筑結構的安全性，尤其是建筑結構新舊結合的部位；同時，還應考慮在實際施工時，改造設計方案的可行性與安全性。

1.1.3施工階段

施工階段是舊工業(yè)建筑再生利用項目的具體實施階段。安全管控工作主要涉及舊工業(yè)建筑結構的穩(wěn)定與加固，廢舊設備、構件的拆除，結構改造施工3個方面,應以“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)的安全與協(xié)調生產為準則。

1.1.4運營階段

運營階段是舊工業(yè)建筑再生利用項目的投產使用階段。安全管控主要通過監(jiān)測手段對建筑的使用狀況進行動態(tài)掌控，具體涉及建筑結構的安全監(jiān)測、消防安全監(jiān)測等方面，對于出現(xiàn)的安全問題或突發(fā)情況，應保證能夠及時采取有效的應對措施。

1.2提取安全控制要素

在文獻閱讀、歸類分析、專家訪問的基礎上，對舊工業(yè)建筑再生利用項目在決策、設計、施工、運營4個階段的安全控制要素進行初步設計；然后對國內12個典型城市的52個項目展開實地調研，共計發(fā)放調研問卷380份，實際回收有效問卷為353份，其中投資建設單位99份(28%)、檢測單位32份(9%)、設計單位42份(12%)、施工單位78份(22%)、監(jiān)理單位35份(10%)、質量監(jiān)督機構28份(8%)及科研機構39份(11%)；運用SPSS軟件對初選指標進行重要性與離散程度分析，最終提取出舊工業(yè)建筑再生利用安全控制要素，如表1所示。

2安全控制要素結構分析

解釋結構模型(ISM)可針對變量眾多、關系復雜的系統(tǒng)，通過矩陣模型將其組成要素或影響因素之間的影響關系區(qū)域化、級位化，最終形成直觀的多級遞階結構模型，從而提高對問題的認識和理解程度。因此，可通過ISM對表1中28個安全控制要素邏輯關系進行分析，建立要素解釋結構模型，以明確安全控制要素的影響層級與網(wǎng)絡關系。

表1　安全控制要素

2.1鄰接矩陣

A=(aij)m×m

(1)

2.2可達矩陣

R=(rij)m×m=(A+I)m

(2)

式中，I為與A同階次的單位矩陣；

2.3結構模型

通過可達矩陣R建立可達集R(Si)，先行集A(Si)，共同集C(Si)，如表2所示，由于篇幅有限，故僅列出部分。可達集R(Si)是指受要素Si影響的其他相關諸要素構成的集合，即R中Si所在行為1的列對應元素構成的集合；先行集A(Si)是指其他要素中影響Si的要素構成的集合，即R中Si所在列為1的行對應元素構成的集合；共同集C(Si)是R(Si)與A(Si)的交集。

表2　第一級可達矩陣要素分析

安全控制要素結構模型建立步驟如下：

(1)當C(Si)=A(Si)時，則Si為當前可達矩陣的最高級要素，由Si構成的集合記為H1，將R中Si對應的行與列劃除。

(2)找出保留的元素的最高級要素，將其在R中對應的行與列刪除。

(3)重復步驟(2)，直到找出各梯級最高級要素，建立舊工業(yè)建筑再生利用安全控制要素解釋結構模型，如圖1所示。

由安全控制要素解釋結構模型可看出，第一級要素包括人員勞動防護、應急管理、鄰近建筑物結構影響、結構安全監(jiān)測、消防安全監(jiān)測、建筑結構檢查維修、設備圍護，說明這些要素的管控不力將直接導致安全事故的發(fā)生，是影響安全控制的最表層因素；第七級安全控制要素為建設企業(yè)協(xié)調管控，是舊工業(yè)建筑再生利用安全控制的根本影響因素。

圖1　安全控制要素解釋結構模型

3安全控制要素排序分析

3.1要素權重確定

通過確定綜合權重，能夠明確各級要素對安全管控影響的大小，從而可針對項目實施過程中存在的安全隱患與管理不足采取有效的整改措施。層次分析法(AHP)將復雜問題分解為若干層次和若干因素，對兩兩因素之間的重要程度作出比較判斷，建立判斷矩陣，通過計算判斷矩陣的最大特征值以及對應特征向量得出不同因素的權重，是定性與定量相結合的綜合評價方法。因此，采用層次分析法確定各安全控制要素的綜合權重，具體步驟如下：

(1)建立判斷矩陣。在解釋結構模型中，第一層要素以舊工業(yè)建筑再生利用安全控制為評價準則，通過兩兩比較相對重要性，采用“1～9”標度法建立判斷矩陣；其他層次要素以上層要素為評價準則，對本層中影響評價準則的要素進行兩兩比較，建立判斷矩陣，由于篇幅有限故不贅列。

(2)一致性檢驗及組合權重。計算各判斷矩陣的最大特征值與對應的特征向量，并根據(jù)各判斷矩陣的階數(shù)，在隨機一致性指標表中選擇相應的指標值進行一致性檢驗，若一致性比率CR<0.1，則接受該判斷矩陣，并計算組合權重，如表3所示。

(3)綜合權重計算。在組合權重的基礎上，根據(jù)層級間要素的影響關系，計算各級要素的綜合權重，如表3所示。

表3　安全控制要素綜合權重

3.2要素排序

根據(jù)表3中各安全控制要素的綜合權重值進行級內排序，結果分析如下：

(1)第一級要素排序依次為：人員勞動防護(S14)、消防安全監(jiān)測(S26)、結構安全監(jiān)測(S25)、鄰近建筑物結構影響(S23)、設備圍護(S28)、建筑結構檢查維修(S27)、應急管理(S19)。說明人員安全、消防安全、結構安全是舊工業(yè)建筑再生利用安全控制的重點，同時，可看出事前安全防控相較事后應急管理更加重要。

(2)第二級要素排序依次為：結構改造施工(S22)、原建筑結構加固穩(wěn)定(S20)、構件設備拆除(S21)、設備設施管理(S15)、施工用電(S17)、廠房內部作業(yè)環(huán)境(S24)、文明施工(S13)、交叉作業(yè)管理(S18)。說明在舊工業(yè)建筑的改造過程中，新增結構施工、原有結構拆除與加固、施工時必要的設備設施與用電管理是安全控制的主要對象；同時，廠房內部作業(yè)環(huán)境的權重僅次于施工用電，所以還應注重廠房內原有污染物的處理，建筑垃圾的及時清理，屋面防水修復等。

(3)第三級要素排序依次為：安全監(jiān)督檢查(S11)、安全技術交底(S16)、安全投入(S10)、安全教育培訓(S12)。其中，前3項權重值較為接近，說明監(jiān)督檢查、技術交底是安全控制的主要管理措施，安全投入則是安全控制的經濟保障措施；但安全教育培訓權重值較低，究其原因主要在于目前安全教育培訓落實不到位，且作業(yè)人員可接受教育程度較低。

(4)第四級要素排序依次為：改造方案安全性(S7)、安全管理組織機構(S9)、安全管理制度(S8)、危險性分析(S5)。其中，改造方案安全性權重最高，說明設計階段改造方案的安全性對施工階段、運營階段的安全管控具有重大影響；安全管理組織機構與安全管理制度的權重次之，作為安全管理的主要實施者與行為準則，二者對第三級的安全管理措施具有決定性作用。

(5)第五級要素中舊工業(yè)建筑檢測與鑒定(S4)優(yōu)先于設計人員安全意識(S6)，說明原廠房結構的安全檢測與鑒定是改造方案的設計依據(jù)和再生利用的實施基礎；第六級要素中承包單位選擇(S3)的權重為0.892，遠高于項目資金保障(S2)，說明前期承包單位選擇的慎重程度將直接決定全過程安全控制的能力；第七級要素僅有建設企業(yè)協(xié)調管控(S1)，是整個再生利用安全控制的根源。

4結語

(1)通過解釋結構模型(ISM)對舊工業(yè)建筑再生利用安全控制要素的邏輯關系進行定性分析，使控制要素的層級關系得到直觀地表現(xiàn)。

(2)運用層次分析法(AHP)對每級安全控制要素進行定量分析，明確了各級安全控制要素的主次關系，為舊工業(yè)建筑再生利用的安全管控提供決策依據(jù)。

(3)ISM與AHP的結合，能夠對復雜系統(tǒng)問題進行較好的梳理與分析，彌補了僅用ISM定性分析問題的不足，但此結合方法得分存在一定的主觀因素。因此，使用時須注重受訪者的工作經驗、知識結構與認知水平。

參考文獻

[1]李慧民．舊工業(yè)建筑的保護與利用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[2]肖艷玲.系統(tǒng)工程理論與方法[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

*基金項目：國家自然科學基金(51408024、51178386)，住房與城鄉(xiāng)建設部科學技術項目(2014-R1-009)，住房與城鄉(xiāng)建設部科學研究項目(2012-R4-1)。

作者簡介李勤，女，博士，北京建筑大學講師，主要從事城市規(guī)劃與建筑設計理論的研究。

(收稿日期：2015-09-20)

ISM-AHP Study on Old Industrial Buildings Recycling Safety Control Factors

LI Qin1GUO Haidong2FAN Shengjun2

(1.BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureBeijing100044)

AbstractBased on analysis of security control for the old industrial buildings recycling projects, 28 influence factors of safety control are extracted combined with field research and questionnaire. The logical relationships among the influence factors are analyzed by interpretative structural modeling to establish a 7 steps hierarchical structure model and the general weight is calculated by AHP to clarify the key factors of the project safety control, providing references for safety control and decision-making of old industrial buildings recycling project.

Key Wordsold industrial buildingsrecyclingsafety control factorsinterpretative structural modeling(ISM)analytic hierarchy process (AHP)