倪明楊

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100)

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基于物元分析理論高層建筑施工安全風(fēng)險評估

倪明楊

(河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 211100)

摘要：針對當(dāng)前工程施工安全風(fēng)險管理中普遍存在偏重預(yù)先控制、過度依賴專家經(jīng)驗的情況，分析工程領(lǐng)域事故發(fā)生的原因，結(jié)合高層建筑建設(shè)的特殊性、安全性特點，構(gòu)建高層建筑施工安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系，并采用AHP-熵權(quán)法對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確認(rèn)，通過構(gòu)建物元評價模型，分析項目安全風(fēng)險關(guān)聯(lián)度，得到項目安全風(fēng)險等級。最后結(jié)合江蘇省某工程實例，對高層建筑安全風(fēng)險進(jìn)行綜合評價，對工程安全管理具有指導(dǎo)建議。

關(guān)鍵詞：高層建筑；風(fēng)險管理；物元可拓；風(fēng)險評估

20世紀(jì)80年代英國教授CHAPMAN[1]首次提到風(fēng)險工程的概念，表述了在工程建設(shè)過程中存在著各種不確定性因素即風(fēng)險；后來美國教授LEVITT等提出在諸多工程風(fēng)險中，安全風(fēng)險最為重要，需要針對安全風(fēng)險因素進(jìn)行風(fēng)險管理；CHOUDHRY更進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)人的不安全行為、施工環(huán)境存在的安全風(fēng)險因素及高層建筑高處墜落是建筑工程項目安全事故居高不下的原因；從風(fēng)險的提出到安全風(fēng)險因素的發(fā)現(xiàn)，使得工程建設(shè)開始注意安全因素的存在，但由于缺乏評估，無法有針對性地進(jìn)行風(fēng)險管理。所以，肖華德等[2]運用層次分析法對建筑物高處墜落過程進(jìn)行了定性和定量分析研究，并提出了減少事故發(fā)生的措施，該方法是基于專家打分，缺乏客觀性，其評價結(jié)果準(zhǔn)確性不高；后來學(xué)者施式亮等[3]通過構(gòu)建模糊層次分析法對高處墜落事故進(jìn)行了安全評價，準(zhǔn)確性有所提高，但也是完全基于專家主觀意見，缺乏客觀性。

由此可知，目前學(xué)者對高層建筑物安全事故研究較多，但評估結(jié)果精確性不高，筆者在借鑒學(xué)者提出的指標(biāo)體系，采用AHP-熵權(quán)法[4]和物元可拓理論對高層建筑施工安全風(fēng)險進(jìn)行評價，這種評價方法是主觀因素和客觀因素相結(jié)合，能夠保證評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，可進(jìn)一步為高層建筑施工安全提供指導(dǎo)。

1高層建筑施工安全風(fēng)險因素識別

工程安全是工程建設(shè)中最重要的內(nèi)容，近年來，工程建設(shè)管理采取了一系列的有力措施加強了安全管理相關(guān)工作，使得安全事故有所控制，如表1所示為根據(jù)國家統(tǒng)計局有關(guān)《房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況通報》(2004—2013年)整理出來的傷亡事故統(tǒng)計，可以看出高處墜落、坍塌、物體打擊、起重傷害、機具傷害和觸電是建筑安全事故的主要類型，通過進(jìn)一步分析可得出，特別重大事故基本不會發(fā)生，重大事故多為坍塌引起，較大事故主要是坍塌和高處墜落引起的。

表1　2004—2013年傷亡類型比例表　%

根據(jù)《生產(chǎn)過程危險和危害因素分類代碼》(GB/T 13816-2009)的規(guī)定，將安全影響因素分為4大類：人的因素、物的因素、環(huán)境因素和管理因素。結(jié)合傷亡統(tǒng)計表，將傷亡原因進(jìn)行分析，得出統(tǒng)計表，如表2所示。

表2　2004—2013年我國工傷事故原因統(tǒng)計表

筆者構(gòu)建的高層建筑施工安全評價指標(biāo)體系，遵循上述分析結(jié)果歸納為人員風(fēng)險、機械材料風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險和技術(shù)風(fēng)險5大一級指標(biāo)，進(jìn)一步深入分析高層施工特點，整理目前學(xué)者對高層建筑施工安全風(fēng)險影響因素[5-8]，采用專家咨詢方法將指標(biāo)篩選到19個二級指標(biāo)，涵蓋高層建筑施工安全風(fēng)險關(guān)鍵影響因子，并具有科學(xué)性和可操作性，具體指標(biāo)體系如表3所示。

表3　高層建筑安全風(fēng)險指標(biāo)體系

2物元分析評價模型構(gòu)建

2.1物元評價模型的構(gòu)建

(1)確定經(jīng)典域。針對上述5個風(fēng)險等級，采用專家調(diào)查法將高層建筑施工安全經(jīng)典域劃分為R1、R2、R3、R4、R5，其中，R5對應(yīng)于N5，表示風(fēng)險很小的經(jīng)典域，以此類推，即：

(1)

式中：Nj表示所劃分的j個等級；c1,c2,…,cn為Nj的n個不同特征；vj1,vj2,…,vjn分別為Nj關(guān)于c1,c2,…,cn所取值的范圍，即經(jīng)典域。

(2)確定節(jié)域。5個風(fēng)險等級取值范圍的并集為節(jié)域，即：

(2)

式中：p表示待評對象等級的全體；vp1,vp2,…,vpn分別為p關(guān)于c1,c2,…,cn所取值的范圍，即p的節(jié)域。

(3)確定待評物元。根據(jù)高層建筑施工安全風(fēng)險指標(biāo)數(shù)據(jù)來確定各指標(biāo)的數(shù)值，即：

(3)

式中：p0為待評物元；v1,v2,…,vn分別為p0關(guān)于c1,c2,…,cn檢測所得的具體數(shù)據(jù)。

2.2基于AHP-熵權(quán)法的組合賦權(quán)

(1)層次法確定權(quán)重。運用層次分析法確定各評價指標(biāo)權(quán)重，得到權(quán)重向量α。

(4)

(2)熵權(quán)法確定權(quán)重。運用熵權(quán)法確定各評價指標(biāo)權(quán)重，得到權(quán)重向量β。

(5)

(3)組合賦權(quán)。將層次分析法計算的權(quán)重與熵權(quán)法計算的權(quán)重進(jìn)行組合，得到綜合權(quán)重ωi。具體計算公式為：

(6)

其中，層次分析法是通過專家打分經(jīng)計算確定，具有主觀性，其結(jié)果約束于專家對其領(lǐng)域的經(jīng)驗；熵權(quán)法是基于方案的偏離程度進(jìn)行計算，具有客觀性，遵循客觀現(xiàn)實；利用層次分析法和熵權(quán)法得到的組合權(quán)重，既考慮客觀性又遵循專家經(jīng)驗，使結(jié)果更加科學(xué)、精確。

2.3高層建筑施工安全風(fēng)險等級綜合評判

關(guān)聯(lián)值計算如式(7)所示。

設(shè)x為實軸上的任一點，X0=(a,b)為實域上的任一區(qū)間，則關(guān)聯(lián)函數(shù)ρ(x,X0)的定義式為：

(8)

根據(jù)式(7)得到各個安全風(fēng)險指標(biāo)的關(guān)聯(lián)值，進(jìn)而待評物元各等級的關(guān)聯(lián)度kj(p0):

(9)

若高層建筑施工安全風(fēng)險等級kj(p0)=max{kj(p0)} (j=1,2,…,m)，則待評物元p0屬于等級j。

3實證研究

3.1工程概況

南京市A項目位于南京市江寧區(qū)，項目總用地面積為133 100 m2，總建筑面積為110 168 m2，建設(shè)期擬定為24個月，即從2015年8月項目前期工作開始，計劃至2017年8月工程全部建成，通過竣工驗收并正式投入使用，該項目總投資為79 691.4萬元。項目規(guī)劃有3棟高層住宅，兩座高層辦公塔樓，地上36層，高度為120 m，住宅30層，高度為100 m，建筑面積63 000 m2；商業(yè)裙房5層，高度為25.8 m，建筑類別為一類高層住宅樓，耐火等級為一級，其中設(shè)計單位為東南大學(xué)設(shè)計院，施工單位為中國建筑第八工程局。

3.2項目施工安全風(fēng)險等級綜合評價

針對該項目施工安全風(fēng)險，運用AHP-熵權(quán)法進(jìn)行綜合評價，以驗證該方法在施工風(fēng)險評價應(yīng)用中的合理性。

(1)確定風(fēng)險評價指標(biāo)評分值?；谏鲜龈邔咏ㄖ┕ぐ踩L(fēng)險評價指標(biāo)體系，采用專家對指標(biāo)進(jìn)行評判，通過對數(shù)據(jù)梳理、匯總、分析項目施工安全風(fēng)險值，處理后數(shù)據(jù)如表4所示。

表4　專家評價數(shù)據(jù)

(2)經(jīng)典域和節(jié)域的確定。采取9分制通過專家調(diào)查問卷對上述指標(biāo)體系進(jìn)行打分，則物元模型中經(jīng)典域R1、R2、R3、R4、R5可表示為：

其中，N1～N5分別表示：{風(fēng)險很大；風(fēng)險較大；風(fēng)險一般；風(fēng)險較?。伙L(fēng)險很小}。

高層建筑安全風(fēng)險節(jié)域是經(jīng)典域中各指標(biāo)5個等級取值范圍的并集，如式(10)所示。

(10)

(3)待評物元的確定。基于物元模型評價高層建筑施工安全風(fēng)險等級，如式(11)所示。

(11)

(4)指標(biāo)權(quán)重的計算。根據(jù)上述高層建筑施工安全風(fēng)險指標(biāo)體系，通過編制權(quán)重調(diào)查問卷表進(jìn)行專家調(diào)查，最后匯總數(shù)據(jù)，運用上述層次分析法和熵權(quán)法進(jìn)行權(quán)重計算，最終得到指標(biāo)權(quán)重數(shù)值，如表5所示。

表5　高層建筑工程施工安全風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重

(5)高層建筑施工安全風(fēng)險綜合評價。根據(jù)式(7)計算高層建筑安全風(fēng)險指標(biāo)的關(guān)聯(lián)值，結(jié)果如表6所示。

表6　風(fēng)險等級關(guān)聯(lián)值

(6)評價結(jié)果分析。采用AHP-熵權(quán)法-物元可拓法對A項目建立的評價指標(biāo)體系進(jìn)行評估，得出風(fēng)險評價等級為“較大”。

4結(jié)論

筆者通過分析工程領(lǐng)域事故發(fā)生的原因，并結(jié)合高層建筑特點，識別高層建筑安全風(fēng)險因素并構(gòu)建其指標(biāo)體系，采用AHP-熵權(quán)法對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確認(rèn)，通過構(gòu)建物元評價模型分析項目安全風(fēng)險關(guān)聯(lián)度，得到項目安全風(fēng)險等級。這種對高層建筑安全風(fēng)險進(jìn)行綜合評價的方法，可為工程安全管理提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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NI Mingyang:Postgraduate; School of Business， Hohai University, Nanjing 211100, China.

文章編號：2095-3852(2016)03-0293-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

收稿日期：2016-02-04.

作者簡介：倪明楊(1989-)，男，江蘇南京人，河海大學(xué)商學(xué)院碩士研究生.

中圖分類號：F239.4

DOI：10.3963/j.issn.2095-3852.2016.03.006

Construction Safety Risk Assessment of High-rise Building Based on Matter Element Analysis

NIMingyang

Abstract：In the project construction process, it exists pre-emphasis control, over-reliance on expertise.This paper analyzes the reasons for the accident and engineering combined with particularity, the safety characteristics of high-rise building construction, building safety risk assessment system in high rise building construction.This paper takes high-rise building construction safety risk assessment system, and the AHP and Entropy Combination form a subjective assignment weights and objective calculation as used in recombination evaluation index combining weights.Established on the basis of matter-element evaluation model, estimates the degree of risk associated indicators, to give the corresponding risk comprehensive evaluation grade. Finally, an engineering example, Jiangsu Province, high-rise building comprehensive evaluation of security risks, so as to provide guidance recommendations for engineering safety management.

Key words：high-rise building; risk management; matter-element extension; risk assessment