劉 惠

（萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 萊蕪 271100）

0 引言

建筑施工中的人為差錯嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和施工安全，開展建筑施工人為差錯的相關(guān)研究對于有效保證建筑施工的質(zhì)量和安全具有重要意義[1,2]。目前，人因可靠性分析領(lǐng)域普遍認(rèn)為，人為差錯是由其影響因素導(dǎo)致的，因此只有有效分析人為差錯的影響因素，才能有針對性的制定相應(yīng)措施，進(jìn)而更好的避免或減少人為差錯的發(fā)生。當(dāng)前，對于建筑施工中人為差錯影響因素的分析仍停留于比較低的層次，理論的完備性和使用的簡便性都存在缺陷和不足，沒有形成可用于指導(dǎo)建筑施工人為差錯管理的有效方法[3,4]。

本文借助文獻(xiàn)[5]的成果，運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法對建筑施工人為差錯的影響因素進(jìn)行分析，以一種客觀的方式得到不同影響因素的權(quán)重，進(jìn)而可以為建筑施工人為差錯的管理提供有效指導(dǎo)。

1 關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法簡介

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法是由Agrawal等人提出的，用于發(fā)現(xiàn)隱藏在大型數(shù)據(jù)集中事物之間的關(guān)系[6]。該方法包括3個基本概念：關(guān)聯(lián)規(guī)則、支持度和置信度。

關(guān)聯(lián)規(guī)則是形如X?Y的蘊(yùn)含式。其中，X和Y是不相交的項(xiàng)值。X稱為關(guān)聯(lián)規(guī)則的前提，Y稱為關(guān)聯(lián)規(guī)則的結(jié)果。X?Y有意義是指：如果X出現(xiàn)，那么Y也會同時出現(xiàn)。關(guān)聯(lián)規(guī)則的強(qiáng)度是通過支持度和置信度度量。

支持度反映的是關(guān)聯(lián)規(guī)則的廣泛性和普遍性。對于關(guān)聯(lián)規(guī)則X?Y來說，支持度等于數(shù)據(jù)集中同時包含項(xiàng)集X和項(xiàng)集Y的個數(shù)與所有數(shù)據(jù)個數(shù)之比，記為Support(X?Y)，即

Support(X?Y) =P(XY)

(1)

置信度反映的是兩個項(xiàng)集之間關(guān)聯(lián)程度的大小。對于關(guān)聯(lián)規(guī)則X?Y來說，置信度等于數(shù)據(jù)集中同時包含項(xiàng)集X和項(xiàng)集Y的個數(shù)與僅包含項(xiàng)集X的數(shù)據(jù)個數(shù)之比，記為Confidence(X?Y)，即

Confidence(X?Y) =P(Y|X)(2)

通過關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法可知，置信度能夠能夠反映不同項(xiàng)集之間的關(guān)聯(lián)程度。由于在建筑施工中可以積累大量的人為差錯數(shù)據(jù)，并且人為差錯影響因素與人為差錯之間存在因果關(guān)系，而關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法適用于揭示前提與結(jié)果的關(guān)系，因此，可以考慮使用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法來分析人為差錯及其影響因素之間的關(guān)系。

2 人為差錯分類及其影響因素分類

人為差錯可以分為多種類型，不同類型的人為差錯其影響因素是不同的。在確定影響因素的權(quán)重之前，需要對人為差錯進(jìn)行分類。這里基于SRK模型，將人為差錯分為：技能型差錯，規(guī)則性差錯和知識型差錯3種類型[7]。

目前普遍認(rèn)為，人為差錯是由人所處的情景環(huán)境所導(dǎo)致的。對于情景環(huán)境的表征，人因可靠性分析領(lǐng)域一般使用行為形成因子或人為差錯影響因素。人為差錯影響因素有很多，這里采用文獻(xiàn)[8]提出的影響因素分類方法，將人為差錯影響因素分為6大類，34個具體因素，如表1所示。

表1 人為差錯影響因素分類表

需要指出的是，上述分類也只是比較詳盡的涵蓋了人為差錯的所有影響因素，表述未必全面，內(nèi)容也并非必要。針對具體的分析對象，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步分析，選取那些與人為差錯直接相關(guān)的那些影響因素。

3 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的建筑施工人為差錯影響因素分析

根據(jù)人為差錯及其影響因素的分類，可以對建筑施工中積累的人為差錯數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到人為差錯數(shù)據(jù)表格，其形式規(guī)范化為表2。

注：EMi為第i種人為差錯類型，ECj（j= 1,… ,m）為第j種影響因素，NEMi表示第i種人為差錯類型的數(shù)量，nECij表示導(dǎo)致第i種人為差錯類型的第j種影響因素的數(shù)量。

根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則中置信度的定義，只要對某種人為差錯類型，計(jì)算關(guān)聯(lián)規(guī)則“人為差錯類型=>影響因素”的置信度，然后將計(jì)算結(jié)果做歸一化處理就可以得到該種人為差錯類型所對應(yīng)的影響因素權(quán)重。

由式（2）可知，關(guān)聯(lián)規(guī)則EMi?ECj置信度可由下式得到：

表2 人為差錯數(shù)據(jù)表

(3)

對于人為差錯類型EMi來說，與之對應(yīng)的影響因素的權(quán)重可通過下式得到：

通過上述過程，就可以計(jì)算得到人為差錯類型所相對應(yīng)的影響因素的權(quán)重，具體包含3個步驟：（1）將人為差錯數(shù)據(jù)規(guī)范化為如表2所示的人為差錯數(shù)據(jù)表；（2）建立人為差錯類型與影響因素所構(gòu)成關(guān)聯(lián)規(guī)則，并計(jì)算其置信度；（3）將置信度做歸一化處理，得到每種人為差錯類型對應(yīng)的影響因素權(quán)重。

4 示例分析

步驟1：對某建筑施工項(xiàng)目中人為差錯數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)，并按照表2的形式整理，得到如表3所示的人為差錯數(shù)據(jù)表。下面使用聯(lián)規(guī)則挖掘方法計(jì)算不同人為差錯類型所對應(yīng)的影響因素權(quán)重。

表3 某建筑施工項(xiàng)目的人為差錯數(shù)據(jù)

步驟2：根據(jù)式（3）計(jì)算所有關(guān)聯(lián)規(guī)則“人為差錯類型=>影響因素”的置信度。如： “技能型差錯=>精力”的置信度計(jì)算方法為：“規(guī)則型差錯=>可用工程時間”置信度的計(jì)算方法為：。對所有的人為差錯類型和影響因素做類似計(jì)算，得到所有關(guān)聯(lián)規(guī)則“人為差錯類型=>影響因素”的置信度如表4所示。

表4 “人為差錯類型=>影響因素”的置信度

步驟3：根據(jù)式（4）對表4中的置信度做歸一化處理，得到影響因素的權(quán)重。如：對于人為差錯類型“技能型差錯”來說，其影響因素“精力”權(quán)重的計(jì)算方法為：

通過對所有的置信度做類似計(jì)算，得到影響因素的權(quán)重如表5所示。

影響因素權(quán)重代表的是對某種人為差錯的影響程度，意味著對其進(jìn)行有針對性的改進(jìn)有助于減少或消除該種人為差錯的發(fā)生，根據(jù)這一思路，就可以對建筑施工人為差錯的管理提供有效指導(dǎo)。如：對于技能型差錯來說，影響因素按照權(quán)重從大到小排序依次為：精力、經(jīng)驗(yàn)、可用工程時間、工程復(fù)雜度、施工設(shè)備、態(tài)度、知識和施工方案，因而在制定措施減少或消除此類差人為錯時，需要重點(diǎn)關(guān)注精力、經(jīng)驗(yàn)和可用工程時間這3種影響因素的改進(jìn)，其中工人的“精力”是首先應(yīng)該被關(guān)注的。

表5 影響因素的權(quán)重

4 結(jié)論

本文使用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法分析建筑施工的人為差錯及其影響因素之間的關(guān)系。關(guān)聯(lián)規(guī)則方法完全依賴人為差錯數(shù)據(jù)且理論完備、計(jì)算簡便，可方便用于建筑施工人為差錯的分析計(jì)算，且具有客觀性特點(diǎn)。另外，本文充分考慮了不同人為差錯類型的特點(diǎn)，通過計(jì)算可以得到不同人為差錯類型所對應(yīng)的影響因素的權(quán)重，因而可以為建筑施工中人為差錯的管理提供有效指導(dǎo)。

需要指出的是，建筑施工中由于制度不健全，管理不規(guī)范的情況時有發(fā)生，人為差錯數(shù)據(jù)的收集統(tǒng)計(jì)往往存在很多遺漏，這必將對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生直接的影響。因此，為了保證分析結(jié)果的有效性，必須加強(qiáng)建筑施工制度建設(shè)，尤其是等統(tǒng)計(jì)制度的貫徹落實(shí)。

[1]徐茂波,徐峰,劉西拉.混凝土施工中人為差錯的模擬[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2007,17(2):9-16.

[2]徐茂波,徐峰,劉西拉.施工過程中人因差錯控制效率分析[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2008,18(8):20-27.

[3]余海莉.基于人為因素的工程施工安全風(fēng)險分析與評價[D].碩士.武漢:華中科技大學(xué),2012.

[4]史秀琴.鋼結(jié)構(gòu)施工階段人為失誤研究[D].碩士.西安:西安建筑科技大學(xué),2009.

[5]蔣英杰.認(rèn)知模型支持下的人因可靠性分析方法研究[D].博士.長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2012.

[6]Agrawal R,Imielinski T,Swami A.Mining association rules between sets of items in large databases[C].Proceedings of 1993 ACM-SIGMOD International Conference on Management of Data,Washington DC,1993.

[7]Rasmussen J.Skills,rules,and knowledge;Signals,signs and symbols,and other distinctions in human performance models[J].IEEE Transactions on System,Man,and Cybernetics,1983,13(3):257-266.

[8]蔣英杰,孫志強(qiáng),宮二玲等.一種系統(tǒng)化的行為形成因子分類方法[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2010,20(10):20-25.