郭福雁，莫睿東，王 悅，王 寧

（天津城建大學(xué) 控制與機械工程學(xué)院，天津 300384）

建筑設(shè)備安裝工程是一項復(fù)雜的工程，在施工過程常常與其它工種同時作業(yè)，且施工密度較大、施工環(huán)境較為封閉和施工空間較小；在設(shè)備安裝過程中，往往需要進行導(dǎo)管之間的焊接等專業(yè)水平要求較高的操作.因此，建筑設(shè)備安裝工程具有施工周期相對較長、施工環(huán)境復(fù)雜和施工專業(yè)水平要求高等特點[1]，在施工過程中安全事故時有發(fā)生.目前，我國學(xué)者在建筑設(shè)備安裝工程安全評價方面的研究較少，大多建筑設(shè)備安裝施工企業(yè)對施工安全管理也僅限于對施工現(xiàn)場的整治和檢查工作，對其下屬施工現(xiàn)場的安全評價，也多由一些專家及現(xiàn)場安全員憑經(jīng)驗得出結(jié)果，既缺乏科學(xué)性，又有很大的局限性.如果能夠通過構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系，實現(xiàn)對建筑設(shè)備安裝工程安全進行全面、科學(xué)的評價，將有效預(yù)防事故的發(fā)生，從而減少財產(chǎn)損失和人員傷亡.

1 事故樹法與區(qū)間層次分析法的綜合

傳統(tǒng)的施工安全評價主要使用安全檢查表法，這種方法雖然簡單、方便，但是有可能會忽略某些關(guān)鍵指標.常用的安全評價方法有安全檢查表法、危險指數(shù)法、預(yù)先性分析法、事故樹法、區(qū)間層次分析法等，其中，事故樹法可從結(jié)果到原因?qū)κ鹿拾l(fā)生進行有向邏輯的描繪，將特定事故與各層原因之間用邏輯門符號連接起來，形成樹形圖；而區(qū)間層次分析法適用于多目標、多層次、多因素的復(fù)雜系統(tǒng)安全評價，還能合理地處理專家判斷指標權(quán)重的不確定性.

因此，筆者將事故樹法與區(qū)間層次分析法相結(jié)合應(yīng)用于建筑設(shè)備安裝工程安全評價中.依據(jù)GB/T 27921—2011《風(fēng)險管理風(fēng)險評估技術(shù)》[2]可知，層次分析法不適用于風(fēng)險識別.所以，在利用層次分析法構(gòu)建評價體系前，引入事故樹方法全面、系統(tǒng)地識別出危害施工安全的基本事件，并對事故樹的基本事件進行大致歸納，最后利用層次分析法構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系.為克服傳統(tǒng)層次分析法采用點值來描述專家判斷的缺陷，應(yīng)用區(qū)間層次分析法對建筑設(shè)備安裝工程安全進行評價，該方法運用模糊數(shù)學(xué)中的區(qū)間數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)層次分析法的點值，以此表征專家評價的不確定性，使評價更加客觀合理.

2 建筑設(shè)備安裝工程事故樹分析

從風(fēng)險識別角度出發(fā)，運用事故樹法對建筑設(shè)備安裝工程施工事故進行分析.根據(jù)查閱施工企業(yè)事故記錄、職業(yè)病記錄和詢問對施工現(xiàn)場作業(yè)有經(jīng)驗的人員，可知建筑設(shè)備安裝工程施工事故主要有觸電、設(shè)備傷害、高處墜落和火災(zāi)四種事故.構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程施工事故為頂上事件的事故樹，對造成事故的原因因素進行歸納辨識，按照由果及因、自上而下的推理分析，全面、系統(tǒng)地識別出危害施工安全的基本事件[3-6].構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程施工事故樹如圖1所示.

圖1 建筑設(shè)備安裝工程施工事故樹

3 構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系

通過建筑設(shè)備安裝工程施工安全事故為頂上事件的事故樹，針對上述四種主要事故進行事故樹分析.事故樹模型的基本事件大致可以歸納為人員因素、物品因素、管理因素以及其他因素四類基本因素.

對所有基本事件進行歸納分析時需要注意，有些基本事件是可以歸納到多個評價指標中的.如“酒后作業(yè)”一方面可以歸為人員因素；另一方面也有可能是因為安全培訓(xùn)教育不到位，使得安全意識不強造成酒后作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生，因此，又可將其歸為管理因素.基于上述分類方法，運用層次分析的原則對建筑設(shè)備安裝工程施工事故的影響因素進行分類、歸納和分析，構(gòu)建建筑設(shè)備安裝工程施工安全評價體系，如圖2所示.

圖2 建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系

4 區(qū)間層次分析法

在運用傳統(tǒng)層次分析法求權(quán)重時，由于主觀因素的復(fù)雜性，專家很難提供一個精準的值來表述，或多個專家構(gòu)造某一個判斷矩陣，允許存在一定范圍的差異，而更傾向于提供一個區(qū)間.運用區(qū)間層次分析法構(gòu)造判斷矩陣是采用模糊數(shù)學(xué)中的區(qū)間數(shù)替代傳統(tǒng)AHP的點值，從而解決了專家對指標權(quán)重?zé)o法精確統(tǒng)一的問題.目前，計算方法有區(qū)間數(shù)特征根（IEM）、區(qū)間數(shù)梯度特征向量法和最優(yōu)傳遞矩陣法[7].為了使計算過程簡潔和結(jié)果精準，本文采用區(qū)間數(shù)特征根法對判斷矩陣的權(quán)重進行求解.

設(shè)A=（aij）n×n區(qū)間數(shù)判斷矩陣，即記相應(yīng)地，對區(qū)間數(shù)向量 x=（x1，x2，…，xn）T，即

在應(yīng)用區(qū)間特征根法時，運用區(qū)間數(shù)與特征根運算的3個基本定理，得到求解區(qū)間權(quán)重向量的計算方法——特征根法.計算步驟如下[8]：

（1）分別求出A+、A-的最大特征根所對應(yīng)的具有正分量的歸一化特征向量x+、x-；

（3）求解區(qū)間權(quán)重向量 W=[kx-，mx+]；

（5）得到各層指標的權(quán)重，按照傳統(tǒng)AHP計算規(guī)則，求出指標層對目標層的綜合權(quán)重值.

5 建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系計算分析

根據(jù)建筑設(shè)備安裝工程安全評價體系的層次結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)AHP法的9標度法，設(shè)計調(diào)查問卷，將20份調(diào)查問卷發(fā)放給安全評估專家、施工安全檢查員、設(shè)備安裝工程施工人員等經(jīng)驗豐富的相關(guān)人員.通過整理收回的調(diào)查問卷，若指標兩兩比較不一致的標度，則采用區(qū)間數(shù)替代點值.如專家們對人員因素和物品因素進行比較時，12個專家認為標度是5，8個專家認為標度是4，則可以用區(qū)間數(shù)[4，5]表示.由此方法得到準則層對目標層的區(qū)間判斷矩陣，見表1.可求出A-和A+歸一化特征向量為

表1 準則層對目標層區(qū)間判斷矩陣

再根據(jù)步驟 2 公式可求出 k=0.948，m=1.013；將 x-、x+、k、m代入步驟3的公式，則可求出準則層對目標層區(qū)間判斷矩陣的區(qū)間權(quán)重向量為

由步驟4公式求出

W=（0.271，0.125，0.544，0.042）T，并進行歸一化處理，得到準則層對目標層的權(quán)重向量為

W′=（0.276，0.127，0.554，0.043）T

同理，依據(jù)上述計算步驟可以求出指標層對準則層的區(qū)間權(quán)重向量，見表2-5.

由表2-5可得指標層對準則層的權(quán)重向量分別為

表2 人員因素指標下區(qū)間判斷矩陣與權(quán)重區(qū)間

表3 物品因素指標下區(qū)間判斷矩陣與權(quán)重區(qū)間

表4 管理因素指標下區(qū)間判斷矩陣與權(quán)重區(qū)間

表5 其他因素指標下區(qū)間判斷矩陣與權(quán)重區(qū)間

依據(jù)建筑設(shè)備安裝工程安全評價層次結(jié)構(gòu)體系和傳統(tǒng)AHP計算規(guī)則，可以得到指標層各個指標對目標層的綜合權(quán)重值，見表6.

表6 指標層各個指標對目標層的綜合權(quán)重值

6 建筑設(shè)備安裝工程安全性分析

綜合權(quán)重值的大小可反映各個指標對總目標的影響，其值越大，影響程度越大.由表6可知，綜合權(quán)重值的大小依次為 C31＞C11＞C32＞C23＞C13＞C33＞C22＞C12＞C43＞C21＞C42＞C41，其結(jié)果與建筑設(shè)備安裝工程施工的實際安全情況基本相符，即對影響建筑設(shè)備安裝工程安全最大的4個指標為安全教育和培訓(xùn)、安全意識和行為、安全檢查和安全用品.建筑設(shè)備安裝工程施工企業(yè)，不但要加強對員工相關(guān)安全知識的教育，強調(diào)安全的重要性；還應(yīng)對員工培訓(xùn)使用新型施工工具的方法，如移動式操作平臺、電纜橋架立柱穩(wěn)定器等.高層管理人員應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)備安裝工程施工特點，制定出科學(xué)、合理、高效的安全管理制度，并引導(dǎo)施工人員高度重視，嚴格要求施工人員遵守相關(guān)的安全施工管理制度；施工人員也應(yīng)自覺參加安全知識教育和培訓(xùn)，熟記企業(yè)制定的各項安全管理條例，熟練掌握安全操作技能，增強自身的安全意識，杜絕危險行為；安全管理部門應(yīng)定期對施工現(xiàn)場進行安全檢查，發(fā)現(xiàn)危險源及時處理，發(fā)現(xiàn)施工人員有危險行為應(yīng)及時制止，要對其進行教育并警告，施工單位應(yīng)統(tǒng)一為施工人員采購質(zhì)量合格的安全用品，并按要求佩戴齊全方可進入施工現(xiàn)場.

7 結(jié)論

結(jié)合事故樹法和區(qū)間層次分析法，對建筑設(shè)備安裝工程進行安全評價.為解決層次分析法不能進行風(fēng)險識別的問題，在構(gòu)建評價體系前，運用事故樹法，對組成建筑設(shè)備安裝工程施工的四種主要事故進行分析，得出危害施工安全的基本事件；另外，在傳統(tǒng)的層次分析法基礎(chǔ)上引入模糊數(shù)學(xué)中的區(qū)間數(shù)，解決了專家構(gòu)造判斷矩陣的不一致性和模糊性.根據(jù)區(qū)間層次分析的計算結(jié)果和施工安全性分析，對高層管理人員、安全管理部門和施工人員三者提出嚴格的安全要求，采取切實可行的安全措施，從而提高施工安全管理水平.