李強(qiáng)年， 陳瑞軍， 馬岷成

(1. 蘭州理工大學(xué) 土木工程學(xué)院， 甘肅 蘭州 730050； 2. 甘肅省建設(shè)設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司， 甘肅 蘭州 730050)

近年來(lái)，裝配式建筑的發(fā)展受到了建筑行業(yè)的高度重視，因此對(duì)傳統(tǒng)的施工方式進(jìn)行轉(zhuǎn)型和升級(jí)是建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的施工方式相比，其施工過(guò)程增加了建筑部品的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，但這一重要環(huán)節(jié)往往被忽視[1,2]，導(dǎo)致構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中變形、開裂和影響其使用性能等質(zhì)量問(wèn)題頻發(fā)。運(yùn)輸過(guò)程中一旦發(fā)生事故，將導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)對(duì)施工單位的施工進(jìn)度也產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。目前我國(guó)裝配式建筑部品運(yùn)輸體系還不健全，機(jī)械和管理模式落后。如何科學(xué)評(píng)價(jià)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，控制裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，已成為裝配式建筑實(shí)施過(guò)程中關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)裝配式建筑部品進(jìn)行了大量的研究。Zhao等[3]以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究裝配式建筑PC(Precast Concrete)構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝過(guò)程，為裝配式建筑相關(guān)專業(yè)人員提供管理經(jīng)驗(yàn)。Wang等[4]通過(guò)整合PC構(gòu)件的存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程，優(yōu)化了裝配式建筑的生產(chǎn)計(jì)劃模型，為提高裝配式建筑PC構(gòu)件的生產(chǎn)效率提供了參考價(jià)值。Yuan等[5]將DFMA(Design for Manufacturing and Assembly)引入到裝配式建筑部品設(shè)計(jì)中，結(jié)合BIM(Building Information Modeling)技術(shù)，為裝配式建筑部品的設(shè)計(jì)提供了新思路。我國(guó)學(xué)者對(duì)裝配式建筑部品的研究主要集中在以下兩個(gè)方面，一方面是對(duì)PC構(gòu)件吊裝技術(shù)的研究[6～8]，另一方面是對(duì)裝配式建筑部品供應(yīng)商的選擇研究[9～11]。目前對(duì)裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究寥若星辰。杜清婷等[12]運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法從生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸三方面對(duì)裝配式建筑部品進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)屬于中等風(fēng)險(xiǎn)。王子騰等[13]認(rèn)為裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中存在的主要問(wèn)題是違反運(yùn)輸法規(guī)、運(yùn)輸方式單一和管理模式混亂等。常春光等[14]分析了裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸階段存在的問(wèn)題有管理人員缺乏應(yīng)變能力、路面承載力考慮不足和車輛型號(hào)不合理等。吳海等[15]認(rèn)為預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中遇緊急情況可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件破損，使預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量受損。針對(duì)我國(guó)裝配式建筑部品運(yùn)輸過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，亟需一種科學(xué)合理的裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系來(lái)指導(dǎo)裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)的管理工作。

本文從“人-機(jī)-物-管-環(huán)”的角度，系統(tǒng)地分析裝配式建筑部品在運(yùn)輸過(guò)程中由于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)可能誘發(fā)的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。采用G1法和熵值法對(duì)分析指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析，這種主觀和客觀相結(jié)合的賦權(quán)方法避免了傳統(tǒng)分析方法主觀性強(qiáng)和由于客觀性而導(dǎo)致權(quán)重系數(shù)不符合邏輯的現(xiàn)象發(fā)生。最后基于可拓物元理論建立裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，評(píng)價(jià)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為我國(guó)裝配式建筑部品的運(yùn)輸提供科學(xué)合理的管理思想和理論指導(dǎo)。

1 構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系

目前，我國(guó)裝配式建筑部品在運(yùn)輸過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，本文對(duì)裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查和專家訪談，以人機(jī)工程學(xué)和安全系統(tǒng)工程原理為理論依據(jù)，從“人-機(jī)-物-管-環(huán)”的角度對(duì)裝配式建筑部品運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行聚類分析，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系

1.1 構(gòu)建原則

(1)科學(xué)簡(jiǎn)明性原則：每個(gè)指標(biāo)的選取必須具有科學(xué)性，能準(zhǔn)確反映運(yùn)輸過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)具有可操作性。

(2)獨(dú)立性與整體性原則：每個(gè)指標(biāo)獨(dú)立存在，但又相互影響，構(gòu)成了一個(gè)完整的有機(jī)體。

(3)系統(tǒng)性與層次性原則：各指標(biāo)體系之間的邏輯層次分明，又具有完整的系統(tǒng)性。

1.2 指標(biāo)內(nèi)涵

(1)人員因素：主要包括運(yùn)輸過(guò)程中的作業(yè)人員和管理人員。運(yùn)輸作業(yè)人員培訓(xùn)不到位、安全意識(shí)薄弱和管理人員管理水平不高，導(dǎo)致裝配式建筑部品在運(yùn)輸過(guò)程中超載超速、違規(guī)裝卸裝配式建筑部品的現(xiàn)象屢見不鮮。這些安全隱患不僅對(duì)裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)造成人身財(cái)產(chǎn)損失，也對(duì)施工企業(yè)的施工進(jìn)度產(chǎn)生重大影響。

(2)設(shè)備設(shè)施因素：主要包括運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸過(guò)程中的基礎(chǔ)設(shè)施。運(yùn)輸車輛和裝卸設(shè)備必須配套使用同時(shí)滿足承載力要求。索具、繩徑、鋼絲繩磨損必須滿足使用要求?；A(chǔ)設(shè)施指運(yùn)輸路線所經(jīng)過(guò)的橋梁、隧道、公路等，在路線規(guī)劃時(shí)，必須充分考慮橋梁、隧道、公路的承載力要求同時(shí)盡可能避開交通樞紐地帶。

(3)物品因素：主要包括部品幾何尺寸大小和在運(yùn)輸過(guò)程中用于固定部品的專用架。裝配式建筑部品由于其幾何尺寸大，在通過(guò)橋梁、隧道、道路不佳地帶時(shí)，必須滿足其限重、限高和限寬要求。用于固定部品的專用架必須滿足部品受力要求，不僅在運(yùn)輸過(guò)程中要發(fā)揮其安全作用，也要避免部品質(zhì)量受損。

(4)管理因素：主要包括建筑部品作業(yè)管理步驟和應(yīng)急管理流程。規(guī)范裝配式建筑部品作業(yè)管理步驟和完善裝配式建筑部品應(yīng)急管理流程是預(yù)防和控制裝配式建筑部品運(yùn)輸事故發(fā)生的主要措施。嚴(yán)格把控作業(yè)規(guī)范化，避免由于操作不規(guī)范導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，加強(qiáng)應(yīng)急管理應(yīng)對(duì)突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，定期組織應(yīng)急演練，強(qiáng)化突發(fā)事件的處理能力。

(5)環(huán)境因素：主要包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，自然環(huán)境主要指在裝配式建筑部品運(yùn)輸過(guò)程中所遇到的惡劣天氣狀況，主要包括強(qiáng)風(fēng)、暴雨、冰雪、沙塵暴、泥石流等天氣氣象。社會(huì)環(huán)境指運(yùn)輸路線所經(jīng)過(guò)的城市主干道和人群密集地帶。若發(fā)生安全事故不僅對(duì)城市交通產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，對(duì)他人的生命也將產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。

2 預(yù)警等級(jí)和預(yù)警準(zhǔn)則

2.1 預(yù)警等級(jí)的劃分

本研究根據(jù)《國(guó)家安全生產(chǎn)事故災(zāi)難應(yīng)急預(yù)案》，將建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)劃分為4個(gè)等級(jí)，分別為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)；預(yù)警等級(jí)劃分為4個(gè)等級(jí)，為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)，分別對(duì)應(yīng)紅色、橙色、黃色和藍(lán)色預(yù)警。為便于定量化分析，參考國(guó)內(nèi)外關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的處理辦法，將預(yù)警等級(jí)用相應(yīng)的數(shù)值區(qū)間來(lái)表示，詳見表1。

表1 裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)劃分

2.2 預(yù)警準(zhǔn)則的制定

風(fēng)險(xiǎn)是可以控制的，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量與定性分析在一定程度上可以避免安全事故的發(fā)生或減小安全事故發(fā)生后帶來(lái)的損失，最終實(shí)現(xiàn)安全管理的目標(biāo)。本文通過(guò)梳理裝配式建筑部品在運(yùn)輸過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素，制定預(yù)警指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，有助于裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)識(shí)別部品在運(yùn)輸過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)不同的預(yù)警等級(jí)，采取有效的防范措施，在一定程度上減弱風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。目前，關(guān)于預(yù)警準(zhǔn)則的理論研究還不成熟，因此，本研究主要依據(jù)實(shí)際案例和專家意見，綜合確定預(yù)警指標(biāo)所對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的取值范圍。裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)等級(jí)的劃分詳見表2。

表2 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的等級(jí)劃分

3 基于可拓理論的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型

可拓理論是我國(guó)學(xué)者蔡文于1983年為定量化處理事物之間的矛盾，結(jié)合數(shù)學(xué)、哲學(xué)和工程學(xué)，以N為待評(píng)價(jià)對(duì)象，C為對(duì)象特征，把N關(guān)于C的特征量值V通過(guò)物元R=(N,C,V)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，反映事物質(zhì)與量辨證關(guān)系的一種新理論[13]。

3.1 確定經(jīng)典域、節(jié)域和待評(píng)價(jià)物元

(1)經(jīng)典物元

(1)

式中：Nj為j級(jí)預(yù)警等級(jí)；Ci為第i個(gè)預(yù)警指標(biāo)；Vji為預(yù)警等級(jí)Nj關(guān)于預(yù)警指標(biāo)Ci的量值范圍；Vji=〈aji,bji〉。

(2)節(jié)域物元

(2)

式中：N為所有預(yù)警等級(jí)；Vpi表示預(yù)警指標(biāo)Ci在所有預(yù)警等級(jí)N下的量值范圍，顯然有〈aji,bji〉?〈api,bpi〉。

(3)待預(yù)警物元

(3)

式中：Nx為待預(yù)警事物；Vi為待預(yù)警事物關(guān)于預(yù)警指標(biāo)Ci的具體量值。

3.2 確定關(guān)聯(lián)度

在可拓理論中，關(guān)聯(lián)函數(shù)是用來(lái)刻畫數(shù)學(xué)模型的工具，它表示事物所具有某種性質(zhì)的程度[13]。預(yù)警指標(biāo)關(guān)于預(yù)警等級(jí)關(guān)聯(lián)函數(shù)的關(guān)聯(lián)度可用公式表示為：

(4)

式中：ρ(vi,vji)為點(diǎn)vi與區(qū)間vji的距。

(5)

(6)

3.3 確定預(yù)警指標(biāo)權(quán)重

G1法是王學(xué)軍[14]在層次分析法的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)后提出的一種主觀賦權(quán)法，避免了構(gòu)建判斷矩陣和一致性檢驗(yàn)的難題，計(jì)算量大幅減少，精度進(jìn)一步提高，同時(shí)不受指標(biāo)數(shù)量的限制。熵值法是一種以評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)整體的影響程度來(lái)確定權(quán)重的客觀賦權(quán)法[15]。本研究結(jié)合主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法對(duì)預(yù)警指標(biāo)賦予權(quán)重，不僅避免了主觀賦權(quán)過(guò)分依賴決策者的經(jīng)驗(yàn)而忽視了預(yù)警指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)也避免了客觀賦權(quán)由于數(shù)據(jù)失真出現(xiàn)不符客觀事實(shí)的現(xiàn)象，這種定性與定量相結(jié)合的賦權(quán)方法能夠?qū)Ω黝A(yù)警指標(biāo)賦予準(zhǔn)確科學(xué)的權(quán)重。賦權(quán)過(guò)程如圖2所示，其中本研究中u取0.5。

圖2 組合賦權(quán)流程圖

3.4 確定綜合關(guān)聯(lián)度

4 實(shí)證研究

以南京市棲霞區(qū)丁家莊某保障性住房項(xiàng)目(裝配式高層公租房)的裝配式建筑部品運(yùn)輸為例，選取運(yùn)輸作業(yè)人員C1、相關(guān)管理人員C2、運(yùn)輸設(shè)備C3、基礎(chǔ)設(shè)施C4、構(gòu)件幾何尺寸C5、專用架C6、作業(yè)管理C7、應(yīng)急管理C8、自然環(huán)境C9和社會(huì)環(huán)境C10，10項(xiàng)預(yù)警指標(biāo)。運(yùn)用問(wèn)卷調(diào)查法對(duì)預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)分，調(diào)查對(duì)象的選取對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果是否準(zhǔn)確有著至關(guān)重要的作用。本文從學(xué)歷、從事本專業(yè)的工齡和職稱三方面來(lái)綜合考量預(yù)警指標(biāo)權(quán)重的可信度，詳見表3，最終得出裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)的分值，詳見表4。

表4 裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)分值

表3 受調(diào)查對(duì)象權(quán)重可信度

4.1 基于可拓理論構(gòu)建預(yù)警模型

構(gòu)建裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的經(jīng)典域R1，R2，R3，R4；節(jié)域Rp和待評(píng)價(jià)物元Rx。

4.2 確定預(yù)警指標(biāo)權(quán)重和等級(jí)

根據(jù)組合賦權(quán)法(G1法和熵值法)的計(jì)算流程圖計(jì)算各預(yù)警指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算得出各預(yù)警指標(biāo)組合權(quán)重向量W(C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10)=(0.124，0.158，0.089，0.099，0.086，0.095，0.126，0.101，0.092，0.060)詳見表5。根據(jù)綜合關(guān)聯(lián)函數(shù)確定預(yù)警等級(jí)的關(guān)聯(lián)度函數(shù)值，詳見表6。

表5 裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)權(quán)重

表6 預(yù)警等級(jí)關(guān)聯(lián)函數(shù)

由上述計(jì)算結(jié)果可知K3=maxKj(Nx)=0.088，則該項(xiàng)目的裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)為Ⅲ預(yù)警等級(jí)，呈黃色預(yù)警，風(fēng)險(xiǎn)程度屬于中度風(fēng)險(xiǎn)。說(shuō)明該項(xiàng)目的裝配式建筑部品在運(yùn)輸過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患。該項(xiàng)目裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)需根據(jù)上述分析結(jié)果采取相應(yīng)的防護(hù)措施，同時(shí)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，并進(jìn)一步分析裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)隱患，加強(qiáng)相關(guān)人員的培訓(xùn)工作和安全意識(shí)，從根本上解決事故的發(fā)生。

5 結(jié) 語(yǔ)

裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)受多種因素的影響，本研究在分析大量裝配式建筑部品運(yùn)輸事故的基礎(chǔ)上， 采用聚類分析法和專家訪談法，從“人-機(jī)-物-管-環(huán)”的角度，構(gòu)建裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系。將裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與預(yù)警等級(jí)結(jié)合，基于可拓理論構(gòu)建裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。采用組合賦權(quán)法從定性與定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，兼顧了定性分析與定量分析的優(yōu)勢(shì)，提高了評(píng)價(jià)模型的預(yù)警精度，但該模型主要以公路運(yùn)輸為背景，不具有普適性。最后以南京市棲霞區(qū)丁家莊某保障性住房項(xiàng)目的裝配式建筑部品運(yùn)輸為工程實(shí)例，較好地驗(yàn)證了預(yù)警模型的科學(xué)性和合理性。通過(guò)研究裝配式建筑部品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，以期為裝配式建筑部品運(yùn)輸企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管理提供理論指導(dǎo)，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑的健康發(fā)展。