何芳

（福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350108）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，隨之各城市的交通擁堵問題嚴(yán)重困擾了市民的出行。為了解決城市交通擁堵問題，合理利用城市地下空間資源變得尤為重要，隨之越來越多的城市開始開展軌道交通來緩解城市的交通擁堵問題。因此地鐵正在大規(guī)模的建設(shè)，地鐵在建設(shè)過程中會(huì)受到設(shè)計(jì)、環(huán)境、地質(zhì)等諸多因素的影響，具有規(guī)模大、客觀條件復(fù)雜、影響大等特點(diǎn)[1]。地鐵線路不斷發(fā)展，地下空間資源的不斷利用，地鐵施工環(huán)境日益復(fù)雜，這給地鐵施工帶了新的挑戰(zhàn)。因此，科學(xué)合理分析地鐵施工各影響因素對地鐵施工安全的影響是目前地鐵項(xiàng)目亟待解決的重要問題。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

在對地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行評(píng)估之前，首先應(yīng)先確定具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。并且地鐵施工影響因素是錯(cuò)綜復(fù)雜的，任何要素都是有可能成為評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此建立一個(gè)點(diǎn)面結(jié)合、科學(xué)合理、系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)是極其重要的。為了能最大限度地客觀映射出地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，應(yīng)遵循下列基本原則[2]：

（1）科學(xué)性和客觀性原則。評(píng)價(jià)指標(biāo)必須能夠?qū)υu(píng)價(jià)對象系統(tǒng)分析，評(píng)價(jià)方法能夠真實(shí)反映主客觀因素以及體現(xiàn)評(píng)價(jià)對象的性能。因此應(yīng)該建立在科學(xué)及客觀基礎(chǔ)之上，這樣得到的評(píng)價(jià)結(jié)果才具有可信度。

（2）可測性和可比性原則。所選取的指標(biāo)應(yīng)該具有可測性，使得數(shù)據(jù)比較容易直接或者間接的獲取，同一評(píng)價(jià)對象位于同一個(gè)層次的指標(biāo)必須具有可比性，以便能夠分出優(yōu)劣。

（3）簡明性和綜合性原則。各個(gè)指標(biāo)的選取應(yīng)該簡單明了，便于計(jì)算或者驗(yàn)證。影響高速公路的因素有很多方面，對于指標(biāo)可從一個(gè)方面或者幾個(gè)方面來綜合考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)。

采用層次分析法，選擇“目標(biāo)-指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)”建立地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。整個(gè)系統(tǒng)由3 個(gè)層次組成，地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)為第1 層次。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合地鐵施工的特點(diǎn)后，將地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)從人員因素、技術(shù)因素、環(huán)境因素以及安全管理因素四個(gè)方面來進(jìn)行評(píng)價(jià)，這四個(gè)要素指標(biāo)就構(gòu)成第2層次的準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)體系。準(zhǔn)則層又各自具有自己的影響因素，構(gòu)成評(píng)價(jià)體系的第3 層次。見圖1。

圖1 地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 確定各指標(biāo)權(quán)重

2.1 構(gòu)造判斷矩陣

采用1-9 標(biāo)度法對指標(biāo)體系中各層的風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行兩兩比較，并對影響因素程度進(jìn)行賦值，從而構(gòu)建判斷矩陣A=[aij]n×n,判斷矩陣具有下述性質(zhì)：aij>0；aij=；aij=1（i，j=1，2…n），標(biāo)度及其含義見表1。

表1 1-9 標(biāo)度及含義

2.2 計(jì)算最大特征值和特征向量

2.3 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

由于對事物的認(rèn)識(shí)帶有主觀性并且各因素之間關(guān)系復(fù)雜，所給出的判斷矩陣的各個(gè)因素與實(shí)際代表的意義不可能保持一致，因此需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的步驟如下：

（1）一致性指標(biāo)CI 計(jì)算公式如式（1）所示。

（2）一致性比率CR 計(jì)算公式如式（2）所示。

RI 稱為隨機(jī)一致性指標(biāo)，RI 的取值按照表2確定。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 取值

2.4 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

對于準(zhǔn)則層和指標(biāo)層列出的判斷矩陣計(jì)算出權(quán)重及一致性檢驗(yàn)計(jì)算，結(jié)果見表3～7。

表3 地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)（A）各指標(biāo)權(quán)重分配

表4 人員因素（B1）各指標(biāo)權(quán)重分配

表5 技術(shù)因素（B2）各指標(biāo)權(quán)重分配

表6 環(huán)境因素（B3）各指標(biāo)權(quán)重分配

表7 安全管理因素（B4）各指標(biāo)權(quán)重分配

3 模糊綜合評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)模型的建立

影響地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)因素諸多，為避免單級(jí)評(píng)判的缺點(diǎn)且又不至于過于復(fù)雜，將各個(gè)影響因素分為兩層進(jìn)行2 次級(jí)模糊綜合評(píng)判。為了方便，將圖1中的目標(biāo)層記作為U，將地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)中人員因素、技術(shù)因素、環(huán)境因素、安全管理因素這四個(gè)子集分別記作為,評(píng)判向量為U1，U2，U3，U4，評(píng)判向量為U1={U11U12U13}；U2={U21U22U23U24}；U3={U31U32U33U34}；U4={U41U42U43U44}Uij表 示 第i個(gè)子集的第j 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)語集用V={特大V1重大V2較大V3一般V4}4 個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，一級(jí)指標(biāo)任一個(gè)因素評(píng)價(jià)如式（3）所示。

3.2 模型評(píng)判

3.2.1 一級(jí)綜合評(píng)判

根據(jù)專家評(píng)分對Ui的單個(gè)因素進(jìn)行評(píng)判，依此可以得出ni×4 階評(píng)判矩陣Ri如式（4）所示。

從而得到相應(yīng)的評(píng)判向量Bi=Wi×Ri。

3.2.2 二級(jí)綜合評(píng)判

將一級(jí)綜合評(píng)估的結(jié)果U1，U2，U3，U4作為元素，構(gòu)建目標(biāo)層的評(píng)價(jià)矩陣,并進(jìn)行第二級(jí)綜合評(píng)價(jià)。i=1，2，3，4，計(jì)算公式如式（5）所示。

3.3 算例

3.3.1 福州地鐵1 號(hào)線工程概況

福州地鐵1 號(hào)線是福建省內(nèi)第一條開通的軌道線路，也使得福州成為第28 座開通軌道交通的城市，截至目前，福州地鐵共已開通3 條路線，分別是福州地鐵1、2、5 號(hào)線，運(yùn)營線路里程達(dá)80.8 km，共設(shè)置62 座車站。

福州地鐵1 號(hào)線線路起于象峰站，途經(jīng)新店、鼓臺(tái)核心區(qū)、倉山、三江口等組團(tuán)，止于三江口站，大致呈南北走向。福州地鐵1 號(hào)線的線路皆為地下線路，線路全長里程約29.514 km，共設(shè)置25 座車站，全為地下車站，車站間平均間距是1.211 km，最小站間距是0.819 km，最大站間距是1.844 km。

3.3.2 評(píng)價(jià)矩陣的建立

經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及結(jié)合福州地鐵1 號(hào)線的實(shí)際工程情況，通過專家（10 人）打分法，對地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行打分。各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子設(shè)有4 個(gè)級(jí)別，按照地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)的高低，對其進(jìn)行賦值評(píng)分，地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)越高，分?jǐn)?shù)也就越高。然后根據(jù)專家對地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果，采用算術(shù)平均法來分析數(shù)據(jù)。計(jì)算公式如式（6）所式。

式中：Vj—j 評(píng)語集的算術(shù)平均值的得分值；mj—對j 評(píng)語集的評(píng)分的專家數(shù)；xij—第i 個(gè)專家對j 評(píng)語集的評(píng)分值得到第一級(jí)評(píng)判矩陣R1、R2、R3、R4，如式（7）所示。

3.3.3 一級(jí)評(píng)價(jià)

對每個(gè)地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)ui進(jìn)行單一因素評(píng)價(jià)，利用一級(jí)評(píng)價(jià)模型U1=W1×R1、U2=W2×R2、U3=W3×R3、U4=W4×R4進(jìn)行計(jì)算，得到單因素結(jié)果如式（8）所示。

3.3.4 模糊綜合評(píng)價(jià)

由一級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果構(gòu)建成二級(jí)評(píng)價(jià)矩陣R，如式（9）所示。

4 結(jié)語

采用AHP 層次分析法研究四個(gè)主要地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)因素包括人員因素、技術(shù)因素、環(huán)境因素、安全管理因素，并將這個(gè)4 個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)因素細(xì)分成了15 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，通過調(diào)研與專家問卷訪談的方式對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，通過層次分析法和模糊數(shù)學(xué)原理建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從而確定了不同指標(biāo)的地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重，根據(jù)AHP 法得出的各指標(biāo)的權(quán)重，員工安全意識(shí)和知識(shí)、工程地質(zhì)勘測不明，工程地質(zhì)水文、安全應(yīng)急預(yù)案編制與演練在地鐵施工風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重指標(biāo)占比大，因此在地鐵施工過程中要應(yīng)給予重視。