羅貴賓，李龍斌，周詩(shī)健，徐健強(qiáng)，王建龍

（1.湖北三江航天萬(wàn)峰科技發(fā)展有限公司，湖北 孝感 432000；2.中國(guó)航天三江集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430040；3.湖北三江航天紅林探控有限公司；4.湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司；5.中國(guó)航天三江集團(tuán)有限公司培訓(xùn)中心，湖北 孝感 432000）

1 前言

起重機(jī)械被廣泛應(yīng)用于機(jī)電、建筑、礦山等領(lǐng)域，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，起重機(jī)械的需求量也隨之增加。由于起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)、操作和運(yùn)動(dòng)形式特殊，可能造成高處墜落、輾軋、夾擠等安全風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因起重機(jī)械造成的安全事故傷亡人數(shù)居高不下，約占工業(yè)企業(yè)傷亡人數(shù)的15%。為有效降低起重機(jī)械安全事故，減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，構(gòu)建科學(xué)、合理的安全評(píng)價(jià)模型顯得尤為重要。

敖維川運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建了建筑行業(yè)起重機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)安全評(píng)價(jià)體系，以QTZ80型塔吊為例進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，結(jié)果表明，其整機(jī)安全性能良好，可以確保繼續(xù)安全的使用至少1年。劉浩浩等從“人、機(jī)械、環(huán)境”3個(gè)方面構(gòu)建了建筑施工行業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用粗糙集理論對(duì)指標(biāo)進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)刪除冗余指標(biāo)，并計(jì)算了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，研究結(jié)果表明，“人、機(jī)械”風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重占比較大，應(yīng)加強(qiáng)這兩個(gè)方面的管控。錢(qián)尼君等從“人、機(jī)械、環(huán)境、管理”4個(gè)方面分3個(gè)層次構(gòu)建了起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)體系，并引入LM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行建模，結(jié)果表明，基于LM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)體系可以實(shí)現(xiàn)起重設(shè)備客觀的安全評(píng)價(jià)，并且可以節(jié)約時(shí)間成本和減少人工誤差。

在起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，主要從“人、機(jī)械、環(huán)境、管理”4大要素構(gòu)建多層次的指標(biāo)體系；在起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)方法方面，主要為定性和定量評(píng)價(jià)法相結(jié)合，其中，定性評(píng)價(jià)法包括安全檢查表、風(fēng)險(xiǎn)矩陣等，定量評(píng)價(jià)法包括層次分析法、粗糙集理論、模糊評(píng)價(jià)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性影響顯著，采用層次分析法和云模型構(gòu)建起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)模型，以期對(duì)起重機(jī)械的安全性提出科學(xué)、可靠的評(píng)價(jià)。

2 起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是由具體指標(biāo)構(gòu)成的評(píng)價(jià)體系，各指標(biāo)能夠敏感的表征起重機(jī)械的工作狀態(tài)及其存在的問(wèn)題。根據(jù)上述文獻(xiàn)，結(jié)合起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)、操作和運(yùn)動(dòng)形式，從“人、機(jī)械、環(huán)境、管理”4大要素構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。

3 基于層次分析-云模型的起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)模型

3.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是由Saaty提出的一種層次權(quán)重分析方法，該法廣泛應(yīng)用于多目標(biāo)決策問(wèn)題，其求解步驟如圖2所示。本文采用e0/4～e8/4標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣，如表1所示。

表1 e0/4～e8/4標(biāo)度描述

3.2 云模型

云模型是一種不確定轉(zhuǎn)換模型，該模型用以表征定性概念與其定量表示之間的轉(zhuǎn)換，可客觀表示事物的模糊性和隨機(jī)性。云模型可通過(guò)期望Ex、熵En和超熵He表示，其中Ex表示論域中最能代表定性概念的點(diǎn)；En表示定性概念的可度量粒度；He表示代表性定性概念值的樣本出現(xiàn)的隨機(jī)性，云模型數(shù)字特征如圖3所示。

采用公式（1）將評(píng)語(yǔ)（Cmin，Cmax）轉(zhuǎn)化為云模型的數(shù)字特征值。

其中，Cmin表示最小值，Cmax表示最大值，k為可調(diào)整的常數(shù)。

根據(jù)起重機(jī)械特點(diǎn)，將其安全評(píng)價(jià)等級(jí)劃分為4個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)區(qū)間分別為[0,3)、[3,5)、[5,7)和[7,8)，標(biāo)準(zhǔn)云圖如圖4所示。

為確定各指標(biāo)層的云模型數(shù)字特征值，采用逆向云發(fā)生器對(duì)n位專家的評(píng)分xi（1≤i≤n）進(jìn)行處理，如式（2）所示。

其中：

綜上可得起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)云模型，如下所示：

4 實(shí)例研究

以某作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)塔式起重機(jī)為例進(jìn)行實(shí)例研究，該塔式起重機(jī)技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 塔式起重機(jī)技術(shù)參數(shù)一覽表

邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)10位資深專家，根據(jù)圖1所示的各指標(biāo)，對(duì)該作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)塔式起重機(jī)進(jìn)行打分，并按圖2所示求解步驟計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合式（2）～（5）計(jì)算得出起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)各指標(biāo)的數(shù)字特征值。將計(jì)算得出的數(shù)字特征值和各指標(biāo)權(quán)重帶入式（6）可得起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)綜合云模型的數(shù)字特征值，即Ex=6.8，En=0.4，He=0.2，其綜合云圖如圖5所示。

圖5表明，該起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)等級(jí)在中等風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)之間，且趨近于低風(fēng)險(xiǎn)，因此，該起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)等級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn)，與實(shí)際情況相符。

5 結(jié)語(yǔ)

為解決起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)的復(fù)雜性和模糊性，從“人、機(jī)械、環(huán)境、管理”4個(gè)方面，建立起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用層次分析法和云模型構(gòu)建安全評(píng)價(jià)模型。

通過(guò)實(shí)例研究，該模型評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。