程方明 王琛琛 邱靜雯 劉標標

摘 要：為定量、全面分析建筑施工中的安全隱患，準確評價建筑施工安全管理狀況，運用PDCA管理循環(huán)方法分析建筑施工中PDC階段各環(huán)節(jié)建筑施工管理影響因素，對確定的各項指標因素從人員管理、設備管理、制度管理及環(huán)境管理4個方面構建建筑施工安全管理水平評價指標體系，并提出基于G1-熵權法的物元可拓綜合評價模型。對2個施工項目進行實例應用，并提出改進目標（A），使得PDCA管理循環(huán)進入下個循環(huán)。結果表明：項目A安全管理水平評價等級明顯低于項目B，評價結果與項目實際狀況相符，驗證了評價體系及模型的科學性和實用性，最后針對項目的不同情況提供其改進目標，為建筑施工安全管理工作提供評估依據(jù)。

關鍵詞：安全管理評價；PDCA管理循環(huán)；組合賦權；物元可拓理論；建筑施工安全管理

中圖分類號：X 947文獻標志碼：A

文章編號：1672-9315（2023）03-0466-10

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2023.0303開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Evaluation of construction safety management? based on combination weighting and matter-element extension theory

CHENG Fangming^1，2，WANG Chenchen^1，2，QIU Jingwen³，LIU Biaobiao^1，2

（1.College of Safety Science and Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；2.Xian Key Laboratory of Urban Public Safety and Fire Rescue，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；3.Xian Jierui Fire Protection Technology Co.，Ltd.，Xian 710000，China）

Abstract：In order to analyze the potential safety hazards in construction quantitatively and comprehensively，and evaluate the construction safety management status accurately，PDCA management cycle method was used to explore the influencing factors of construction management.In light of the determined indicators，an evaluation index system of construction safety management level was established from four aspects of personnel management，equipment management，system management and environmental management.A matter-element extension comprehensive evaluation model based on G1 entropy weight method was proposed.The G1 method was used to calculate subjective weight，and entropy weight method? to calculate objective weight.Accordingly the combination weight was obtained by using the Lagrange multiplier method to weaken the subjective factors in the calculation of index weight.The safety management level of each index was evaluated through grade division based on the matter-element extension theory.Then，two construction projects were applied，and their improvement objectives（A）were put forward.PDCA management cycle entered the next one.The results show that the safety management level evaluation grade of Project B is obviously higher than that of Project A.The evaluation results are consistent with the actual situation，which verifies the scientificity and practicability of the evaluation system and model.Finally，the improvement objectives are provided for different situations of projects，an evaluation basis for the construction safety management.

Key words：safety management evaluation；PDCA management cycle；combination weighting;matter-element extension theory；construction safety management

0 引 言

近些年來，隨著建筑業(yè)的發(fā)展，帶動了大量關聯(lián)產業(yè)，對經(jīng)濟社會發(fā)展、城鄉(xiāng)建設和民生改善發(fā)揮著重要作用，但同時建筑施工中的安全問題層出，建筑施工過程中事故發(fā)生頻率呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，工傷事故、意外事故的發(fā)生愈發(fā)頻繁^[1-2]，暴露出建筑安全管理存在不足。因此做好建筑施工過程的安全管理工作，有效辨別現(xiàn)場潛在風險和隱患，明確安全管理工作的改進方向，對預防事故的發(fā)生、推進建筑施工項目進展有著重要意義。

學者們相繼提出諸多評價方法用于建筑領域，并取得較為可觀的效果。盧嵐、魏茜茜等利用模糊層次分析方法對建筑施工過程進行安全評價^[3-4]；李磊等基于模糊綜合評價法評估建筑施工項目事故應急能力^[5]；姜秀慧依據(jù)《施工企業(yè)安全生產評價標準》的取值方法和權重標準從人、機、環(huán)、法、料5個方面對建筑施工項目安全生產能力進行綜合評價^[6]；LIU采用云計算對在建工程進行安全評價^[7]；馮亞娟等基于集對分析法構建裝配式建筑施工安全評價模型^[8]；DEJOY提出分配理論模型對建筑施工現(xiàn)場進行安全評價^[9]；成連華基于AHP-DEMATEL的評價模型評估建筑施工項目安全風險^[10]；DUFF提出將安全管理評價和工人行為評價相結合的觀點^[11]；陳紅衛(wèi)提出建立以人為本的現(xiàn)代安全管理思想^[12]；LIN等通過建立ICM（智能建設管理）成熟度評價體系評估建筑企業(yè)^[13]；范賢賢運用變異系數(shù)法-灰色綜合評價模型評價建筑施工安全^[14]；DUAN等探討綠色建筑施工管理，指出建筑施工環(huán)境管理的重要性^[15]；PARSAMEHR基于進度、成本、質量和安全管理考慮建立施工決策框架^[16]；ZHONG等將BIM技術運用在施工進度、現(xiàn)場材料、施工人員安全的管理中^[17]。

綜上，目前對于建筑施工的評價研究多關注于風險因素的評價和改進，缺少從全流程管理角度出發(fā)探索安全管理詬病。因此文中著眼于建筑施工安全管理水平，運用PDCA循環(huán)管理方法探究建筑施工安全管理影響因素，構建建筑施工安全管理評價體系，建立物元可拓評價模型，實現(xiàn)對建筑施工項目安全管理綜合評價，以期為建筑行業(yè)的安全施工提供參考。

1 建筑施工安全管理評價指標

1.1 確定評價體系指標因素

PDCA管理循環(huán)^[18]是全面管理應遵循的基本程序，具有全面性和系統(tǒng)性的特點，包括策劃（Plan）、執(zhí)行（Do）、檢查（Check）和改進（Action）4個工作階段?；赑DCA管理理論確定各指標因素，通過文獻查閱^[19]及現(xiàn)場調研，分析PDC三階段建筑施工安全管理工作要點，確定評價指標要素。

1.1.1 策劃（P階段）

對整個建設工作的安排和依據(jù)，即在項目開展前，在明確安全管理目標的基礎上所確定的安全措施，主要包括：制度安全生產責任制度，安全檢查制度，現(xiàn)場施工人員勞動防護用品使用規(guī)章，施工地的氣候、照明、噪聲管理規(guī)定以及現(xiàn)場工作面管理方案，包含風險識別評估及事故分級處置的事故應急預案等。

1.1.2 實施（D階段）

計劃執(zhí)行和落實，主要通過宣傳、培訓及檢查、考核獎懲等手段進行日常安全管理工作，包括：成立自上而下、分級負責的安全管理機構，落實安全生產責任制度，對安全管理及現(xiàn)場施工人員的崗前培訓，推進日常安全宣傳及教育，監(jiān)督施工人員勞動防護用品使用以及對錯誤使用或規(guī)范操作時的獎懲，購置和更新設備工具，對設備工器具定期檢查及檢測維護，以及氣候、照明、噪聲、工作面等施工環(huán)境的日常巡查工作等。

1.1.3 檢查（C階段）

對所實施的各項工作落實情況檢查，發(fā)現(xiàn)管理工作中的問題并督促整改，主要工作包括：對項目工作人員技術素質、文化程度、安全意識、心理狀況等的考核和檢查，對設備完備性、先進性的考量檢查。

綜上，分析明確建筑施工安全管理在PDC三階段的主要工作內容，同時可以看出其安全管理工作主要是對人員、制度、設備及環(huán)境的管理，圖1是PDCA各循環(huán)階段的工作內容及其與人員、制度、設備和環(huán)境管理的關系（其中A是基于評價結果給出的改進目標）。

1.2 建立指標體系

在前文分析得到的指標因素的基礎上，征求專家意見進行指標確定，最終梳理為人員、設備、制度及環(huán)境管理4方面，具體對應關系，如圖2所示。

其中氣候、照明、噪聲、現(xiàn)場工作面管理方案同時涉及制度、環(huán)境管理，通過咨詢專家，氣候、照明、噪聲及現(xiàn)場工作面管理方案在應急預案內有所體現(xiàn)，因此不單獨作為制度管理下的指標項，而施工現(xiàn)場巡查與人員、設備、環(huán)境檢查工作重復將其剔除，梳理改進后的安全管理評價指標體系，如圖3所示。

2 建筑施工安全管理綜合評價模型

2.1 評價方法

2.1.1 權重確定方法

指標權重的確定對于評價工作起著至關重要的作用。目前常見的賦權方法有Delphi法、層次分析法、二項系數(shù)法、熵權法、變異系數(shù)法、主成分分析法等，主要分為主觀賦權法及客觀賦權法。主觀賦權更能表現(xiàn)決策者意圖并且計算相對簡便，但是主觀因素太重；而客觀賦權能夠有效避免主觀信息的干擾，但不能反映決策者對不同指標的重視程度，可能造成結果失真。因此選用G1-熵權法結合的組合賦權法進行權重確定，G1法是對傳統(tǒng)的AHP改進后的一種主觀評價法，較其他主觀計算法更簡便^[20]；熵權法通過信息熵的方法確定權重，能避免人為主觀因素和客觀樣本差異大小的不確定性影響而導致的誤差^[21-22]。因此G1-熵權法的組合賦權法計算簡便的同時能夠有效削弱主觀性因素。組合賦權法結合可讓二者形成互補，突出二者優(yōu)點，保證指標權重客觀性的同時利用專家經(jīng)驗彌補數(shù)據(jù)不足的缺陷，使結果更加合理可靠。

2.1.2 綜合評價方法

綜合評價方法多種多樣，主要有模糊綜合評價法、灰色聚類分析法、云模型評價法，物元可拓模型評價法等，建筑施工安全管理涉及指標因素較多，且其評價結果需要更直觀地展現(xiàn)。因此選用物元可拓法^[23]建立綜合評價模型，物元可拓模型是基于可拓法理論將不相容的矛盾轉化為相容關系，能夠將實際問題轉化為形式化的問題模型，能夠抓住關鍵策略，最大限度地滿足主系統(tǒng)，從而實現(xiàn)全局性最佳決策目標，具有客觀準確、簡潔易行的特點，適用于多指標因素，能夠對待評價事物進行系統(tǒng)、全面的評價，且依據(jù)等級劃分的評價結果更為直觀。

因此在各指標因素確定的基礎上，采用G1法進行指標主觀權重計算，熵權法計算客觀權重，運用拉格朗日乘子法結合主客觀權重得到組合權重，通過物元可拓理論進行指標關聯(lián)度計算和指標評價等級確定，綜合評價流程如圖4所示。

2.2 指標權重確定

2.2.1 G1法確定主觀權重

G1法是對傳統(tǒng)層次分析法改進后的主觀賦權法，計算量較小，簡便易操作，不需要一致性檢驗，其步驟如下。

1）確定序關系。通過專家經(jīng)驗判斷進行各指標重要度排序。

2）對得到排序后的指標進行重要度的量化。相鄰評價指標的重要度比值R_j（R_i=w_j-1/w_j，j=n，n-1，…，3，2），R_j取值見表1，表中X_j指重要度排序后的各指標因素。

3）計算各指標權重。第k項指標的權重值W_k為

2.2.2 熵權法確定客觀權重

熵權法利用熵值確定指標的離散程度，熵值越小，離散度越大，權重越大，其步驟如下。

1）指標熵值計算。

式中 p_ij為第i個評價項目第j個評價指標的指標比值；ij為第i位專家對第j個指標的評分值；n為評價指標個數(shù)。

2）指標權重計算如下

2.2.3 確定指標組合權重

運用拉格朗日乘子法得到組合權重如下

式中 w¹_i為各指標主觀權重值；w²_i為各指標客觀權重值。

2.3 物元可拓理論的綜合評價模型

2.3.1 評價等級設定

根據(jù)專家意見及相關規(guī)定，結合大量相關文獻的分析^[24-25]對建筑施工安全管理水平量化分級，采用百分制進行評價等級劃分，依次為優(yōu)秀、良好、一般、較差及極差5個等級，詳細劃分情況見表2。

2.3.2 經(jīng)典域、節(jié)域及待測物元確定

根據(jù)等級劃分，二級指標的經(jīng)典域矩陣為

R₀=（N_j，C_i，V_j） （7）

式中 N_j為第j個評價等級；C_i為評價指標因素；V_j為N_j關于C_i所確定的量值范圍；V_j=（a_jk，b_jk）為經(jīng)典域取值范圍。

根據(jù)經(jīng)典域矩陣及指標等級劃分確定節(jié)域

R_P=（N，C，V_P）（8）

式中 N指待評估對象影響因素的全集；C為評價指標集；V_P為指標評價值范圍即為節(jié)域取值范圍。

待測物元

R_Z=（N_Z，C_Z，V_Z）（9）

式中 N_Z為待測物元；C_Z為N_Z的物元特征集合；V_Z為物元特征值。

2.3.3 指標關聯(lián)度的確定

利用物元可拓理論將問題由定性向定量轉化^[26]，物元分析中涉及到關聯(lián)函數(shù)的計算，構造關聯(lián)函數(shù)K_j（C_i）其計算公式如下

式中 ρ為指標經(jīng)典域或節(jié)域的距離函數(shù)，|V_j| =|a_ji-b_ji|。

綜合關聯(lián)度

K_j（N）=∑ω_iK_j（C_i） （13）

式中 ω_i為指標組合權重；K_j（C_i）為指標關聯(lián)度。

2.3.4 綜合評價等級的確定

目標在某一等級下關聯(lián)度最大，則其處于該等級水平的可能性最大，依據(jù)表3關聯(lián)度評判標準，遵循隸屬度最大原則進行評價等級判定。

3 實例研究

以西安市2處建筑施工項目為例，運用文中構建的評價指標體系和評價模型進行施工安全管理水平評價。項目A由地方建筑集團承接，建筑面積20萬m²，施工安全監(jiān)督管理人員占比1.3%，施工人員多以項目駐地附近務工人員為主，現(xiàn)場機械設備均以滿足現(xiàn)場需要為主，并未優(yōu)先考慮其先進性。項目B省屬重點工程，由中建集團承接，建筑面積約70萬m²，安全管理機構完善政策齊全，安全管理人員占比3%，并致力于打造智慧建造、數(shù)字化管理模式，以科技創(chuàng)新手段提升項目安全管理，同時注重施工人員培訓考核，為全體員工開展沉浸式體驗區(qū)，且全體施工人員實名制管理，以安全管理及生產兩手抓為建設目標。

3.1 指標權重計算

邀請建筑施工單位項目經(jīng)理、監(jiān)理單位項目經(jīng)理、安環(huán)部長等10位相關專家分別依據(jù)上述評價指標進行重要度排序，并對項目中各指標實際情況進行打分，評分范圍為（0，100]，分值越高該指標管理越到位。在確定序關系的基礎上依據(jù)式（1）和（2）計算指標主觀權重，以各指標打分的算術平均值作為初始數(shù)據(jù)利用式（3）～（5）計算客觀權重，最后通過式（6）計算指標組合權重，按照重要度排序后的各指標權重結果見表4、表5。

3.2 物元可拓理論的安全管理水平評估

依據(jù)物元可拓理論利用式（7）～（12）進行各指標關聯(lián)度計算，以項目A人員管理各指標為例，其經(jīng)典域為R₁（A₁）、R₂（A₁）、R₃（A₁）、R₄（A₁）、R₅（A₁）、R₆（A₁），節(jié)域為R_P。

待測物元表示為

通過關聯(lián)度函數(shù)計算得到A₁₂各等級下關聯(lián)度值，K₁=-0.379 2，K₂=-0.181 5，K₃=0.43，K₄=-0.143 3，K₅=-0.357 5。其等級結果為Ⅲ級。同理一二級指標關聯(lián)度計算結果見表6。

基于表6中指標層各指標關聯(lián)度及等級判定的結果，可知指標A14、指標A24及指標A43等級為Ⅱ級。而指標A12及指標A44等級最低為Ⅳ級。一級指標A1～A4的指標關聯(lián)度的等級評判均為Ⅲ級。根據(jù)式（13）計算綜合關聯(lián)度。

依據(jù)等級判定標準項目A的安全管理水平為Ⅲ級，即其安全管理水平一般。同理，項目B各指標計算結果見表7。

K_綜B=[-0.041 7，0.067 0，-0.081 3，-0.138 4，-0.167 0]，依據(jù)等級判定標準項目B的安全管理水平為Ⅱ級，即其安全管理水平良好，而且大多指標為良好水平，B₂₁、B₂₂、B₂₄、B₄₁達到優(yōu)秀水平。

3.3 評價結果分析

綜合評價結果表明，建設項目A整體評價等級為Ⅲ級，整體安全管理水平有待提高。其中指標崗前培訓狀況（A14）、事故應急預案（A24）以及現(xiàn)場照明（A43）達到良好狀況，是該項目完成度較高的3項指標；指標安全素質和意識（A12）及現(xiàn)場噪聲（A44）的評估結果狀況較差，是該項目后期整改工作的重點；其他各項指標均屬于Ⅲ級，處于一般狀況均需要進一步加強。項目B整體評價等級為Ⅱ級，安全管理水平良好，需在項目進行中持續(xù)保持其安全管理狀態(tài)。其中指標安全管理機構（B21）、安全生產責任制（B22）、事故應急預案（B24）及現(xiàn)場工作面情況（B41）評估結果達到優(yōu)秀水平，項目B安全管理工作明顯較項目A更好，評價結果符合項目實際情況。

3.4 改進目標

為準確分析項目中各指標現(xiàn)實狀況并針對性地提出改進方向，在已得出的權重結果的基礎上，以各項指標權重和打分結果為軸，繪制指標安全管理水平分布圖，分布圖分為4個不同區(qū)域，如圖5所示。區(qū)域Ⅰ指標權重高、得分低，此區(qū)域指標重要度高且管理成效較差，需優(yōu)先進行整改；區(qū)域Ⅱ指標權重及得分均較高，此區(qū)域指標安全管理水平較好，僅需對其稍作改善；區(qū)域Ⅲ指標權重及得分均較低，此區(qū)域指標重要度較低，但其安全管理成效較差，仍是整改工作的重點；區(qū)域Ⅳ指標權重低、得分高，此區(qū)域指標重要度較低但安全管理成效顯著，需在項目施工中繼續(xù)保持管理現(xiàn)狀。該施工項目需制定專項的整改方案，無指標處于區(qū)域Ⅰ，優(yōu)先對區(qū)域Ⅲ內指標進行整改，對區(qū)域Ⅱ指標進一步加強，同時對區(qū)域Ⅳ中指標稍作改善。

4 結 論

1）基于PDCA管理循環(huán)思想明確建筑施工安全管理工作中的指標因素，從人員、制度、設備和環(huán)境管理4個方面構建安全管理評價指標體系。

2）依據(jù)建筑施工安全管理評價特點，構建起基于組合賦權的物元可拓綜合評價模型，滿足評價要求的同時，使得評價工作更系統(tǒng)、全面和客觀，提高評價工作的準確性和科學性。

3）A、B兩項目安全管理評價等級分別為Ⅲ級、Ⅱ級，評價結果與實際情況相符，驗證了體系模型的有效性和實用性。同時依據(jù)評價結果提出改進目標，完成PDCA管理循環(huán)中A階段，并進入下一個循環(huán)，為建筑施工安全管理提升工作提供理論參考，也為進一步的建筑施工安全管理研究提供思路。

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（責任編輯：高佳）