摘要：隨著智慧工地的逐漸普及，施工現(xiàn)場的安全管理水平得到了極大的提高。通過對工地的智能化實時監(jiān)控，大幅降低了施工安全事故的發(fā)生概率，但運用智慧工地進行現(xiàn)場管理的過程依然存在大量的安全問題。通過總結(jié)歸納得到7個一級指標，24個二級指標，并建立智慧工地安全管理影響因素評價指標體系，運用AHP法計算評價指標的權重，運用DEMATEL法計算指標的中心度。將AHP與DEMATEL相結(jié)合計算評價指標的綜合權重，找出智慧工地安全管理的關鍵影響因素，并提出相應的建議。

關鍵詞：智慧工地；影響因素；安全管理；AHP-DEMATEL

0 引言

隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，智慧工地的應用不斷普及，極大地加快了施工進度。但是，隨著施工復雜程度的提高，施工現(xiàn)場的安全管理難度不斷增加，施工現(xiàn)場的安全事故發(fā)生頻率逐年增長。為了清晰識別智慧工地施工現(xiàn)場的不安全因素，規(guī)避施工過程中的安全問題，進行智慧工地安全管理影響因素研究至關重要。山東省住房和城鄉(xiāng)建設廳印發(fā)的《全省房屋建筑和市政工程智慧工地建設指導意見》提出，到2023年底全省將全面實行三星級智慧工地^［1］。隨著智慧工地的不斷完善和發(fā)展，其將實現(xiàn)普遍應用，為施工現(xiàn)場安全管理提供大量先進有效的科學技術支持，將會大大提高施工安全，保障施工人員的安全，保證施工作業(yè)的順利進行，為提高施工現(xiàn)場安全管理做出重要貢獻。

國內(nèi)外學者在該領域進行了大量研究。Demirkesen等^［2］通過對美國大型建筑企業(yè)的采訪與調(diào)查，得出安全教育培訓是施工安全管理工作的重點所在。金占勇等^［3］通過AHP和DEMATEL的方式構(gòu)建了人的不安全行為傳播影響因素模型，探究各因素間的影響關系。李強年等^［4］通過文獻調(diào)查等方法得到建筑工人不安全行為的19個影響因素并利用AHP-DEMATEL-ISM模型，從多方面分析了不同因素，對工人不安全行為的影響。宋志雷等^［5］總結(jié)了16個建筑施工安全風險因素，運用對抗解釋結(jié)構(gòu)法（DEMATEL-AISM），理清了施工安全風險因素層次，確定了安全風險因素之間的影響關系和因果屬性。Guo等^［6］通過探討韌性安全文化對新生代建筑工人不安全行為的矯正機制，為有效矯正新生代建筑工人不安全行為尋找新的路徑。

目前，已有不少國內(nèi)外學者對智慧工地的安全管理進行了單因素的定性分析，但幾乎很少涉及多因素的定量研究?；诖耍疚膶⒍ㄐ耘c定量分析相結(jié)合，使用層次分析法AHP建立智慧工地安全管理影響因素的指標層次分析模型，并引進決策實驗室分析法DEMATEL計算各影響因素間的內(nèi)部關系及重要程度，找出智慧工地安全管理的關鍵影響因素，為解決施工現(xiàn)場安全問題提出建議，進一步提高智慧工地的安全管理水平。

1 構(gòu)建智慧工地安全管理影響因素評級指標體系

本文通過文獻分析等方式，將智慧工地安全管理影響因素劃分為7個一級指標，綜合考慮與7個一級指標關聯(lián)程度較高的影響因素，繼續(xù)將一級指標分為24個二級指標，構(gòu)建智慧工地安全管理影響因素評價指標體系如圖1所示。

2 影響因素評價指標權重計算方法

2.1 層次分析法

層次分析法（AHP）將影響因素分為目標層、準則層和方案層，運用9級標度理論建立比較矩陣，通過定量和定性分析，將復雜的系統(tǒng)進行分解，把多目標、多準則又難以全部量化處理的決策問題化為多層次、單目標問題，量化每個因素的影響程度，所得結(jié)果簡單明確。

2.2 決策實驗室分析法

決策實驗室分析法（DEMATEL）是運用圖論與矩陣工具進行系統(tǒng)因素分析的方法，通過系統(tǒng)中各影響因素之間的邏輯關系與直接影響矩陣，計算各因素對其他因素的影響度及被影響度，從而計算各因素的中心度及原因度。該方法能夠考慮多個因素對決策結(jié)果的影響，提高決策的準確性^［7］。

3 構(gòu)建AHP-DEMATEL評價模型

3.1 AHP法計算指標權重

（1）建立評價指標。將影響因素分為目標層、準則層和方案層，根據(jù)指標體系建立結(jié)構(gòu)層次模型。

（2）通過評價指標體系構(gòu)建判斷矩陣。根據(jù)9級標度法進行要素間的兩兩比較，并按重要性程度評定等級，最后通過兩兩比較的結(jié)果構(gòu)建判斷矩陣。判斷矩陣A為

式中，a_ij為i相對j的重要度。

（3）計算初始權重并進行一致性檢驗。計算判斷矩陣A的最大特征根λ_max和其對應的經(jīng)歸一化后的特征向量W=（w₁， w₂，…，w_n）^T，公式如下

AW=λ_maxW（1）

歸一化后的特征向量W=（w₁，w₂，…，w_n）^T即為各評價因素對于總目標的權重w_i，公式如下

λ_max為判斷矩陣的最大特征值根，公式如下

式中，（AW）_i表示AW的第i個元素。

對矩陣A進行一致性檢驗。當a_ij=a_ik/a_jk時，判斷矩陣為一致性矩陣。判斷一致性的指標為CR的取值，公式如下

RI為隨機一致性指標，其值是通過多次重復進行隨機判斷矩陣特征值計算后得到的，隨機一致性RI見表1。

（4）層次結(jié)構(gòu)總排序及一致性檢驗。首先，對每一個評價指標的相對重要程度進行評估，構(gòu)建評價矩陣，從而得出各指標的權重及判斷矩陣的最大特征根；其次，為確保評價結(jié)果的準確性，對判斷矩陣進行一致性檢驗；最后，根據(jù)指標權重結(jié)果，計算組合權重，并進行層次結(jié)構(gòu)總排序。

3.2 DEMATEL法計算影響因素

（1）建立評價指標體系。

（2）通過對指標之間的關系進行分析，指標之間的量化評分可分為5個等級，0表示沒有影響，1表示稍微有影響，2表示有一定影響，3表示影響一般，4表示影響較大，5表示影響很大。通過量化評分結(jié)果構(gòu)建直接影響矩陣A。

（3）通過對直接影響矩陣A進行規(guī)范化處理，得到標準化矩陣B，公式如下

式中，a_ij為矩陣A的矩陣元素。

（4）計算綜合影響矩陣。

綜合影響矩陣T體現(xiàn)系統(tǒng)中各個元素間影響的綜合效應，公式如下

式中，I為單位矩陣。

（5）計算各因素的影響度、被影響度、中心度和原因度。目前運用DEMATEL計算權重的方式有三種：瞿英等^［8］認為指標權重為影響度與被影響度的乘積；李四光等^［9］及蔡彬清等^［10］認為中心度為影響度與被影響度之和，將中心度作為指標權重；吳明智等^［11］認為指標作為坐標軸中一點，指標到原點的距離為指標權重。本文參考李四光團隊及蔡彬清團隊的研究結(jié)果，以中心度作為指標的權重。影響度指矩陣T中各行之和，表示各行要素對其他所有要素的綜合影響值，記作D_i，公式如下

被影響度指矩陣T中各列之和，表示各列要素對其他所有要素的綜合影響值，記作C_i，公式如下

中心度表示因素在評價體系中的位置及其所起作用的大小，某要素的中心度為其影響度與被影響度之和，記作M_i，公式如下

M_i=D_i+C_i（9）

原因度由某元素的影響度和被影響度相減得到，記作R_i，公式如下

R_i=D_i-C_i（10）

4 案例分析

為檢驗上述模型的可行性及有效性，以山東省近年來的三個大型智慧工地施工現(xiàn)場為例，運用調(diào)查問卷及德爾菲法，由土木工程相關專業(yè)的學生、老師、教授及相關從業(yè)人員對智慧工地安全管理影響因素指標進行重要度評價（共收回有效問卷201份），并邀請5名土木工程領域?qū)＜疫M行打分。

4.1 AHP法計算權重

使用AHP法進行初始權重的計算，首先對指標體系中準則層進行權重計算，AHP法分析結(jié)果見表2。

針對人員、物料、環(huán)境、設備機械、安全管理、施工技術、企業(yè)資金投資7個因素構(gòu)建7階判斷矩陣。并進行層次分析，得到矩陣的特征向量為（1.699，0.772，0.736，1.740，1.395，0.324，0.334），對應的權重值分別是：24.276%、11.028%、10.518%、24.854%、19.927%、4.622%、4.774%。此外，結(jié)合特征向量可計算出最大特征根（7.761），利用最大特征根值計算得到CI值（0.127）。

通過公式計算CR值，并且進行一致性判斷。計算得到CR值為0.009 3lt;0.1，表明本次研究判斷矩陣滿足一致性檢驗，計算所得權重具有一致性。同理，計算指標層的權重，AHP初始權重結(jié)果見表3。

4.2 DEMATEL法計算結(jié)果

計算影響因素的權重及“四度”，DEMATEL計算結(jié)果見表4，并根據(jù)中心度進行排名。根據(jù)計算的原因度及中心度得到因果關系象限圖，影響因素因果圖如圖2所示。

4.3 計算綜合總權重

根據(jù)公式計算綜合總權重，AHP-DEMATEL綜合總權重表見表5。計算公式如下

式中，m_i為DEMATEL法計算權重。

根據(jù)計算的綜合權重結(jié)果可知，對智慧工地安全管理影響權重較大的前6個因素分別為施工人員行為X₁₂、施工場地X₃₄、機械設備使用X₄₂、施工人員技能資質(zhì)X₁₃、施工安全管控制度X₅₃，以及施工人員安全意識X₁₁。

5 建議

根據(jù)基于AHP-DEMATEL模型結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果，對影響智慧工地安全管理的關鍵因素提出如下相應建議，將有效改善智慧工地中常見的安全問題。

（1）規(guī)范施工人員行為。施工人員的行為是影響智慧工地安全管理的最關鍵的影響因素，因此施工前應做好施工安全教育，確保所有施工人員明白安全意識的重要性，遵守安全規(guī)程，保證施工人員遵守施工現(xiàn)場的規(guī)章制度和安全標準，嚴格執(zhí)行相關操作程序。使用電子考勤系統(tǒng)記錄施工人員上下班時間和工作情況，減少人為操控和作弊的可能性，提高考勤效率的準確性。建立數(shù)據(jù)分析和預警系統(tǒng)，對施工人員的行為數(shù)據(jù)進行分析和監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常行為并進行預警，減少安全事故發(fā)生概率。

（2）施工場地環(huán)境優(yōu)化。采用智能環(huán)保設備，實時監(jiān)測空氣質(zhì)量、噪聲等環(huán)境指標，實施污染治理，減少對施工場地環(huán)境的影響。采用智能淋噴系統(tǒng)或霧炮等設備，對施工場地的揚塵進行有效控制，減少空氣污染及其對施工人員健康的影響。建立智能廢棄物分類和回收系統(tǒng)，方便施工人員進行廢棄物分類處理，最大限度地減少對施工場地環(huán)境的影響。建立智能環(huán)境檢測系統(tǒng)，實施監(jiān)測施工現(xiàn)場的環(huán)境指標，并向相關部門和居民反饋，加強環(huán)境管理和保護。

（3）規(guī)范機械設備的使用。操作人員應嚴格遵守機械設備的操作手冊和安全規(guī)程，正確操作設備，避免因操作不當導致的事故和損壞。根據(jù)施工需要，合理選擇和使用機械設備，避免過度使用或使用不當導致的資源浪費和設備損壞。安裝智能監(jiān)控和報警系統(tǒng)，對機械設備進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備異常情況并采取措施，確保設備隱形安全。制定合理的機械設備調(diào)度計劃和維護計劃，避免設備過度使用和頻繁維修，保證施工進度和質(zhì)量。定期對機械設備使用情況進行評估和改進，總結(jié)經(jīng)驗教訓。

（4）加強施工人員技能資質(zhì)培訓。建議施工人員持續(xù)參加相關技能培訓和課程學習，包括安全培訓、技術培訓、管理培訓等，不斷提升自身的專業(yè)知識和技能水平。鼓勵施工人員積極參與相關考試，取得相關崗位所需要的資質(zhì)證書。建立科學的績效評估體系，定期對施工人員的技能水平和表現(xiàn)進行評估，及時發(fā)現(xiàn)問題并提供改進措施，鼓勵施工人員之間的團隊合作和知識分享，通過相互學習和交流共同提高整個團隊的技能水平。

（5）完善施工安全管控制度。建立反饋機制，定期評估安全管理制度的執(zhí)行情況，根據(jù)評估結(jié)果進行調(diào)整和改進，不斷提升安全管理水平。制定明確的安全政策，確立其對施工安全的重要程度，并將其落實到具體的安全政策和目標中。加強危險源識別和風險評估，對施工過程中可能存在的各類危險源進行全面識別和評估，并采取相應的控制措施，降低施工風險。

（6）提高施工人員安全意識。提供在線培訓，開發(fā)智能手機應用程序或網(wǎng)絡平臺，提供隨時隨地的安全培訓課程，讓施工人員能夠方便地獲取安全知識和技能。實施安全警示系統(tǒng)，在工地中設置安全警示系統(tǒng)，通過聲光、震動等方式向施工人員發(fā)出安全警報，提醒施工人員注意安全。定期舉辦安全知識宣傳活動，利用演講、視頻、海報等形式向施工人員普及安全知識，增強施工人員安全意識。

6 結(jié)語

本文針對智慧工地安全管理，通過文獻分析法查找出了七大類、24小類智慧工地安全管理影響因素，并在此基礎上建立智慧工地安全管理影響因素評價指標體系，將AHP及DEMATEL兩種方法相互結(jié)合，構(gòu)建了智慧工地安全管理影響因素的結(jié)構(gòu)模型，揭示了各因素間相互影響的關系。根據(jù)模型找出影響施工安全管理最主要的6個因素，并針對6個影響因素提出相應的建議，以期減少安全管理中遇到的問題。研究成果對認識和控制安全管理中遇到的各種問題具有現(xiàn)實指導意義。

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收稿日期：2024-03-27

作者簡介：

王禹杰（通信作者）（1970—），男，博士，教授，研究方向：管理科學與工程。

趙寧（2000—），男，研究方向：土木水利。

卜甜甜（2000—），女，研究方向：土木水利。