基于AHP—LEC方法建筑模板工程施工風險評價的研究

閻西康 王昊 陳培 張玉琮 張俊 王晶雨 孔德霞 林凱 劉芳

(1.河北工業(yè)大學土木工程學院,天津 300401;2.河北省土木工程技術研究中心,天津 300401;3.河北工業(yè)大學計算機科學與軟件學院,天津 300401)

基于AHP—LEC方法建筑模板工程施工風險評價的研究

閻西康1,2王昊1陳培1張玉琮1張俊1王晶雨1孔德霞1林凱3劉芳3

(1.河北工業(yè)大學土木工程學院,天津 300401;2.河北省土木工程技術研究中心,天津 300401;3.河北工業(yè)大學計算機科學與軟件學院,天津 300401)

本文針對LEC法無法對模板工程施工中不同類事故在危險性數(shù)值相同的情況下進行重要性排序的缺點,將LEC法進行層次分析法(AHP法)改進,并與LEC法評價結(jié)果比較,解決了模板工程施工風險評估中針對各種風險因數(shù)重要性排序問題,說明了改進LEC法在風險評價中的實用性和合理性,對模板工程施工風險評估具有重要意義。

LEC法 層次分析法 模板工程 風險評價

In the risk value under the condition of the same, the LEC method cannot sort the importance of different kind of formwork engineering accident. Consequently, the LEC method is improved by analytic hierarchy process to solve the problem of risk factor of importance ranking. The feasibility and rationality of the improved improved improved improved method are illustrated through the evaluation results compared between improved method and nonimproved method. The improved method has the important significance in risk evaluation of formwork engineering.

LEC method Analytic hierarchy process Formwork engineering Risk evaluation

建筑施工中易引發(fā)工程事故,安全管理及安全施工的重要性不言而喻。據(jù)統(tǒng)計,近三年來建筑模板工程施工事故占工程生產(chǎn)安全事故總數(shù)的6.98%,模板工程施工事故往往會造成重大人身傷害,為防止模板工程事故危害,模板工程施工風險的評價非常必要。風險評價常用的方法為作業(yè)條件危險性評價法(LEC法),但LEC法只能對作業(yè)危險程度進行簡單排序,然而對模板工程施工中不同類事故在危險程度數(shù)值相同的情況下無法對其重要程度進行排序。本文針對LEC法的缺陷,將LEC法進行層次分析法(AHP法)改進,對模板工程施工風險評價排序問題進行了研究。

圖1 模板工程風險評價指標體系

表1 模板工程風險LEC法評價結(jié)果

1 風險評價指標體系

近年來,住建部發(fā)布的生產(chǎn)安全事故文件中“高處墜落”占模板工程安全事故的50.9%;“坍塌”占模板工程安全事故的14.5%。故選用模板工程的兩大類風險因素：高處墜落,模板坍塌為例,根據(jù)高處墜落、模板坍塌事故產(chǎn)生的原因[1-3],建立模板工程風險評價指標體系,如圖1。圖1中,模板工程風險為目標層U,準則層分別為高處墜落U1、模板坍塌U2,指標層為引起模板工程事故的10個風險因素(如圖1)。

2 LEC法風險評價

某模板工程采用高大模板支撐系統(tǒng),搭設高度為9.14m,面板采用膠合板,支撐立桿選用扣件式鋼管。專家小組根據(jù)模板工程風險評價指標體系,對該模板工程風險因素進行LEC評價,評價過程僅依據(jù)風險因素固有的物理、化學等特性,不考慮針對該風險已采取的防護措施,按照文獻[4-5]中的評價過程對該工程進行評價,結(jié)果如表1所示。

通過表1可以看出,LEC法可以根據(jù)危險程度D的不同數(shù)值,對模板工程不同類事故的風險因素進行簡單重要性排序;在危險程度D值相同的情況下,無法對模板工程不同類事故進行排序;如“高處墜落”風險因素a2與“模板坍塌”風險因素a7的危險程度D值相同,故分不清這兩者重要性的先后次序。

3 基于AHP法的LEC法改進

層次分析法(AHP法)是一種將定性分析和定量分析相結(jié)合的決策分析方法[6]。該方法把決策者復雜的決策思維過程數(shù)學化,具有簡潔實用的特點,適用于多指標重要性排序問題。

基于AHP法的LEC法的改進步驟如下：

步驟1 構(gòu)造判斷矩陣：

表2 判斷矩陣“1～9”標度表[6-8]

表3 “高處墜落”判斷矩陣

表4 風險因素排序及比較

根據(jù)模板工程風險LEC法評價結(jié)果,以表示人體一段時間內(nèi)處于危險環(huán)境事故發(fā)生的可能性L×E作為權重,符合概率論期望平均值法則。將L×E值兩兩比較經(jīng)過模糊評價后劃分為五個等級(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ)作為層次分析法判斷矩陣的標度。判斷矩陣標度含義如表2所示。

步驟2 一致性檢驗：

計算判斷矩陣的權向量及最大特征值,并進行一致性檢驗[6]。步驟3 重要性排序：

采用風險因素的綜合評價值,對風險因素進行重要性排序,各風險因素的綜合評價值計算公式為：

式(1)中,D′表示風險因素的綜合評價值;w表示準則層風險因素權向量;wi表示指標層風險因素判斷矩陣所求權向量;Ci為LEC法中各風險因素的C值。其中,準則層風險因素權向量w是結(jié)合實際生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計數(shù)據(jù),通過專家綜合評定所得的權向量。

4 AHP—LEC法模板工程施工風險評價

4.1 構(gòu)造判斷矩陣及計算權向量

將表1中L×E數(shù)值60,36,20,6依次劃分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ級。參照判斷矩陣標度表(表2),得到“高處墜落”判斷矩陣,見下表3。

同理,“模板坍塌”最大特征值為λmax=8,CR=0＜0.1,通過一致性檢驗。權向量w2=(0.1667,0.1667,0.0555,0.1667,0.0555,0.0555,0.1667,0.1667)T。

4.2 計算準則層風險因素權向量

以住房城鄉(xiāng)建設部辦公廳發(fā)布的2012年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故文件為參考,其中模板工程中“高處墜落”13起,“模板坍塌”10起。通過專家綜合評定,準則層風險因素權向量為w=(0.57,0.43)T。

4.3 重要性排序

采用公式D′=wwiCi,計算各風險因素的綜合評價值,并與LEC法的評價結(jié)果相比較,如表4所示。

通過表4可以看出,LEC法的評價結(jié)果中U1a2與U2a7、U1a1與U2a1等危險程度D值相同,無法對兩者的重要性進行排序;將LEC法進行層次分析法改進后,U1a2的綜合評價值D′明顯大于U2a7,U1a1的綜合評價值D′大于U2a1;即在危險程度D值相同情況下,U1a2比U2a7重要、U1a1比U2a1重要。

根據(jù)表4中排序可知,在危險程度D值相同的情況下,“高處墜落”比“模板坍塌”重要,與住建部公布的近三年安全事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)一致,說明改進LEC法在風險評價中具有良好的實用性和合理性。

5 結(jié)語

本文通過層次分析法對LEC法進行改進,對模板工程兩類風險進行評價排序,并與LEC法進行比較,通過比較,說明改進后的LEC法解決了不同類事故在危險程度D值相同的情況下無法進行排序的缺點。該方法對提高風險評估及管理意識,完善施工風險評價過程,使施工風險的定性評價和定量評價有機結(jié)合,增加風險評價方法的實用性,具有一定參考價值。

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