基于AHP的橋梁施工安全管理指標體系分析

莊嚴棋，陶衛中

(1.南華大學，湖南 衡陽 421001；2. 四川省核工業地質局，四川 成都 610017)

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基于AHP的橋梁施工安全管理指標體系分析

莊嚴棋1，陶衛中2

(1.南華大學，湖南 衡陽 421001；2. 四川省核工業地質局，四川 成都 610017)

摘要：指出了雖然橋梁工程的施工建設已經取得了很大的進步，但是由于其施工現場的環境很復雜，現場施工人員的綜合素質也都參差不齊，所以橋梁工程的施工難度也是非常大的，尤其是橋梁施工安全管理。對在建的天津外環線東北部調線工程第三合同段進行了分析和研究，建立了橋梁施工安全管理指標體系，并運用層次分析法(AHP)得出了科學的、有預見性的結論，而且更加符合客觀實際。

關鍵詞：層次分析法；橋梁施工；安全管理指標體系

1引言

橋梁工程的施工是一項復雜龐大的系統工程，在任何一個環節都有可能存在疏忽，這些疏忽都可能導致橋梁在施工過程中發生安全事故并造成經濟損失和人員傷亡。但是已有文獻針對橋梁施工安全管理采用指標研究分析方面的成果較少，所以筆者根據工作經驗，建立了橋梁施工安全管理體系，并運用層次分析法將其定量化的表現出來，對結果進行了定性化的分析，希望能夠對企業在橋梁施工安全管理方面提供幫助。

2研究方法的選擇

層次分析法(AHP)是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂(T.L.Saaty)于20世紀70年代初提出的一種層次權重決策分析方法[1]，這種方法的特點是利用較少的定量信息使決策的思維過程數學化，從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策，本文結合橋梁施工的實際情況，采用層次分析法對橋梁施工安全管理指標體系進行分析。

3橋梁施工安全管理指標體系的建立

橋梁施工安全管理指標體系分析是整個橋梁施工過程中對安全管理影響最大的方面。橋梁施工安全管理指標體系(為一級評價指標)是一個整體，其中分析指標的選取是否合適，將會直接影響最后分析的結果。筆者作為天津市外環線東北部調線工程第三標段的一位安全負責人員，在實際情況調查、分析的基礎上，確定影響橋梁施工安全管理的二級評價指標為3個，在每個二級指標下面又分別設三級指標，見圖1。

(1)人員因素。現場施工人員過多而且混雜，每個人的文化程度、技術素質和安全意識等都有不同，所以存在安全隱患最多的也是這些施工人員。同時，施工方領導對安全的重視程度等也都對保障施工安全起著重

要的作用。

(2)管理因素。包括安全管理機構的職責，項目安全管理人員對工人的安全教育以及培訓，還有對安全方面的投入。

(3)現場因素。整個安全管理體系中現場因素也是必不可少的。當地的氣候條件和土壤狀況對于橋梁施工來說也是很重要的。現場的安全防護和安全標識牌也都是必不可少的。

4層次分析法綜合分析模型

在構建過程中，指標體系中的各指標以指標定量化為基本準則和目標，在分析過程中沒有定性指標直接參與分析過程，而是通過特定的處理方法將定性指標轉化為定量指標，使其不影響分析過程以及分析結果[2]。

4.1構造兩兩判斷矩陣

本文采用1～9標度兩兩比較法(表1)。通過比較判斷，建立判斷矩陣，之后對該矩陣進行計算，得出最終備選方案中的因素權重序列。

根據以上建立的橋梁施工安全指標體系，進行兩兩比較得到一級指標對總目標的權重矩陣如下。

表1　層次分析法1～9標度說明

注：1/2，1/3，1/4，1/5，1/6，1/7，1/8，1/9這些倒數是被比較元素發生變化產生的。例如：A與B相比稍微重要，則相應的值為3，那么B與A比相應的值為1/3

由此可得其它矩陣：

4.2計算權重向量及一致性檢驗

計算指標權重我們要計算層次單順序，即根據判斷矩陣計算對于上一層某元素而言本層次與之有關聯的元素重要性次序的權值，通常用計算矩陣最大特征根及對應特征向量的方根法的計算步驟[3]：

將矩陣A按列歸一化

(1) 按行求和：

(2) 歸一化：

所得Wi(i=1，2，n)即為A的特征向量的近似值。在得到Wi后，需要對判斷矩陣的準確性和一致性進行檢驗，根據層次分析法的原理，可以采用λmax與n之差檢驗一致性[3]。

(3) 求解λmax：

當判斷完全一致時，應有λmax=n。定義一致性檢驗指標：

當一致時，CI=0;不一致時，一般有λmax>0，因此，CI>0。一般情況下，隨著n的增加判斷誤差就不增加，因此判斷一致性時應當考慮n的影響，使用隨機性一致性比值[3]：

式中RI為平均一致性指標可見表2，由此可得，Wci(0)=(0.159 30.588 90.251 9)T。

表2　平均隨機一致性指標RI

當滿足CR<0.1時，認為判斷矩陣的一致性可以接受。經計算可知一級指標的λmax=3.053 9，CI=0.026 936，由表知，當n=3時，RI=0.52，得到CR=0.051 8，證明該兩兩比較矩陣是滿足一致性的。

4.3計算二級指標的權重Wci(k)

Wci(1)=(0.048 70.454 70.118 60.295 10.082 9)T

Wci(2)=(0.352 70.051 70.257 90.165 30.047 10.125 3)T

Wci(3)=(0.369 20.028 40.071 50.099 40.287 80.143 7)T

第2級目標上元素對系統目標的合成排序向量為W(k)=P(k)W(k-1)，根據合成權重，通過條形圖的方式對最底層中各評價指標相對于總目標的權重大小進行統計并表示出來[2]，W(k)=(0.007 7，0.072 4，0.018 9，0.047，0.013 2，0.207 7，0.030 5，0.151 9，0.097 3，0.027 7，0.073 8，0.093，0.007 2，0.018，0.025，0.072 5，0.036 2)，見圖2。

上式中CIi和RIi為Bi相對應的判斷矩陣的一致性檢驗和隨機一致性指標，同樣取CR=CI/RI，計算可得二級指標同樣具有滿意的一致性。

5實證結果分析

根據以上得出的數據可知管理因素所占權重為0.588 9，其次是現場因素為0.251 9，最后是人員因素為0.159 3。下面對這3種因素進行具體分析。

5.1人員因素分析

通過數據分析可知人員因素中占權重最大的就是工人安全意識，這點毋庸置疑是的。如果一個工人壓根就沒把安全裝在心中，沒有安全意識，只顧著手里的活，就有可能造成無法挽回的事故。比如天氣太熱，就會有工人摘下安全帽，或者穿著短褲進入到施工現場施工，這都是工人沒有安全意識的表現，他們殊不知事故就是在一瞬間發生的，在施工現場任何時候都不能疏忽。排在第二位的就是持證上崗，每種崗位有各自不同的“危險危害性”，無證上崗的工人缺乏對崗位的危險危害因素認識，發生事故的幾率會增大。比如電工這個工種，對業務水平要求是最高的，容不得一點錯誤，倘若有一次接線沒有按照規范來做，就有可能造成重大的損失。技術素質、各層人員協調程度和文化程度也都有著一定的重要性。如果發生事故不僅會給公司帶來大量的損失，更會對事故者的家庭造成無法彌補的傷害。只有各方人員同時努力，不出現違反規章制度的情況，才能夠更好的給施工人員安全的保障。

5.2管理因素分析

據以上得出的數據可知管理因素在整個橋梁施工安全管理方面起著舉足輕重的作用。首先就是要設置健全的安全管理機構，制定完整的安全規章制度。現在我國已經落實了嚴格的安全責任制，安全一票否決制等，這無疑不顯露出國家現在正指導著公司企業朝著安全方向前進，一個公司企業的好壞不再由效益好壞進行評判，而是由安全來重新定義。其次對現場施工人員和特種作業人員的安全教育培訓工作，尤其是要做好“三級教育”和安全技術交底。另外，公司企業也只有通過對工人進行安全教育和安全進行技術交底的方式才能把現場存在的安全隱患交代清楚，培養工人的安全意識。同時企業領導對安全的重視程度也在安全管理中產生極大的影響，領導如果不重視安全生產，那么他手下的員工就更沒有可能會重視安全，甚至會忽視安全，只做表面的功夫，根本沒有把安全融入到企業文化中去，所以，領導在安全管理中扮演著極大影響者的角色。定期的安全檢查也是非常必要的，只有這樣，才能夠更好的提高安全管理水平，減少事故的發生。另外，危險源辨識也能夠幫助工人在現場及時的分辨危險源，采取一系列防護措施來消除事故。

5.3現場因素分析

首先，現場安全防護是很重要的，不可或缺的。因為現場安全防護能夠把整個企業的安全文化全部都反映出來。另外對臨時用電的防護，是否采用了三級控制配電系統和兩級漏電保護系統的TN-S系統，還有安全防護欄桿的搭設是否規范，施工人員在高空作業時是否佩戴了安全帶等，這些事項在橋梁施工現場都是重大安全隱患。其次，現場的安全標識牌是一定要有的，平時工人在做安全培訓的時候就要告訴他們各種標識牌都是什么意思，企業管理現場則可以通過標識牌來提醒工人此處存在的安全隱患。事故處理的方案也很能夠反映出一個企業對待安全的態度，企業一定要有相應的事故處理應急預案來預防突發事件的發生，這能夠最快的對突發事件做出反映來減少企業的損失。另外在夜間施工的時候現場的照明情況也十分重要，夜間施工照明一定要充足，不能留死角以防由于夜間視線不好而發生事故。同時因為橋梁施工的施工現場比較長，經常達到了十多公里，所以當地的氣候和土壤情況也會導致安全事故的發生，因此在施工前一定要對當地的情況做一定的了解。

6結語

通過以上的分析可知管理因素是在整個橋梁施工安全管理中最需要重視的方面。但是歸根到底，一個企業安全工作做的是否到位都是通過在施工過程中是否發生了事故來確定的，即在施工過程中是否有人員傷亡。管理和現場因素都是為人員因素服務的，即企業做的安全管理工作，現場做的安全管理工作都是為了防止人員發生安全事故，三者相輔相成，密不可分。只有這樣才是一個完整的安全管理體系。本文不僅僅是為了分析權重的大小，更主要的是希望能夠通過這種分析方法得出的結論來給橋梁施工安全管理一個具有參考價值的建議，一定要做到“以人為本”，只有這樣企業才能增強自己的安全管理能力，減少安全事故的發生，提高企業的經濟收入和在同行中的知名度。

本文是作者根據在天津市外環線第三標段的實地工作，結合層次分析法建立了橋梁施工安全管理指標體系并且進行了分析和總結，運用層次分析法可以很好地將指標體系進行定性和定量化，最大限度地排除人為因素的干擾，具有一定的科學性和借鑒性。

同時，本文還存在一些不足，如指標的選擇各指標權重的賦予等仍存在主觀影響，還需要在工程實踐中進一步調整完善，以便更好地指導橋梁工程施工安全管理。

參考文獻：

[1]崔冬初，朱曉霞，宋之杰.基于AHP的河北省中小企業技術創新方式選擇[J].企業經濟，2014(5):97～100.

[2]劉亞靜，毛善君，姚紀明，等.基于層次分析法的煤礦安全綜合評價[J].礦業研究與開發，2007(2):82～84.

[3]張傳燕.橋梁施工安全管理及評價系統研究[D].重慶：重慶大學，2008.

文章編號：1674-9944(2016)02-0156-03

中圖分類號：U445.1

文獻標識碼：A

作者簡介：莊嚴棋(1990—)，男，遼寧鐵嶺人，南華大學碩士研究生。通訊作者：陶衛中(1962—)，男，重慶人，正高級工程師，主要從事建筑安全方面的研究工作。

收稿日期：2015-11-13