灰色理論在高支模安全評估中的應用

張　濤，陳亞科，王佳俊

揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇揚州　225009

灰色理論在高支模安全評估中的應用

張濤，陳亞科，王佳俊

揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇揚州225009

高支模由于國內外設計理論不完全，影響因素多，搭設難度大，近年來事故頻發。文章介紹了利用灰色理論對影響高支模安全的諸多因素進行評估找出影響系統安全主導因素的方法。

高支模；灰色理論；扣件式鋼管

在現場施工中，尤其是在高支模建設中施工班組往往對支撐架的搭設要求與認識不足，搭設工人受主觀因素影響任意改變支架搭設造成了許多不確定因素。因此對高支模體系的安全監測與預警分析將在高支模施工中有著重大作用。但由于高支模建設的不確定因素過多而分析困難。灰色理論系統是一門研究信息部分清楚、部分不清楚帶有不確定性現象的應用數學學科。傳統理論對一些內部信息部分確知、部分不確知的系統，卻研究得不充分。這一空白區便成為灰色系統理論的誕生地［1］。

1　高支模體系模糊綜合評價數學模型

在綜合考慮影響各高支模穩定影響因素基礎上，確定模板高支撐方案穩定安全評價體系。首要工作是高支模穩定性評價指標確定：高支模體系穩定性評價是一個系統工程，建立評估指標體系是基礎工作，其影響著評估結果的準確性。影響高支模體系穩定性指標很多，其中不但有定量的參數還有定性的參數，且各參數之間相互影響。如何建立一個合理的評價指標是一個非常重要的問題，所以要求所建立的指標體系必須具有簡明和代表性2個特點［2］。

1.1各指標所占權重的確定

采用層次分析法（AHP）來計算各指標對目標的影響大小。利用層次分析法考察每一層次對上一層次的影響，逐層逼近最后得出每一指標對總目標影響的權重。用1到9的數量表度對同一層次各指標之間的相對重要程度進行定量。構造相關性判斷矩陣，求其最大特征值。及其所對應的特征向量W，歸一化后，即為某一層次指標對于上一層次某相關指標的相對重要性權值。本文主要從施工因素，構造因素來建立指標層與準則層［3］。

目標層——扣件式模板高支撐體系穩定性評價A；準則層——構造因素B，施工因素B；指標層——水平剪刀撐布置C1垂直剪刀撐布置C2掃地桿布置C3水平桿步距C4立桿間距C5立桿外伸長度C6鋼管材料C7扣件材料C8立桿垂直度C9扣件扭力矩C10。

1.2構造判斷矩陣

在AHP中，判斷矩陣為同層次中各因素之間的相對重要性評價。其意義為，對于上一層次的某個因素，在本層次之中與之相關的各所有因素之間的相對重要性比較。例如，之間有聯系，則可構造矩陣如圖1。

為了使決策判斷定量化，使用“九標度”進行專家評分構造判斷矩陣的方法，并由此計算出比較元素間的相對權重值。

1.3判斷矩陣一致性判定

由于專家咨詢所得結果往往帶有主觀性，由此帶來的問題是構造出的判斷矩陣不能滿足一致性，不是很吻合實際情況。此時，需要重新咨詢構造新的判斷矩陣或對判斷矩陣進行修改。

我們采用判斷矩陣的一致性比率來檢驗判斷矩陣的一致性。

一致性檢驗公式為：CR=CI/RI；CI=（λMAX-n）/（n-1），

CR-判斷矩陣的隨機一次性比率；

CI-判斷矩陣的一般一致性指標；

RI-隨機一致性指標。

RI的取值如表1。

表1

當CR＜0.1時，可認為判斷矩陣一致性滿足要求，判斷矩陣可用，否則重新進行判斷，或者對判斷矩陣進行修訂，直到一致性滿足要求。

1.4判斷矩陣修訂方法

判斷矩陣的修訂方法有很多，各種新方法也不斷被提出。各種方法的繁易程度也不盡相同，出于簡易的目的我們將采用苗曉坤等在《判斷矩陣一致性兩種調整方法》一書中提出的判斷矩陣的修正方法。具體步驟如下：

通過對誘導矩陣的分析，對影響判斷矩陣一致性的元素進行判斷調整使得判斷矩陣逐步滿足一致性，具體步驟如下：

STEP4：如果調整完之后還不滿足一致性要求則轉STEP 2循環計算直到滿足要求。

1.5求解判斷矩陣最大特征值及對應的特征向量

計算出指標層內各因素的權重比值，同樣構成出準則層與目標層的判斷矩陣然后計算出準則層內各因素所占權重，對各層次進行綜合計算，得出指標層內各因素對目標層影響所占的權重，對各因素以權重大小排序。

1.6綜合評估

每位專家由于從業時間，研究領域等主觀因素不同，導致做出的評判各不相同，得出的權重分析自然不會相同。本文從施工因素，構造因素與材料因素3方面著手，所以評估每位專家在這3個方面所做權重比。具體步驟如下：

STEP1：就施工因素進行評分，每位專家滿分為100分，由此可得S1，S2…Snn個分數，再將求出每一位專家所占權重進行排名。排名第一的賦值n，第二的賦值n-1，…排名n的賦值1。

STEP2：同STEP1計算出在構造因素與材料因素每位專家排名并賦值。

STEP3：將每位專家在3方面所得分相加得T1，T2...Tn。

STEP5：根據之前就每位專家評估所得出各因素影響排序進行賦值，設有x個因素，排名為一的因素賦值x，為二的賦值x-1，…排名x的賦值1.因為有咨詢了n位專家得到n個不同賦值表。

STEP6：將每位專家的賦值表乘以每位專家的權重得到新的賦值表。

STEP7：將指標層中每一個因素在1致n號賦值表中的分數相加得到其總分，最后根據總分重新進行排名得到最終的排名表。

2　結論

安全是項目管理最重要的目標，文章將灰色理論分析法應用于高大模板支撐系統的安全評估中，能很好地識別影響高大模板安全的各種因素，并對高大模板支撐系統的各種坍塌因素進行了重要性評估，為制定相應的預防措施和決策提供可靠的理論依據。

［1］劉盛.高大模板支撐體系穩定性分析及安全控制對策［D］.淮南：安徽理工大學，2015.

［2］周繼忠，蔡雪峰，張士元.扣件鋼管腳手架高大模板支撐安全事故分析與控制［J］.福建工程學院學報，2008（1）：17-20，24.

［3］蔡雪峰.超高大跨重荷模板支撐體系研究與應用［M］.北京：

中國建筑工業出版社，2012.

O29

A

1674-6708（2016）166-0217-02

張濤，本科在讀，揚州大學。陳亞科，碩士在讀，揚州大學。王佳俊，碩士在讀，揚州大學。