公路工程施工過程安全評價方法分析

侯 登 峰

(陜西省寶雞公路管理局，陜西 寶雞 721006)

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公路工程施工過程安全評價方法分析

侯 登 峰

(陜西省寶雞公路管理局，陜西 寶雞 721006)

從模糊綜合評價法、層次分析法與事件樹分析法三方面，論述了用于評價公路工程施工安全的方法，分析了三種評價方法的優缺點及適用條件，給出了對應的評價流程，并采用層次分析法分析了具體工程實例，以期為工程實踐提供參考。

公路工程，模糊綜合評價法，層次分析法，事件樹分析法

0 引言

隨著我國交通建設項目的發展，公路工程施工項目開始向山區發展，從而加大了建設難度，導致施工安全問題成為公路工程項目建設過程中面臨的嚴峻問題。因此，運用數學分析方法設計公路工程項目建設過程中的施工安全評價方法，科學合理地評價安全設計問題是目前公路工程施工項目亟待解決的問題[1]。

公路施工項目中的安全評價法是指運用安全系統工程的原理和方法，通過辨別與研究施工過程存在的危險因素，得出發生工程事故的概率及危害程度，最終確保施工項目的安全。國外對安全風險評價工作進行的較早，Liska R.W.從系統管理角度出發，指出確保施工安全事故率為零的技術體系[2]。我國于1980年前后開始研究與安全評價方法相關的技術，韓利綜合分析了層次分析法與模糊綜合評價法，在此基礎上提出了AHP——模糊綜合評價法，將該法應用到實際工程中，結果顯示該方法可以保證評價結果的客觀性[3]。王起全運用灰色層次分析法研究了有關航空的事故，通過分層、確定類別，得到該航空企業的安全評價結果[4]。

我國在公路施工安全方向的理論研究起步較晚，有關施工階段安全管理方面的理論知識少之又少，加之實踐工程中有關公路工程施工過程安全評價的研究相對較少，公路工程施工安全評價體系尚缺乏系統性與實用性，因此，研究施工過程中的安全評價方法勢在必行。

1 施工安全評價方法

1.1 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法基于模糊數學的隸屬度理論總體評價具有多個影響因素的對象。1965年，美國自動控制專家查德(L．A．Zadeh)教授提出了關于模糊集合理論(fuzzy sets)的概念。模糊綜合評價法以最優評價因素值為基準，確定其評價值為1，在此基礎上，評價其余欠優因素，從而得到相應的數值；其通過各個評價因素的特點，采取統計學中的各種方法確定評價值與評價因素值之間的函數關系[5,6]。在進行具體施工安全評價工作中，模糊綜合評價法的步驟如圖1所示。

1.2 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)是將一個復雜的多目標決策問題視為一個整體，將總目標拆分為多個目標，從而分解成多指標的若干層次，通過定性指標模糊量化法計算出層次單排序(權數)和總排序。層次分析法由美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于20世紀70年代初提出。層次分析法是一種系統的分析方法，該方法特別適用于評價無結構特性的系統；其操作起來簡單明了，對于運用人員的文化程度要求不高，極易被使用者掌握；相比其他的定量方法，層次分析法更注重定性分析與判斷，進行具體分析時，其所需定量方面的數據信息比較少。但是，層次分析法也有一些缺點，比如，由于層次分析法主要用于在備選方案中選擇較優者，其并不會提出新方案；由于層次分析法所需的定量數據不多，使得其計算結果難以讓人信服；當評價的指標較多時，其計算量隨之增大，難以確定權重[7]。層次分析法的具體計算步驟如圖2所示。

1.3 事件樹分析法

事件樹分析法(Event Tree Analysis，簡稱ETA)依據事故發展的時間順序由初始事件推論可能的后果，從而辨別危險源。該方法以事件樹的樹形圖表示系統可能發生的某種事故與導致該事故發生的各種原因之間的邏輯關系，通過定性與定量分析事件樹，找出事故發生的主要原因，提供用于確定安全對策的可靠依據，最終猜測與預防事故的發生。事件樹分析法可以事先預測事故及其對應的不安全因素，估計事故可能產生的后果；該方法可以簡單明了地分析事后的事故原因；數據積累到足夠多的時候，可以運用計算機進行模擬，使得該方法預測的事故結果更為準確[8,9]。事件樹分析法的具體實施方法如圖3所示。

2 基于層次分析法的實例分析

2.1 建立層次樹狀結構圖

綜合評價施工項目風險是公路施工安全管理的總目標，而完成該總目標的前提是設計科學合理的安全評價指標體系。本文首先確定可能會影響項目施工的風險評價指標，在總結文獻研究結果的基礎上篩選各指標，最終形成施工風險評價指標體系。其層次樹狀結構圖如圖4所示。

由圖4可知，該公路施工項目風險評價指標體系包括四層：Ⅰ公路施工風險評價目標層；Ⅱ風險因素指標層，Ⅱ=[Ⅱ1，Ⅱ2，Ⅱ3，Ⅱ4]=[自然地質環境風險，設計風險，重大危險源風險，施工管理風險]；Ⅲ風險因素子指標層，Ⅲ=[Ⅲ1，Ⅲ2，Ⅲ3，Ⅲ4，Ⅲ5，Ⅲ6，Ⅲ7，Ⅲ8，Ⅲ9，Ⅲ10，Ⅲ11，Ⅲ12]，指的是不同風險因素指標對應的子風險；Ⅳ方案層，指的是針對風險因素指標的安全事故應急預案。

2.2 構造正互反矩陣

對各指標之間進行兩兩對比之后，然后按9分位比率排定各評價指標的相對優劣順序，依次構造出評價指標的判斷矩陣A。本文以Ⅱ1對應的Ⅲ層元素為例，說明層次分析法的具體操作流程。Ⅱ1對應的正反矩陣見式(1)。

(1)

表1 重要程度標度表

2.3 一致性檢驗

(2)

其中，i,j=1,2,3,4，則有:

(3)

由于:

(4)

對(1.429，1.245,1.732,0.325)進行歸一化處理得到權重向量為：Ⅲ1-4=(0.785,0.654,1,0)。

基于上述方法，可以得到其余風險因素的權重向量，從而得出綜合的評價結果：在影響自然地質環境風險的四項因素中，“自然條件惡劣”為最主要的影響因素，“不良地質條件”次之，“生態環境的破壞”影響較小，而“工程地質水文”對自然地質環境的影響最弱。

3 結語

1)模糊綜合評價法將定性因素與定量因素結合在一起，具有大量的信息，大大提高了其評價結論的可靠度。2)層次分析法原理簡單易懂，主要適用于定性因素為主的項目，在采用方法進行決策時應該在分解問題時抓住關鍵因素，強度相差太懸殊的要素不能作為同一層次進行比較。3)盡量在事件發展前期過程中采取事件樹分析法，從而盡早阻止事件向更危險的狀態轉化。

[1] 建設部工程質量安全監督與行業發展司.建設工程生產安全管理[M].北京：中國建筑工業出版社,2004.

[2] Liska R.W.,Goodloe,D.,Sen.R..Zero Aceident Techniques[R].Source Documen86.Construction Industry lnst, Univ.of Texas at Austin,Tex,1993.

[3] 韓 利，梅 強，陸玉梅，等.AHP——模糊綜合評價方法的分析與研究[J].中國安全科學學報,2004，14(7)：86-89.

[4] 王起全.灰色層次分析法在航空工業企業事故中的分析運用[J].中國安全科學學報,2010,20(9):27-31.

[5] 臺雙良,張守健.建筑施工企業安全模糊綜合評價[J].哈爾濱工業大學學報,2003,35(11):1357-1360.

[6] 李鴻吉.模糊數學基礎及實用算法[M].北京:科學出版社,2005.

[7] 自紹鳴.層次分析法在安全經濟分析中的應用[J].中國安全科學學報,1997,7(5):57-61.

[8] 姚錦寶,戰家旺.基于事故致因理論的施工項目安全性評價研究[J].安全與環境工程,2007,14(1):90-94.

[9] 陸福春,張洪堯,張興才.故障樹分析技術在建筑施工安全管理中的應用[J].沙洲職業學院學報,2006,9(2):4-6,10.

Analysis of safety evaluation methods used in highway engineering construction process

Hou Dengfeng

(ShaanxiBaojiHighwayAdministration,Baoji721006,China)

From the fuzzy comprehensive evaluation method, analytic hierarchy process and the Event Tree Analysis methods, discussed the method applied for estimation of highway engineering construction safety. The advantages and disadvantages of the three methods were analyzed and suitable conditions, the corresponding evaluation process was presented. And finally, this paper studied a project example by analytic hierarchy process, which in order to provide reference for the engineering practice.

highway engineering， fuzzy comprehensive evaluation method， analytic hierarchy process， Event Tree Analysis

1009-6825(2016)22-0237-02

2016-05-23

侯登峰(1979- )，男，工程師

TU714

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