基于AHP法模糊評價電梯工程項目的安全風險研究

祁 松

（北京市豐臺區特種設備檢測所 北京 100161）

基于AHP法模糊評價電梯工程項目的安全風險研究

祁 松

（北京市豐臺區特種設備檢測所 北京 100161）

我國的電梯工程項目數量巨大，電梯工程項目的安全生產風險尤為嚴峻。本文注重于風險管理，對電梯工程項目中的風險因素進行識別，采用層次分析法進行分類分析，最后用模糊綜合評價法進行評價，得到電梯工程項目的風險評價，最后結合實例進行說明，有利于工程單位有針對性的對其電梯項目的安全風險進行管理。

風險管理 風險評價 層次分析法

電梯工程屬于特種工程項目，危險性較高。據資料統計，2015年我國電梯萬臺事故率為0.14，萬臺死亡人數為0.11，在這些事故中，違章操作的占62.7%，設備缺陷占22.7%，非法使用設備占6.6%，意外占8.0%。發生事故的原因多種多樣，但不外乎制造缺陷，安裝、維護的不到位或使用單位沒有認真履行安全責任。其中，在電梯的安裝工程中，存在著安裝調試、運行維護、故障排除等環節，投資規模大、項目復雜、施工環境有一定危險性，且涉及到土木工程及大量的設備制造和安裝過程，具有施工周期長、交叉作業多、施工人員素質參差不齊等特征，在工程項目進行過程中存在著許多不確定的隱患，安全生產風險尤為嚴峻（本文的工程項目主要指電梯安裝工程）。

1 電梯工程項目安全風險因素識別

1.1 風險因素識別依據

對電梯工程項目的安全風險進行評價，首先要對其風險因素進行識別。與電梯工程項目安全相關的因素涵蓋電梯設備、相關人員、使用環境、運行管理在內的各個方面。

由于電梯項目的特殊性和復雜性，各個因素相互影響，相互制約，且每個工程又有其獨特性，無法用具體的公式來分析套用，這時，專家的經驗尤為重要，專家可以根據其多年的專業知識和經驗來有效的分析該工程的風險因素，而考慮到電梯設計、施工過程技術的不同，及專家興趣和工作經驗的差異，為了減少偏見，應組織多位專家進行科學的風險因素的識別。本文主要采用德爾菲法（Delphi method），也稱為專家調查法，借鑒GB/T 20900—2007《自動扶梯和自動人行道風險評估和降低的方法》中的方式和方法，建立專家評價組對電梯工程項目進行風險因素的識別。并結合相關電梯標準、法規，如：《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588—2003）、《電梯技術條件》（GB/T 10058—2009）、《電梯安裝驗收規范》（GB 10060—2011）等作為電梯項目風險因素識別的依據。

在本文中，風險因素識別主要采用德爾菲法（Delphi method），也稱為專家調查法。該方法是目前應用最廣的風險因素識別方法。

1.2 電梯工程項目風險因素識別

整個電梯項目造成風險的因素很多，本文經過專家調查、統計數據分析、傷害事件分類等方式對其進行風險識別。在電梯工程項目中，來自安裝施工隊的風險有：管理人員素質低，施工過程管理松散，對施工人員無安全培訓，或使其疲勞作業，易造成個人傷害；施工人員個人安全防護意識淡薄，被高空墜物擊中、因防護不足被硬物擦傷、甚至酒后作業等都將導致風險；觸電風險，包括臨時供電線路、電氣設備電線電纜破損、設備漏電等；行為風險包括違章操作、工具脫手傷人、施工人員未相互配合，導致危險情況下電梯運行等；高處墜落包括其他施工單位高處墜物、腳手架上踏空墜落、高處施工未系安全帶等。來自企業內部的風險：現場安全管理風險，包括現場對各施工單位安全監管不到位；技術風險，包含項目過程中相關設計及技術方案與實際不符等；組織行為風險，指企業的組織機構因在整個施工項目中決策、組織、指揮、協調出現失誤等，如采用jumplift技術的躍層電梯的施工過程中，土建和電梯安裝的協調不到位，易造成施工各單位之間的風險隱患；行為風險，包括配合此項目的各崗位人員不適當的行為造成風險隱患；消防、保衛的監管不力會導致項目過程風險增加。外協單位的風險主要包括未及時供應臨時水電等必要保障；施工現場車輛運輸及裝卸過程中的意外傷害，塔吊也是重要風險點，涉及操作人員的能力、塔吊的數量、機械性能等。來自設備自身的風險包括電梯配件的質量、匹配情況。不可預見的風險，主要有社會風險和自然風險，例如，地震、戰爭、自然災害等等。

2 電梯工程項目安全風險分析與評價

經過上文的分析，影響電梯工程項目安全風險的因素較多，通常在不同的運行狀況下起的作用也不同。因此，要對其安全風險進行評價，在確定各因子的權重時必須加以區分。另外，由于評價因子較多，若使用單級模型，很難做到權重分配合理；且由于每個因子的權重值較小，甚至使評價得不到有價值的結論。因此，需對這些因子進行分層，采用層次分析法(AHP)將因素按某些屬性分成幾類，先對每一類作綜合評價，再對評價結果進行“類”之間的高層次的綜合評價，最后利用最大隸屬度原則評出風險的級別。

專家評價組對影響電梯工程項目中的風險因素分為五個一級指標，每個一級指標分為若干二級風險指標，見表1。

表1 該項目各指標集風險因素

2.1 建立評價指標集

根據風險因素識別所確定的風險因素，設電梯工程項目評價體系的一級指標集合X = (X1, X2, X3, …, Xk)；設一級指標Xi(i = 1, 2, …, k)個有Ki個二級指標，分別記作Xi= (Xi1, Xi2, …, XiKi)( j=1,2, …, Ki))，其中Xij表示為Xi的第j個二級指標。

2.2 運用AHP法確定各風險因素相對權重

●2.2.1 建立權重集

設Xi的權重為Wi(i = 1, 2, 3, 4, 5),則一級權重集為：W = (W1, W2, …, Wk),其中0≤Wi≤1，設二級指標Xij的權重集為Wij= (Wi1, Wi2, …, WiKi)(i = 1, 2, 3, 4, 5; j = 1, 2, …, Ki),其中0≤Wij≤1。

●2.2.2 構造判斷矩陣

采用9級標度法構造判斷矩陣，將同一層次的某準則同另一準則的重要程度用1-9的數字來表示，并且要求對因子之間進行兩兩比較，構建出對稱的判斷矩陣A=(aij)n×n，假如i元素和j元素的比較結果在矩陣中以aij表示，其中，1-9級的標度見表2。

表2 判斷矩陣元素aij的標度及定義

●2.2.3 計算判斷矩陣對應的特征向量W

根據公式A·W =λ·W,可求出最大特征根λmax及對應的特征向量W，將特征向量W進行歸一化處理，就可以得到n個因子的權重W=[W1, W2, …, Wn]T。

●2.2.4 檢驗判斷矩陣的一致性

根據層次法原理，利用A的理論最大特征值λmax與n之間檢驗的一致性，進行容性指標的設置：CI= （λmax-n）/（n-1），為了檢驗矩陣的一致性，需要計算它的一致性指標C.R.，C.R. = CI/CR。

當指標一致性時，CI=0；不一致性時，λmax＞n，CI＞0。根據CI＜0.1進行判斷，一般情況下，CI＜0.1、C.R.＜0.1時，判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要進行重新比較，而1-9階矩陣，CR的取值范圍見表3。

表3 平均隨機一致性指標CR表

2.3 應用模糊綜合評價法對風險進行評價

由于電梯工程項目的安全風險是一個十分復雜的綜合性系統問題，有其固有的模糊性，難以用精確數學模型來定量的表示，并進行準確的等級劃分。某個環節安全性發生變化，可能使綜合評價的結果改變，這種小的量變所引起的質變有時用傳統的方法很難反映出來。所以，通過AHP方法確定各風險因素的相對權重后，采用模糊綜合評價法建立電梯項目風險評估模型。

●2.3.1 確定模糊評價集

風險因素評價集依據表4電梯系統總體風險等級劃分來確定。通常設模糊評估集為V = (V1, ..., Vn)

其中，Vj(j=1, 2, …, n) 表示的是電梯工程項目的風險從低到高的各級的評語。

在本文中選取n = V1、V2、V3、V4、V5所表示的是由于風險因素所導致的投資風險的評語為“低風險”、“較低風險”、“一般風險”、“較高風險”以及“高風險”這五個等級分別打分為V = (1, 2, 3, 4, 5)。具體劃分見表4。

表4 電梯系統總體風險等級劃分

●2.3.2 隸屬矩陣的確立

在進行完風險等級確定之后，則需要對隸屬矩陣進行確定。對Xk中的每個單因素評判的隸屬度向量矩陣形式為:

其中，rkij表示對Xk中的因素i評價為第j個評價的隸屬度。

●2.3.3 進行模糊評價

二級模糊評價法就是采用層次分析法將風險因素集合X按照特定的屬性分為幾類，先對每一類因數集做評價，然后再對評價結果進行”類”之間的高層次綜合評價，最后利用最大隸屬度原則評價出最佳結果。

先對X1,X2,X3,…Xk二級指標的風險因素進行一級模糊評價。然后對X進行二級模糊評價，從而得出對整個項目的最終評價結果。

一級Bi模糊評價：

首先對二級指標內各風險因子進行模糊評價，由于單因素評判矩陣Rk僅反映了二級評價指標對象的某個評價等級的影響程度，還沒有考慮各評價指標的重要程度，需要把二級評價指標的權重引入才能合理反映所有評價指標的綜合影響，公式如下：

式中，Bi為二級指標風險因素Rk對風險因素評價集V的隸屬向量，如Bi表示二級指標中不可控風險Rk隸屬于風險“低風險”、“較低風險”、“一般風險”、“較高風險”以及“高風險”這五個等級。Wi為二級指標各風險因素權重。

二級B模糊評價：

根據一級模糊評價，可得一級評價結果矩陣R，即

同理于計算一級評價方法，用公式：

對B進行歸一化處理得到B′，最后計算綜合評分U=B′? VT為最后評價結果。

3 評價過程及舉例

本文以某寫字樓電梯安裝工程為例，通過對該項目安全風險的識別與分析，采用AHP方法確定權重，專家對每個風險因素進行評分，最后建立模糊評價模型對其安全風險進行評價。

3.1 一級綜合評價

根據表1可以得知本項目共有5個二級指標，每個二級指標下有若干風險因子，以其中一個指標層“來自安裝施工隊”為例，對其進行權重確定及評價。具體步驟如下：

第一步：確定指標集為：

X1= (X11, X12, X13, X14, X15）

第二步：依據AHP方法確定判斷矩陣并算出權重：

一般使用定性分析和定量分析相結合的方法對初試權重值進行確定。十位專家依據工作經驗、本項目的評價指標體系和初步確定的指標重要性的量化標準，每位專家獨立的為各評價指標賦予權重值，再綜合專家意見，使各個評價項目的權值趨于一致，最終形成初始值。

X1X11X12X13X14X15X111 1/2 4 3 3 X122 1 7 5 5 X131/4 1/7 1 1/2 1/3 X141/3 1/5 2 1 1 X151/3 1/5 3 1 1

W1= (W11, W12, W13, W14, W15) = (0.263, 0.475, 0.055, 0.090, 0.110)

第三步：檢驗判斷矩陣的一致性，通過判斷矩陣求得λmax= 5.073，CI = 0.018，CR = 0.016≤0.1符合要求。

分別求出

第四步：建立二級指標判斷矩陣：

通過AHP方法算出“來自外施工隊”各風險因素所占的權重并通過一致性驗證以后，根據模糊評價集Vj構建對Xk中的每個單因素評定的隸屬度向量矩陣：

第五 進行模糊綜合評判：

3.2 二級模糊評價

根據一級指標集合X = (X1, X2, X3, X4, X5)并依據AHP方法建立判斷矩陣并計算出權重W=（W1, W2, W3, W4, W5) = (0.0820 0.1381 0.2599 0.2599 0.2599）

對B進行歸一化處理B′= (0.251, 0.225, 0.150, 0.204, 0.170)

最后對整個項目進行綜合評價

根據表4電梯系統總體風險等級劃分，該項目整體風險判定為適度。

4 結束語

通過關于電梯工程項目安全風險管理體系的計劃、建立、識別和評估，且根據實際經驗，可以對電梯項目風險評估體系進行優化和調整，確保項目安全風險管理處于更良性的循環狀態。從理論上而言，也就是需要建立一個風險評估系統，經過了一次循環后，通過在原有系統的基礎上進行進一步的優化和改進確保其以更加優良的狀態運作而這一過程，包括技術革新、管理手段的改進以及信息化互動等，最終達到對項目中風險的控制。本文以某項目為例，介紹了這種評價方法并舉例，希望廣大同行給予指正。

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Safety Risk Research of Elevator Project Based on AHP and Fuzzy Evaluation

Qi Song
（Fengtai District of Beijing Special Equipment Inspection Institute Beijing 100161）

There are a large number of elevator projects in China, so the safety of the elevator project is quite critical. This paper focuses on the risk management, regarding to the risky factors of elevator project to identify, analyze by using the Analytic Hierarchy Process, assess by using the fuzzy comprehensive evaluation method, to get the risk evaluation of elevator project. Finally explained with examples, it is benefit for the project management enterprises to manage the elevator safety project risk.

Risk management Risk evaluation Analytic hierarchy process

X941

B

1673-257X(2017)05-0044-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.05.010

祁松(1981～)，男，碩士，中級工程師，從事機電類特種設備檢測及科研工作。

祁松，E-mail: 6345774@qq.com。

2017-03-22）