基于模糊層次分析法的高層建筑施工安全評價

蔡振禹 ，竟 莉

（1.河北工程大學，河北邯鄲 056006；2.邢臺學院，河北邢臺 054001）

近些年，我國建筑行業發展迅速，建筑行業已經成為國家經濟發展的支柱性產業。我國經濟的快速發展導致人口逐漸向城市轉移，但是城市土地的有限性使得高層建筑應運而生，高層建筑通常指超過10層的住宅建筑和高度超過24m的其他民用建筑。高層建筑的出現極大的解決了城市人口居住問題，并且隨著施工工藝和使用材料的創新，加速了高層建筑的發展。雖然高層建筑帶來許多便捷，但是高層建筑由于風險種類繁多，各風險之間關系復雜等特點，使得一些安全問題得不到妥善解決，施工現場安全事故頻發，如：高處作業時發生墜落，大型機械在作業時對人員產生碰撞，施工現場用電裝置發生漏電，構筑物發生坍塌等等。我國每年在建筑施工過程中發生的安全事故不僅對經濟財產造成損失還對作業人員生命造成傷害。雖然政府出臺了相應政策加強對工程項目法規和技術標準的建設，使得施工安全狀況得到改善，但整體局勢還是比較嚴峻。因此本文通過對施工現場的各項影響因素進行分析，找出重要影響因素，并對其進行管理和控制，從而達到對施工安全評價及管理的目的。

1 確定模糊層次分析評價模型

模糊層次分析是將定性分析和定量分析相結合的綜合評價方法。首先對評價目標影響因素進行分析，根據因素的屬性不同進行分類，形成不同的層次，建立指標體系，對各因素進行賦值計算權重，然后根據每個因素的重要性確定其隸屬度，構建評價矩陣，將評價矩陣和權重結合進行綜合運算，得出對目標的評價結果。運用此評價模型有助于解決施工現場安全評價問題，其主要步驟如下所示。

1.1 確定影響因素集U

通過對評價目標影響因素進行屬性劃分，建立指標體系，確定目標指標為U，各評價指標為u。

1.2 確立評價集V

依據一定的準則對各評價指標進行量化評定確定評價集V，得出相對應的評價矩陣R，其中各評價指標的量化數值即為其隸屬程度。

1.3 確定各指標權重

將影響評價對象的因素依據屬性和關系的不同進行分組形成遞階層次結構，然后根據各指標的重要程度進行兩兩比較，構成各指標的判斷矩陣，從而確定其權重。

（1）兩兩指標比較比例標度含義如表1所示。

表1 標度含義

（2）計算判斷矩陣中每行元素乘積

（3） 計算Mi的n次方根

（5）計算判斷矩陣的最大特征值

（6） 一致性檢驗

RI可從RI值表中獲得。當CR＜0.1時，滿足一致性。否則，認為其不滿足一致性，需修改其中的元素值。

1.4 模糊層次綜合運算

根據模糊層次分析評價模型，首先進行一級指標的綜合運算，然后基于一級指標的模糊矩陣進行目標層的綜合運算得出研究對象的模糊矩陣。

Y＝W*R

Y為模糊矩陣，W為權重矩陣，R為評價矩陣。

2 實證分析

本文以邯鄲市某高層住宅建筑項目為分析目標，該建筑項目總占地面積為35614m2，建筑層數為26層，建筑高度為80m。通過對該項目進行調查和咨詢，對收集的資料進行分析，確定高層建筑施工安全影響因素，共分為四大類，對四大類按照屬性劃分為十五項，建立了高層建筑施工安全評價的遞階層次結構如圖1所示。

圖1 遞階層次結構

圖1中高層建筑施工安全評價為目標層A，人的因素指標、物的因素指標、管理因素指標、環境因素指標為一級指標用Y表示，二級指標共十五項用y表示。

根據建筑項目的評價要求，將評價等級設置為安全（v1）、較安全（v2）、臨界（v3）、危險（v4）、很危險（v5）。通過對項目負責人、有關專家的走訪和咨詢得出了各指標的評價矩陣如表2所示。對各指標進行賦值計算得其權重，并滿足一致性要求，權重數據如表3所示。

表2 評價矩陣表

表3 權重表

根據Y＝W*R，對人的因素指標中的評價矩陣和權重矩陣進行綜合運算。

Y1＝W1*R1

通過計算可得 Y1＝（0.253 0.4 0.227 0.120 0），同理可得 Y2，Y3，Y4。

Y2＝（0.187 0.558 0.127 0.127 0）

Y3＝（0.210 0.443 0.231 0.101 0.015）

Y4＝（0.046 0.341 0.484 0.130 0）

依據模糊綜合評價隸屬度最大準則，Y1的最大隸屬度為0.4，評價等級為v2，處于較安全狀態，同理可得Y2處于較安全狀態，Y3處于較安全狀態，Y4處于臨界狀態。

根據以上得到的一級指標的模糊矩陣構成目標層的評價矩陣R。

通過計算可得目標層的模糊矩陣，Y=（0.208 0.445 0.225 0.120 0.002），可知安全評價等級隸屬度為0.208，較安全評價等級隸屬度為0.445，臨界評價等級隸屬度為0.225，危險評價等級隸屬度為0.120，很危險評價等級隸屬度為0.002，根據模糊綜合評價隸屬度最大準則，可知該高層建筑項目施工安全綜合評價處于較安全狀態。

3 結論

將模糊層次分析法的理論知識應用到高層建筑施工安全評價中，利用建立的模糊層次分析模型實現對高層建筑項目施工安全的評價，得出在以下三個方面：（1）操作人員的遵紀守法施工；（2） 大型機械設備的安全控制；（3） 操作人員的安全意識狀態和行為。這三方面重要性較高，針對此結果在高層建筑施工過程中應加強現場安全的監管，安全管理制度的規范實施，施工操作行為的規范與檢查，人員安全意識和防護知識的教育，從根本上減少施工安全事故的發生。通過綜合運用層次分析法和模糊綜合評價法對實際工程進行評價，可以有效的提高評價的準確性，對施工安全管理有一定的指導作用。