層次分析法在橋梁施工安評中的應用

張鳳貴

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司，山西大同 037008)

0 引言

層次分析法作為一種有效的決策手段，在諸多領域之中都有著非常重要的應用，而橋梁工程作為工程建設領域中一個重要的內容，其施工安全問題長期以來都被人們所關注。因為橋梁工程施工的環境非常復雜，所以存在著各種各樣的風險因素，而層次分析法在分析這些復雜問題時有著自身的優勢，所以通過層次分析法對橋梁施工安全情況進行總體評價，可以更好地明確影響橋梁施工安全的主要因素，進而降低施工的安全風險。

1 層次分析法簡介

層次分析法的核心就在于對層次的劃分和對評價指標的選擇，一般情況下，需要先找到同最終決策始終相關的元素，并且明確相應的目標、準則以及方案等層次，再對這些元素加以分解，分解之后通過特定的方式進行定性和定量的分析，以輔助決策。層次分析法在權重決策分析方面有著突出的優勢，所以其被廣泛地應用在了交通安全、公共安全以及礦山安全等領域之中。通過對于層次分析法加以應用，可以使得復雜的問題得以簡化，通過對選取的指標進行兩兩比較的方式得到指標的重要程度，并且最終確定所有指標相對于最終目標的重要性程度，進而為選擇最佳方案提供相應的依據。

2 橋梁施工安全風險因素

對于任何事件而言，風險都是存在的，橋梁施工也不例外，而由于橋梁施工的特殊性，導致其存在諸多影響安全的因素，這些影響因素嚴重地威脅到了作業人員的生命財產安全。而要有效地保證安全，首先必須要明確相應的影響因素。通過總結橋梁施工過程中所發生的安全事故，不難發現所有影響施工安全的因素不外乎四類:環境、人員、技術和制度。這些因素又包含許多不同的內容，比如說地質水文條件、氣象等屬于環境因素，會對橋梁工程施工安全造成威脅。同時如果人員的安全意識以及安全技能不足，也會影響施工安全。所以可見橋梁工程施工過程中，有諸多因素都會對施工安全造成影響，科學地對于施工安全影響因素進行分類，確定各種因素的重要性程度，可以更加有效地對于安全事故加以規避。

3 層次分析法在橋梁施工安全評價中的應用

3.1 評價指標的選擇

在應用層次分析法進行橋梁施工安全評價的時候，評價指標的選擇是一個非常重要的內容，只有合理地選擇評價指標，才能夠科學地對于橋梁施工安全情況進行評價。實際上在進行橋梁工程施工的過程中，高墜、電氣傷害、設備傷害都是常見的安全事故，這些安全事故是由不同的誘因導致的，這些誘因分別可以歸屬于人員、物體、環境以及管理，在每一個誘因下又包含了多種多樣的具體因素，因此本文共選擇了11個基本指標，各個指標的具體內容以及關系如表1所示。

表1 橋梁工程施工安全評價指標

3.2 層次結構模型的建立

將評價指標確定之后，還需要依據各個評價指標的具體情況建立起層次結構模型，之所以要建立層次結構模型，實質上就是確定隸屬關系，確定該層次結構模型，目的就在于便于后期各個指標權重的計算。因此本文結合橋梁工程施工的具體情況，建立起了一個二級三層的指標體系，目標層即為橋梁施工安全，第二層準則層主要是依據各項指標的共性進行劃分的，而第三層則為基本指標，基本指標依據自身性質分屬于不同的準則層指標。

3.3 指標權重的計算

在建立起層次結構模型之后，就需要對于各個指標的權重進行計算，在計算指標權重時，首先需要構建起判斷矩陣。而在對于判斷矩陣進行構造的時候，常常采用九級標度法，通過對各級指標進行兩兩比較，然后構建起兩兩判斷矩陣。在構建判斷矩陣的時候，由于橋梁施工現場的環境較為復雜，所以常常是通過專家以及現場工作人員評價的方式，最終得出一個判斷矩陣。以本文所建立的層次結構模型為例，針對人的因素其兩兩判斷的方式如表2所示，表2中所表示的是A11與A12，A13與A14相比兩者同等重要，1/3所表示的是A11與A12相比，A11稍微不重要，相反3則表示的是A12稍微重要，1/7所表示的是A11比A13和A14重要得多，1/5表示的是A12比A13和A14重要，則通過上面的比較可以得到如下的判斷矩陣。參照這種方式對于判斷矩陣加以構建，并且再計算出不同判斷矩陣的特征向量，最后再得到每一個評價指標的權重。

表2 二級評價指標兩兩判斷方式

3.4 一致性檢驗

完成了指標權重的計算之后，即實現了對各個影響橋梁施工安全的因素的綜合評價，但是仍然不能夠有效地判斷出各級指標之間的重要性關系，如果通過估計的方式進行判斷，判斷矩陣的特征值難免會出現一定的偏差，所以采取科學的方式進行相容性和誤差分析就顯得非常有必要。在對于一致性進行檢驗的時候，矩陣的最大特征值同矩陣階數如果相等，則表明該矩陣是完全相容的，如果矩陣的最大特征根大于其階數，則用二者的差值對于相容性關系加以確定，一般使用CI=(λmax－n)/(n－1)作為一致性檢驗的指標，其中λmax為矩陣的最大特征值，n為矩陣的階數。如果通過計算得到CI≤0.01，說明此時各個判斷矩陣是具有良好的一致性的。通過以上的方式就可以檢驗出判斷矩陣的一致性。

3.5 總權重計算

在構建起判斷矩陣并且進行相應的計算之后，已經得到了各層指標的權重，但是二級指標層的各項指標并不能夠橫向地進行比較，因此還需要對總權重進行計算。經過一致性檢驗之后，如果各個判斷矩陣都能夠滿足要求，則可以進一步計算總權重，計算出總權重之后，就可以對各個二級評價指標進行比較，進而判斷出哪一個具體的因素對于橋梁施工安全的影響最為顯著。通過對于總權重進行計算，就可以直觀地了解到各個因素對橋梁施工安全的影響程度。在將層次分析法用于實際的橋梁施工安全評價之中的時候，由于不同橋梁的具體情況存在一定的差異，因此在對于評價指標進行選擇以及對于模型加以建立時，必須要結合工程的實際情況進行選取，因為在實際的橋梁工程之中，所涉及的影響安全的因素往往較多，所以各項指標的選擇必須要符合工程實際，并且準確地對于指標的權重進行計算，以確保評價結果的準確可靠。

4 結語

本文以層次分析法和影響橋梁施工安全的主要因素為切入口，在對二者進行簡要介紹的基礎之上，說明了層次分析法在橋梁施工安全評價之中的應用。在進行橋梁施工安全評價時，要有效地對于層次分析法加以應用，應該從注重評價指標的選擇以及層次結構模型的建立，在建立起相應的模型之后，再通過構造矩陣以及專家打分的方式對于各個指標的權重加以計算，確定所得到的判斷矩陣能夠通過一致性檢驗之后，再對于總權重加以計算。通過對于層次分析法的應用，能夠明確影響橋梁施工安全的主要因素和次要因素，從而有針對性地采取相應的措施，避免橋梁施工安全事故的發生。