基于AHP模糊綜合法的裝配式建筑施工安全評價

王朝輝

中鐵十八局集團房地產開發有限公司 天津 300222

裝配式建筑具有高效、經濟和節能等特點，目前國家和地方正鼓勵發展裝配式建筑。但裝配式建筑在施工工藝上并未發展成熟，在其制造、運輸、現場施工等過程中存在一系列問題。在施工階段，由于管理人員、操作人員對新型工藝技術掌握的局限性，可能會造成裝配式建筑在施工過程中的安全問題，因此在裝配式建筑施工過程安全性評價方面，也需要制定針對性的指標。

在對工程項目評價方面，主要的方法有AHP模糊綜合法[1]、灰色聚類法[2]、可拓學理論法[3]、貝葉斯理論[4]等。AHP模糊綜合法又稱為多層次模糊綜合法[5]，其主要是利用層次分析法建立遞階層次結構，比較任意2種因素之間的重要性，建立判斷矩陣，確定各個因素的層次，再結合模糊理論，將評價等級進行量化，從而對工程項目進行綜合評價。

本文針對裝配式建筑施工安全評價，基于AHP模糊綜合法建立了相應的評價模型，為實際項目中的安全控制及評價提供依據[6-11]。

1 AHP模糊綜合法

1.1 因素集和評語集的確定

在建立AHP模糊綜合法評價模型前，需要對因素集和評語集進行確定，通常需要對評價指標進行分級，本文中第一級為A，第二級為B，第三級為C。評語集即為評價等級的集合，可以對評語集進行量化，通常將評價結果分為以下5個等級：優秀、良好、一般、差和很差，采用抉擇評語集E=｛e1,e2,e3,e4,e5｝表示。

1.2 指標權重的確定

為衡量各個因素對項目的重要程度，需要對各個層次中的各個因素的指標權重進行確定。

首先需要引入不同元素之間的比例標度，并且根據比例標度來建立構造矩陣，以B層次的構造矩陣為例，其矩陣為：

其中：n為因素數量；bij表示層次B中的因素bi和bj的重要程度比較值，其值根據引入的比例標度進行確定，具體如表1所示。

得到各個層次的構造矩陣后，即可計算各個指標的權重Wi。

表1 判斷矩陣標度

可以根據特征值對結果進行一致性檢驗，根據式（2）計算隨機一致性比率RC：

式中：λmax——矩陣的最大特征值；

IR——平均隨機一致性指標，可以根據表2得到。

表2 平均隨機一致性指標IR值

當RC＜0.1時，一般認為判斷矩陣具有完全一致性；否則就需要調整矩陣，直到滿足要求。

1.3 建立隸屬度矩陣

根據所建立的評價程度對各個評價指標進行量化評定，以確定某個評價指標的某個評價尺度可能性大小rij，即隸屬度大小。得到全部隸屬度后，建立隸屬度矩陣R：

其中，h表示為所規定的評價等級總級數。

1.4 計算綜合評定向量

將所得到的權重集合W和隸屬度矩陣R進行復合運算，得到綜合評價模糊子集E：

其中，“·”為合成W和R的計算方法模糊算子。

1.5 確定評價等級

為進一步對項目評價等級進行量化處理，需對抉擇評語集E進行量化處理，得到由各個評定量化指標組成的參數列向量V，根據式（5）得到綜合評定量化值N：

2 案例分析

2.1 工程概況

福建省福州市某住宅小區4#樓為高層裝配式框架剪力墻結構，項目總建筑面積為52 000 m2，其中裝配率達到71%。主要的預制裝配構件有：剪力墻、疊合梁、疊合板、陽臺、樓梯、填充墻、隔墻等。裝配式構件由預制場運往施工現場構件存放點，再由施工現場的塔吊系統進行吊運。

2.2 施工過程安全評價

2.2.1 評價指標因素集的確定

根據裝配式建筑施工的特點及相關文獻[3]確定了兩級評價指標，具體如表3所示。

表3 評價指標因素集

2.2.2 評語等級的確定、評價集的建立

根據裝配式建筑的實際施工過程情況，建立5個評價指標等級：非常安全、安全、一般、危險和非常危險，利用E=｛e1,e2,e3,e4,e5｝進行表示。

2.2.3 權重指標確定

采用層次分析法確定各個指標因素的權重值，結合項目施工現場相關管理人員的意見，根據1.2節內容，可以得到各個判斷矩陣及其權重。以B層次判斷矩陣及其權重為例（表4），得到判斷矩陣后，其權重以及一致性檢驗計算過程如下。

由表4得λmax=5.409，查表2得IR=1.12。由式（2）得RC=0.091 3＜0.100 0，因此判斷矩陣具有完全一致性。

同理可以得到C層次判斷矩陣及其權重，各個層次的權重指標如表5所示。其中，各個因素的綜合權重為其在該層次的權重乘以所屬上一層次的權重。

表4 B層次判斷矩陣及其權重

表5 指標權重

2.2.4 量化評定值

對C層次各個指標按照非常安全、安全、一般、危險、非常危險這5個等級進行評價，經統計處理后，建立對應的隸屬度矩陣。根據1.4節中的內容，得到綜合評價模糊子集E={0.706,0.169,0.082,0.022,0.021}。

在得到綜合評價模糊子集后，需要進一步對項目進行量化評價。首先將5個等級按照表6進行量化，并得到相應的評定列向量V=[80 60 40 20 0]T，根據式（5）得到綜合評定的量化值N=70.55，位于良好區間內，因此可以判定該裝配式建筑工程項目的安全評價結果為安全。

表6 等級量化

3 結語

1）基于AHP模糊綜合法能夠系統地對裝配式建筑施工安全進行評價。

2）裝配式建筑施工過程中，各個因素對安全的影響程度從大到小分別為：人為因素，構件安裝，現場吊裝，施工方案、監測，環境因素。

3）建議加強施工操作人員、管理人員在裝配式建筑施工方面的培訓。