模糊綜合評價法在鐵路工程建設安全管理評價中的應用研究

陶旭文

中鐵十八局集團有限公司 天津 300222

我國幅員遼闊，人口眾多，對交通運輸有著重大需求，鐵路即是非常重要的交通運輸方式之一[1]。近年來，隨著我國高速鐵路的高速發展，新建鐵路也都有了很大革新，逐漸向規模大、標準高、安全性要求更高的方向邁進，對應的管理難度亦在不斷增大[2-5]。為了實現絕對安全這樣的目標，就需要對鐵路工程建設各參與方的安全管理進行有效的評價，以便在安全管理方面加大力度，并研究一些新的安全管理方式[6-7]。

本文以一鐵路工程某標段為研究對象，闡述模糊綜合評價法在鐵路工程安全管理評價中應用的基本流程，重點評價業主的安全管理水平，對于項目其他參與方，可以采用相同的方法進行安全管理評價。根據安全評價的結果，結合項目實際，給出項目各參與方的安全管理措施，并對采取安全措施取得的應用結果進行了說明。

1 模糊綜合評價法

我國著名學者汪培莊在模糊數學理論的基礎上提出了模糊綜合評價法[8]，其研究的對象具有模糊性，可以通過建立一些簡單的模型實現定量評價模糊對象的目的。整個計算過程較簡單，可以對受多個復雜因素影響的問題進行有效的解決，匯總、處理多個不同意見，并對評價對象的實際情況進行全面評估[9-10]。本文結合所研究的鐵路工程實際，給出模糊綜合評價法的基本過程。

1.1 建立影響因素集

建立影響因素集也稱為建立模糊集合。主要通過對評估目標進行分析，結合實際工程情況，辨別、匯總、分類影響因素，獲得影響因素集。影響因素集的表示如式（1）所示。

1.2 建立評語集

并不是所有的因素對評估目標都有顯著影響，需要結合工程情況，在科學、全面分析影響因素的基礎上，選擇一些對評估目標具有主要影響的因素，建立和工程實際相吻合的評語集。評語集的通用表達式如式（2）所示。

1.3 建立模糊矩陣

在影響因素集和評語集建立完成之后，就可以量化處理影響因素，即對影響因素進行量化表示。模糊矩陣是對影響因素量化表示的有效方式，模糊矩陣的形式[11]如式（3）所示。

式中：rij——影響因素Uj相對應評語Vi的隸屬度。

從中可以看出，模糊矩陣R中的元素反映了影響因素對評估目標的影響程度。

1.4 計算權向量

不同的影響因素對評估目標的影響程度通常不同，在模糊綜合評價法中，需要反映這種影響程度的大小，具體通過影響因素的權向量體現。首先需要對各個影響因素的權系數進行計算，并采用歸一化處理的方式對權系數進行處理，最后就可以獲得影響因素的權向量。權向量的表示形式如式（4）所示。

1.5 計算模糊綜合評價結果向量

基于模糊數學的相關理論，對模糊評價的結果向量進行計算。根據模糊矩陣和權向量的含義，對兩者進行矩陣乘法運算就可以獲得模糊評價結果向量A，其表示形式如式（5）所示。

1.6 歸一化評價結果

對模糊綜合評價結果向量進行歸一化處理可以使評價結果更加明顯，更好地進行量化表示，而歸一化處理通常可通過最大隸屬度法和加權平均法來實現。這里說明最大隸屬度法對評價結果歸一化的處理方式，具體見式（6）。

從式（6）中可以看出，對評估結果影響最大的就是向量中最大元素對應的影響因素。

2 某鐵路工程建設安全管理評價及安全措施建議

2.1 工程概況

某高速鐵路工程是貫穿我國云南和貴州兩省的重要交通路線，該線路對于促進西南地區發展，提高區域交通運輸能力非常關鍵。本文針對該鐵路線的某標段進行研究，標段長度為33.952 km。在該標段中，隧道總長29.349 km，橋梁總長0.998 km，橋隧比大，達到了89.4%。沿線主要為沉積巖、變質巖、第四系殘積土，并伴有較為發育的巖溶，地下水埋藏較淺，地質條件復雜，施工難度大，且施工標段經過少數民族地區，施工周圍環保要求很高。因此，做好該工程的安全管理至關重要。

2.2 安全管理評價

在安全管理評價之前，需要對各影響因素的重要性進行分析，具體通過構建層次分析法中的比較判斷矩陣進行比較[12]。

這里以業主為例，通過判斷矩陣的構建、權重的分析，最終以計算的權重作為排序依據。表1為業主方11個影響因素的重要程度排序。

表1 業主方影響因素的重要程度排序

從表1中可以發現，重要性從高到低依次為：施工現場管理、建設管理、建設資金、資金計劃的合理性、承包商資源配置、類似工程經驗、資金的及時性、資金的穩定性、合同規定的資料和條件的提供、參建人員的職稱、工作年限。

2.2.1 影響因素集

以業主方為例，將上述影響因素分類，得到了3個影響因素集，具體如下：

U業1={參建人員的職稱,工作年限,類似工程經驗}。

U業2={建設資金,資金計劃的合理性,資金的及時性,資金的穩定性}。

U業3={建設管理,承包商資源配置,施工現場管理,合同規定的資料和條件的提供}。

同樣，也可以對勘察設計方、施工方、監理方的影響因素通過判斷矩陣的方法進行重要程度分析，從而建立影響因素集。

2.2.2 評語集

根據實際情況，建立安全管理評價的評語集，具體如式（7）所示。

式中，優、良、中、差、不合格分別對應的得分為5、4、3、2、1。

2.2.3 模糊矩陣

結合相關判斷，在對影響因素進行判斷時，需要依據上述評語集，接著就可以針對影響因素集建立相應的模糊矩陣，每一個影響因素集都對應一個模糊矩陣。這里依然以業主方為例，以其中的影響因素集U業1為例，建立對應的模糊矩陣，具體如式（8）所示。

同理，可以獲得影響因素集U業2和U業3的模糊矩陣。同樣，也可以對勘察設計方、施工方、監理方的模糊矩陣進行建立。

2.2.4 模糊綜合評價值

獲得了模糊矩陣以及權重后，就可以計算項目各參與方子目標的評價結果向量，然后進行歸一化處理。接著結合工程整體安全目標，就可以獲得模糊綜合評價值，這里計算出綜合評價值B＝4.027。根據評語集，可以得知所研究的標段項目對應的綜合安全管理等級為良。

綜合安全評價等級雖然達到了良，但安全隱患依然存在于項目建設過程中。對于項目的4個參與方，應該結合各方的子目標和總體目標，并對影響因素進行分析，確保有效的安全管理措施得以制訂，實現標段安全等級提升的目標，確保項目如期、安全完工。

2.3 安全管理措施

基于上述安全評價結果，并結合現場情況，針對項目的4個參與方，本文分別給出一些合理化安全管理措施。

1）業主單位：業主方的安全管理意識需要進一步提高；在安全管理方面要投入足夠的人力、物力；對于一些關鍵的分部分項工程需要重點管控；重視當地的環境保護工作管理，尊重當地風土人情。

2）勘察設計單位：對本單位人員進行全面的安全教育；優化勘察、設計工作任務，做到分工明確；對本單位內部強化管理。

3）施工單位：禁止出現違法分包的現象；通過安全教育培訓，提高施工人員的安全意識水平；進一步提升施工單位的安全管理能力；在安全生產過程中，要提高這方面的研究力度。

4）監理單位：對于一些重點、隱蔽部位，如橋梁、隧道等，應提高監督管理力度；保證監理單位的權力得以發揮；提高監理從業人員的能力。

2.4 管理措施的應用結果

基于模糊綜合評價法的結果，針對各參與方的職能給出了相應的管理措施建議，取得了一定的效益。其特點是可以對工程施工中影響安全的因素進行辨別，并給出合理的評價，不僅降低了安全事故的發生率，而且減小了施工對周邊環境的影響，保證了文明、和諧施工。

3 結語

本文以一鐵路工程的某標段為研究對象，采用模糊綜合評價法對其安全管理進行評價，所得到的結論如下：

1）對模糊綜合評價法進行闡述，包含6個基本過程，其中影響因素分析和影響因素集的建立是關鍵第一步。

2）對影響該鐵路工程某標段的安全管理因素進行了分析，其中業主方主要包含12個影響因素，通過判斷矩陣明確了12個因素的影響程度大小。經系列操作，結合工程的整體安全目標，得到綜合評價值，表明安全管理評價等級為良。

3）根據安全管理評價等級，并結合工程實際情況，對業主、勘察設計、施工、監理四方分別給出了安全管理措施和建議。實際應用結果表明，標段工程按期、按質、按量完工，降低了安全事故的發生率，得到了業主的肯定。