基于AHP的地鐵施工風險管理研究

樊愫琴FAN Su-qin

（江西理工大學經濟管理學院，贛州 341000）

0 引言

從改革開放以來我國經濟快速發展，人們對美好生活的需求也越來越高，近年來城鎮人口不斷增加，城市交通壓力越來越大，出行方便也成了人們生活指數的一個重要指標。城市軌道交通的出現有效地緩解了交通擁堵現象。我國最早的地鐵是北京地鐵，始建于1965年，竣工于1969年，在1971年開始運營；之后伴隨經濟發展，天津、上海、廣州等城市地鐵相繼開通運營。地鐵的出現很好的緩解了交通壓力，充分利用了城市地下空間，地鐵憑借其速度快、運行穩，不擁堵等優點受到人們的喜愛，使得居民出行更便捷，更省時；地鐵的低污染、低噪音特點也很符合近年來倡導的綠色出行理念，地鐵成為近年來居民出行公共交通的首選。但是地鐵方便省時的同時，地鐵的施工過程由于工程量大，工期長，施工條件復雜等因素，在地鐵工程施工過程中存在很多的風險，所以對地鐵施工風險的預防與管理也就尤為重要。本文主要從地鐵施工過程中可能遇到的幾個因素指標入手，結合南昌地鐵1號線北延工程實例分析地鐵施工風險的各指標權重，以期給類似工程施工帶來一點參考。

1 研究現狀

有很多學者對地鐵施工風險進行了研究。如張繼超等[1]通過AHP法對主要的風險元素進行研究，從而制定為實際工程案例制定應急和防預措施；肖琪聃[2]等通過專家調查打分得出主要的風險因素，將地鐵施工風險指標分為地質風險、質量風險、施工風險三大類，運用貝葉斯網絡模型，得出項目安全風險的發生概率和危險因素；鄭學召等[3]通過梯形模糊層次分析法來研究地鐵隧道施工的不準確性不確定性問題，將地鐵風險分為人員安全風險、機械安全風險、環境安全風險幾類；孫斐[4]等以青島地鐵施工為例，從人員、環境、技術和管理4個方面建立地鐵建設項目施工風險原始評價指標體系，運用粗糙集理論和RBF神經網絡方法建立地鐵建設項目施工風險評價模型；鄭學召[5]等，對多指標人-機-環系統綜合評價進行了分析探討，結合模糊層次分析法，確定地鐵隧道施工風險等級；魏丹[6]通過故障樹和層次分析法對地鐵施工中隧道基坑圍護結構的風險進行評估，得出施工安全管理對其影響最大的結論；王[7]由地鐵坍塌事故引發思考，運用WBS-R BS與故障樹結合來進行風險識別，對風險因素進行敏感度分析；劉波[8]等運用模糊層次分析法分析實際工程案例中的風險因素，主要從人員風險、施工機械與設備風險、施工材料風險、施工風險、環境風險幾方面入手對地鐵施工風險進行分析，計算各指標權重，從而制定風險控制措施；譚志明[9]運用貝葉斯網絡對地鐵施工風險進行了研究；應國柱等[10]將地鐵施工風險指標分為地質風險、設計與施工風險、環境風險、人員與管理風險、監控與量測風險。通過對傳統的9標度層次分析發進行改進，利用約束規劃和數學迭代問題求得各風險指標的權重；張毅軍[11]等通過TOPSIS方法對地鐵施工的風險進行分析，及評估中的加權型風險衡量因子的權重進行求解；Wen hui Hou[12]等引入了一個綜合的風險評估框架，融合了信任網絡（credal networks，CNs）和基于平均解距離（EDAS）的改進評估方法，系統地評估了地鐵項目生命周期內的風險；Z.Z.Wang[13]等利用模糊綜合貝葉斯網絡，將模糊綜合評價方法與貝葉斯網絡相結合，提出了一種在不確定性條件下地鐵建設項目安全風險分析的系統決策支持方法。對地鐵施工過程中存在的安全隱患進行評估，為地鐵施工前期的動態風險預警與控制提供依據；Li mao Zhang[14]等針對基本事件模糊概率估計問題，提出了一種專家置信度指標，以保證專家調查過程中采集數據的可靠性。在表示定理的基礎上，提出了一種精確的解模糊化方法，為安全管理的決策提供支持工具，為安全管理提供指導，地鐵建設從而增加在復雜環境下項目成功的可能性；Y.Zhou[15]等提出用一種可視化技術進行地鐵安全管理。將來自設計階段的關于施工組件和調度的信息收集起來，以形成一個四維（4D）模型，實時可視化安全狀態，可檢測施工前和施工中存在的安全隱患，并做出預防措施。等等。

2 層次分析法

2.1 層次分析法概述

層次分析法是由美國托馬斯·薩蒂（T.L.Saaty）教授于20世紀70年代提出的。該方法是把和決策有關的各指標分解成目標層、準則層、方案層等，通過專家打分，計算各指標的權重，對各指標進行定性和定量分析，該方法被運用于很多的研究領域。

2.2 層次分析法基本步驟

步驟1：識別實際問題中所涉及的各影響因素，劃分出目標層、準則層、方案層。構建出各個指標之間的層次結構模型。

步驟2：分析各層次中各因素間的關系，針對指標aij，按1～9的標度對重要性程度賦值。對同一層次各元素關于上一層次指標的重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較的判斷矩陣；這就是指標i與j相對于準則C的重要性的比例。

步驟3：由判斷矩陣計算比較元素對于準則C的相對權重，并進行判斷矩陣的一致性檢驗。進行一致性檢驗需要計算它的一致性指標CI；其中當CI=0時，則表示判斷矩陣具有完全一致性；反之，CI越大，則判斷矩陣的一致性就越差。一致性指標CI與平均隨機一致性指標R I之比，稱為判斷矩陣的隨機一致性比例即C R；其中則滿足一致性檢驗；反之，則不滿足，需要調整判斷矩陣。

3 實際工程案例

3.1 南昌地鐵現狀及1號線北延工程概況

南昌作為江西省的省會城市，江西省首條地鐵線路于2009年07月在南昌正式開工建設，歷時6年建造完成，2015年09月試運行，于2015年12月開通載客運營[16]。南昌軌道交通是服務于南昌市的城市軌道交通，前期規劃建設有南昌地鐵1號線、南昌地鐵2號線、南昌地鐵3號線、南昌地鐵4號線四條線路，目前1號線、2號線、3號線、4號線（于2021年12月26日正式開通運營）均已投入使用，4線共設有103座車站。由4條線路組成的軌道交通骨干線網，可通達南昌主城七個行政區及南昌縣，串聯外圍蓮塘、九龍湖、樂化、瑤湖四大組團，并連接南昌火車站、南昌西站等主要交通樞紐。線路密集后南昌65%以上人口不出500米的行走范圍內就能找到地鐵站，大大縮短了市民出行時間。

南昌軌道交通1號線北延工程概況，工程起點為昌北機場站，終點為一期工程雙港站（不含），線路總長約16.973km，其中地下線13.528km，高架線3.445km（本文不考慮高架線路）。設站8座，其中地下站6座，高架站2座。線路主要走向為：規劃機場東二路-規劃贛新大道-經開大道-昌北大道-廬山大道。

3.2 指標選取

本文結合南昌地鐵1號線北延工程實際情況，以及大量的文獻參考，把地鐵施工風險劃分為自然環境風險（B1）、人員風險（B2）、施工機械設備風險（B3）、施工材料風險（B4）四類。自然環境風險包括地質風險（C11）、地下水風險（C12）；人員風險包括施工人員專業素質不高（C21）、施工人員風險意識不強（C22）、管理人員管理方法不當（C23）；施工機械設備風險包括機械設備操作不規范（C31）、機械設備選用不合理（C32）、機械設備維護不到位（C33）；施工材料風險包括混凝土強度不足（C41）、支護不牢固（C42）；如表1所示。

表1地鐵施工風險

3.3 權重確定

按照9標度（如表2）對各指標aij進行兩兩對比打分。aij等于1表示i與j指標相對同一準則同等重要；aij等于3表示i指標比j指標稍微重要；aij等于5表示i指標比j指標明顯重要；aij等于7表示i指標比j指標強烈重要；aij等于9表示i指標比j指標極端重要；其他則表示相鄰兩標度折中的標度；aij為分數則相反。

表2層次分析法1～9標度

3.4 專家打分

根據南昌地鐵一號線北延工程的特點，對其施工過程中可能發生的各種風險進行專家打分，結果如表3。對專家打分的結果進行處理，計算各指標權重。

表3專家打分結果

表4二級指標權重

對專家打分結果進行列歸一化處理

4 結語

根據AHP法得出的各指標的權重，可以看出在該工程施工作業時施工材料風險在四個指標中占比最大，其次是人員風險、機械設備風險和自然風險；所以在該段地鐵施工時要嚴格把控材料關口，做好材料進出場記錄，確保施工用料質量，做好混凝土的強度監控工作，做好支護，同時對人員做好安全教育，保證人員施工作業的安全。以下是幾點建議：

①做好材料進場計劃，明確材料進場時間和數量，做好材料跟蹤記錄工作，同時一定要保證材料供應及時，確保進場材料的質量，避免因為材料供應不及時，為趕工期而使用劣質施工材料，避免給工程帶來安全隱患。

②做好人員安全教育工作，在施工人員進場前的安全培訓，例如施工人員進場務必佩戴安全帽；對施工人員進行必要的技術培訓，保證施工過程中操作的正確性與合理性，避免因為操作不當造成事故，管理人員加強安全管理。

③定期做施工設備的維護與檢查工作，做好施工機械設備的定期保養，及時的發現設備存在的安全隱患。