基于EW-SPA法的建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)

代婷偉DAI Ting-wei

（武漢工程大學(xué)，武漢 430073）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，建筑行業(yè)為推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程做出了突出的貢獻(xiàn)。但由于從事建筑行業(yè)具有工作強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜以及危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)，在各類安全事故中占比最高。從住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的數(shù)據(jù)顯示[1]，目前由高處作業(yè)過程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的傷害仍然不容忽視。因此找出引起事故的重要因素，從而針對(duì)這些因素制定有效的預(yù)防方案，對(duì)保障人民的身體健康和財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于建筑施工高處事故發(fā)生的影響因素分析方面的研究大多集中在定性方法上，而在研究建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)方面使用較多的定量方法，有模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法、故障樹分析法等[2-5]。這些方法運(yùn)用在建筑施工高處事故中不能較好地克服系統(tǒng)的模糊性和不確定性，本文利用熵權(quán)（EW）法可以克服確定指標(biāo)權(quán)重過程中由專家打分帶來的主觀因素誤差，具有較高的精確性和適應(yīng)性。集對(duì)分析（SPA）法可以用來研究?jī)蓚€(gè)及以上集合的確定性及不確定性，在研究高處作業(yè)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)確定性與不確定性問題上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此本文在確定指標(biāo)體系之后，構(gòu)建基于EW-SPA法的建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)模型，旨在彌補(bǔ)由主觀性帶來的誤差，給各級(jí)建筑施工相關(guān)人員一個(gè)可靠的依據(jù)和指向。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

通過查閱建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑施工高處作業(yè)的特點(diǎn)，并且綜合分析大量高處事故調(diào)查報(bào)告和相關(guān)文獻(xiàn)[6-9]，從而識(shí)別出在高處作業(yè)時(shí)潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。然后采用“4M1E”事故致因理論，依據(jù)相應(yīng)的指標(biāo)建立原則對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行篩選，最終篩選出來的因素與施工人員相關(guān)的指標(biāo)6個(gè)、與施工現(xiàn)場(chǎng)物品相關(guān)的指標(biāo)3個(gè)、與施工環(huán)境相關(guān)的指標(biāo)2個(gè)、與施工現(xiàn)場(chǎng)管理相關(guān)的指標(biāo)7個(gè)以及其他相關(guān)的指標(biāo)3個(gè)，按照如圖1所示的排列方式將各級(jí)指標(biāo)構(gòu)建成建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為驗(yàn)證所選指標(biāo)的準(zhǔn)確性，通過發(fā)放110份研究指標(biāo)重要程度的調(diào)查問卷，來分析體系中各個(gè)指標(biāo)的重要程度，將獲得的專家評(píng)價(jià)等級(jí)取分值區(qū)間中位數(shù)整理為EXCEL表格。再運(yùn)用SPSS軟件對(duì)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行信度分析和效度分析，得到Cronbach’s α系數(shù)、KMO值。經(jīng)檢驗(yàn)Cronbach’s α系數(shù)為0.86表示信度不錯(cuò)，KMO檢驗(yàn)值為0.83表示比較合適做因子分析。由此說明對(duì)于建筑施工高處事故安全評(píng)價(jià)領(lǐng)域來說上述所選的指標(biāo)較為貼切，同時(shí)可以說明本次調(diào)查問卷數(shù)據(jù)的信度比較高，各調(diào)查對(duì)象對(duì)所選指標(biāo)的賦值差值較小，綜上可知所建的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系比較合理。

1.2 劃分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

通過收集多位建筑行業(yè)的專家意見，將評(píng)價(jià)建筑施工高處事故安全等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)及與取值范圍劃分為非常安全、安全、較安全、危險(xiǎn)、非常危險(xiǎn)等五個(gè)等級(jí)，為便于進(jìn)一步定量決策分析，將五個(gè)等級(jí)進(jìn)行分值劃分如表1所示。

表1 專家評(píng)價(jià)分級(jí)

2 熵權(quán)-集對(duì)分析模型

2.1 熵權(quán)法原理

熵權(quán)法是客觀賦值法中較為簡(jiǎn)單的一種賦值方法[10]。在信息論中，熵反映的是系統(tǒng)的無序化程度，熵越大代表數(shù)據(jù)包含的信息不確定性越大，可以根據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)之間的差異計(jì)算出各指標(biāo)權(quán)。熵權(quán)法的計(jì)算步驟如下：

①確定初始數(shù)據(jù)形成的判斷矩陣R：

m為評(píng)價(jià)對(duì)象，n為評(píng)價(jià)指標(biāo)；rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分值。

②對(duì)矩陣R進(jìn)行歸一化，可得歸一化矩陣B：

rmax、rmin為評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分值中的最大值和最小值。

④計(jì)算第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重：

2.2 集對(duì)分析評(píng)價(jià)理論

集對(duì)分析理論的核心思想就是將評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)看作一個(gè)集對(duì)，然后引入聯(lián)系度從同、異、反三方面分析集對(duì)特性。將集合X與集合Y構(gòu)建一個(gè)集對(duì)H（X，Y），假設(shè)集對(duì)共有N個(gè)元素，其中有S個(gè)元素的特性相同一，P個(gè)元素的特性相對(duì)立，余下的F個(gè)元素的特性不確定，則聯(lián)系度μ為：

a為集對(duì)的同一度，a、b、c三者之和為1。i取值范圍為[-1，1]為差異度系數(shù)；j=-1為對(duì)立度系數(shù)。

2.3 基于熵權(quán)的集對(duì)法分析模型

2.3.1 單個(gè)指標(biāo)聯(lián)系度的確定

在對(duì)建筑施工高處事故進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的過程中，將上述劃分的五個(gè)等級(jí)的五個(gè)界限值作為同一度、差異度以及對(duì)立度的劃分依據(jù)，則式（5）中的三元聯(lián)系度表達(dá)式將轉(zhuǎn)換為五元聯(lián)系度表達(dá)式[11]：

聯(lián)系度μds為：

對(duì)于越大越優(yōu)型指標(biāo)：

對(duì)于越小越優(yōu)型指標(biāo)：

式中：xd為評(píng)價(jià)指標(biāo)d的實(shí)際得分值；s1～s5為評(píng)價(jià)指標(biāo)d的劃分界限值。

2.3.2 集對(duì)H（X，Y）綜合聯(lián)系度μxy的計(jì)算

其中W為評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量可從2.1節(jié)公式（4）得出；R為各指標(biāo)的聯(lián)系度分量矩陣，E=（1，i1，i2，i3，j）。通過確定表達(dá)式中i的取值，并且j的取值為-1，代入公式中。計(jì)算得出μxy（本文采取均分原則對(duì)i取值，i1取為0.5，i2取為0.01，i3取為-0.5），確定安全等級(jí)。

3 應(yīng)用實(shí)例

以武漢市某建筑工程項(xiàng)目為例，利用本文構(gòu)建的安全評(píng)價(jià)模型綜合評(píng)價(jià)其高處作業(yè)安全狀況。

3.1 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

請(qǐng)5位相關(guān)專家根據(jù)已建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)判21項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，評(píng)分區(qū)間為[0，100]（其中分?jǐn)?shù)值越高代表安全性越好）。根據(jù)上述公式（1）-式（4），計(jì)算得出各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果見表2。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值和權(quán)重

3.2 聯(lián)系度計(jì)算

①單指標(biāo)聯(lián)系度確定。將專家打分值的平均值作為指標(biāo)的評(píng)判值，以A1為例，見表3。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的單指標(biāo)聯(lián)系度

②綜合聯(lián)系度計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算綜合聯(lián)系度μ=0.594。根據(jù)等比例取值的原則，將[－1，1]區(qū)間分成5等份，見表4。目標(biāo)層μ=0.594，建筑施工高處作業(yè)的安全等級(jí)為安全。

表4 安全等級(jí)判斷區(qū)間

3.3 結(jié)果分析

根據(jù)指標(biāo)層的權(quán)重排名可知排列前三名的因素，已知安全投入不足的權(quán)重最大，建議施工企業(yè)應(yīng)及時(shí)加大安全投入以控制其帶來的安全隱患；根據(jù)已知隱患排查治理不到位所占權(quán)重第二，可以通過安排合理的隱患排查次數(shù)來減少施工過程中由于某些隱患導(dǎo)致的事故；根據(jù)已知安全生產(chǎn)責(zé)任制的權(quán)重排名第三，可以通過加強(qiáng)安全生產(chǎn)責(zé)任制度落實(shí)來明確各個(gè)層級(jí)管理者的職責(zé)。旨在降低建筑施工高處作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

①經(jīng)過多次分析造成高處事故的原因后，最終構(gòu)建了建筑施工高處事故安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本文利用熵權(quán)法確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，以期使管理者和施工作業(yè)人員有依可循，可以通過權(quán)重?cái)?shù)值大小來指導(dǎo)的工作實(shí)施；利用集對(duì)分析法評(píng)判建筑施工高處作業(yè)的安全等級(jí)。②經(jīng)過實(shí)例驗(yàn)證，本文基于EW-SPA法的建筑施工高處墜落安全評(píng)價(jià)模型能夠較好地避免人為因素造成的誤差，更加客觀地全面地把握建筑施工高處事故安全風(fēng)險(xiǎn)的具體情況，可為建筑施工企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)降低提供一定的方向和重點(diǎn)。