基于粗糙集的高層建筑施工安全評(píng)價(jià)研究

裴 茜

(1.山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000； 2.運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000)

建筑業(yè)是整個(gè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著舉足輕重的地位。建筑業(yè)項(xiàng)目多且規(guī)模大，并保持長期增長的趨勢(shì)。近年來，全國建筑業(yè)受到建筑市場規(guī)律的影響，成為別人口中的“夕陽產(chǎn)業(yè)”，大部分建筑企業(yè)利潤出現(xiàn)了回落，尤其是規(guī)模較小的建筑業(yè)企業(yè)，但是，我國城市化進(jìn)程腳步并沒有放緩，國家內(nèi)需政策也并未改變，因此對(duì)建筑業(yè)旺盛需求依舊。從建筑業(yè)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，成本與利潤、勞作安全與強(qiáng)度之間的關(guān)系是建筑業(yè)爭論不休的話題，尤其是生產(chǎn)事故屢次發(fā)生以及因生產(chǎn)事故造成的死亡人數(shù)居高不下的緊張局面更是給建筑業(yè)安全施工提出了更高的要求?；诖?，各個(gè)國家都通過制定相應(yīng)的建筑施工安全管理制度以盡可能降低施工事故發(fā)生的概率，我國也不例外，特別是高層建筑施工安全評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，是我國建筑業(yè)為排除高層建筑施工安全隱患，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)堅(jiān)持不懈努力的方向，也是保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的良好前提。

1 粗糙集理論簡述

1.1 粗糙集理論內(nèi)容

粗糙集理論是一種新興處理不準(zhǔn)確、不一定、不完整等各種模糊性數(shù)據(jù)的理論，在粗糙集理論中，信息表或者信息系統(tǒng)是數(shù)據(jù)集表達(dá)的形式，也可以用四元組來表示，由波蘭科學(xué)家Z.Pawlak創(chuàng)立。粗糙集理論歷經(jīng)多年的反復(fù)論證，已成為數(shù)學(xué)界和計(jì)算機(jī)界的寵兒，特別是將其運(yùn)用于知識(shí)獲取、決策以及過程分析控制的人工智能領(lǐng)域備受矚目，引起了越來越多科研人員的關(guān)注。

在粗糙集理論中，首先它的基本概念囊括了知識(shí)庫和知識(shí)系統(tǒng)：對(duì)于知識(shí)系統(tǒng)S=(U，A，V，f)U為論域，xi為論域中的對(duì)象，U={x1，x2，x3,…,xn}，A為非空的屬性集合A=C∪D，C={C1，C2，C3，…，Cn}條件屬性集合，D=j5i0abt0b決策屬性C∩D=φ，V是屬性值域，f表示信息函數(shù)。其次，不可分辨關(guān)系在粗糙集理論中是屬于等價(jià)關(guān)系，是將相關(guān)知識(shí)加以等價(jià)類族的定義，公式是[x]ind(p)=I[x]R,其中，p是等價(jià)關(guān)系中族相關(guān)知識(shí)，基本知識(shí)統(tǒng)稱為p。最后，每個(gè)等價(jià)子集的關(guān)系是由近似集加以定義的，公式為RX=u{YEU/R,Y(X)}。

其中，RX為正域；U為邊界域。

1.2 粗糙集理論優(yōu)勢(shì)

粗糙集理論可以用來表達(dá)一些不一致或者不精確的知識(shí)信息，并能從中挖掘出隱含的知識(shí)以及揭示潛在的規(guī)律。粗糙集理論與其他處理不確定性問題的理論方法最顯著的區(qū)別在于不需要以所需處理數(shù)據(jù)集合之外的先驗(yàn)知識(shí)作為前提，且該理論與其他處理不確定數(shù)據(jù)理論具有互補(bǔ)性。粗糙集理論這一大優(yōu)點(diǎn)，一方面是得益于其成熟的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，另一方面是其易用性。通過粗糙集理論分析不一致信息、推理不完整知識(shí)，同時(shí)將信息進(jìn)行數(shù)據(jù)簡化并以模式形式進(jìn)行分類，以此憑借數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系實(shí)施識(shí)別和評(píng)估。

1.3 高層建筑中粗糙集理論的運(yùn)用

在高層建筑中，粗糙集理論具有很強(qiáng)的實(shí)用性，通過利用數(shù)據(jù)本身信息，對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效驗(yàn)證和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估分析，并將概念和操作模式加以揭示，同時(shí)將規(guī)則進(jìn)行精確驗(yàn)證和證實(shí)。利用粗糙集理論，在表達(dá)和處理各種數(shù)據(jù)的同時(shí)將不一致、不完備數(shù)據(jù)加以變量，以此獲得更多有用的數(shù)據(jù)，獲取簡化后更加有用的關(guān)鍵信息。另外，粗糙集理論能將隱藏在數(shù)據(jù)背后的信息挖掘出來并加以利用，特別是數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的規(guī)律和實(shí)施進(jìn)行隱藏的過程中能有效避免因人為因素而導(dǎo)致的偏差出現(xiàn)。

2 高層建筑施工安全評(píng)價(jià)

2.1 施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)

優(yōu)質(zhì)高層建筑施工建設(shè)，施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的基本工作是核心，安全預(yù)測質(zhì)量需重視。高層建筑施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)高層建筑建設(shè)的實(shí)際情況，結(jié)合建筑施工特點(diǎn)，來實(shí)施設(shè)定復(fù)雜的安全指標(biāo)體系工作。其次，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循科學(xué)評(píng)價(jià)事物安全性能的原則，同時(shí)因遵守建筑行業(yè)對(duì)規(guī)范該行業(yè)而制定的安全系統(tǒng)指標(biāo)間的系統(tǒng)性原則，以此進(jìn)行各安全性指標(biāo)間的相關(guān)性、層次性以及整體性的合理分析。再次，嚴(yán)格遵循安全指標(biāo)體系之間的可比性原則，即就是要將施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及到的計(jì)量范圍、方法以及口徑等方面進(jìn)行充分考慮，避免不必要的因素干擾，影響施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)。最后，可行性原則是進(jìn)行高層建筑施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)遵守的原則，也是安全評(píng)價(jià)方案得以應(yīng)用或是被采納的有效保證。

2.2 從粗糙集理論角度分析影響施工安全因素

從粗糙集理論出發(fā)，分析高層建筑施工安全影響因素，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑企業(yè)對(duì)施工安全生產(chǎn)既定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)高層建筑施工安全現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)歸納影響施工安全的復(fù)雜因素，如表1所示。

高層建筑施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分別從四口五臨邊、手腳架、機(jī)械設(shè)備、基坑模板以及線路觸電等方面來評(píng)價(jià)高層建筑施工安全，但從粗糙集理論角度出發(fā)，影響高層建筑施工安全因素主要是管理和設(shè)備兩方面的，管理不當(dāng)或疏于管理以及設(shè)備是主要影響高層建筑安全的因素。

3 工程案例分析

對(duì)A高層建筑施工中，采用粗糙集理論對(duì)該高層建筑施工進(jìn)行影響因素分析，通過該分析系統(tǒng)，深入分析了影響安全管理的因素分析結(jié)論，并將因分析各影響因素所得的離散值進(jìn)行等級(jí)劃分，根據(jù)離散值分為優(yōu)秀(C1)、合格(C2)以及不合格(C3)的等次，同時(shí)對(duì)安全施工組織設(shè)計(jì)、安全教育與檢查、安全生產(chǎn)責(zé)任制等情況進(jìn)行等級(jí)和程度的設(shè)定，以確保獲取準(zhǔn)確的高層施工安全評(píng)價(jià)信息。其中，用U代表影響因素，C表示決策因素，D表示工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)決策屬性。采用粗糙集理論分析高層建筑施工安全管理影響因素，工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)決策因素D取離散值1，2，3，分別用C1表示優(yōu)秀、C2表示合格、C3表示不合格。安全施工組織設(shè)計(jì)按照優(yōu)秀、一般、差的程度進(jìn)行劃分，也取離散值1，2，3?；诖?，C的D約簡為(C1，C3)，而C的D核為C1，C2為冗余屬性，然而個(gè)屬性的重要性σCD(C1)=13/15-8/15=7/15;σCD(C2)=13/15-13/15=0;σCD(C3)=13/15-4/15=9/15。由于高層建筑施工安全影響因素復(fù)雜多樣，使得在粗糙集理論角度下高度層建筑施工安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)表達(dá)如表2所示。

表2 高層建筑施工安全影響因素致使系統(tǒng)的表達(dá)

4 結(jié)語

安全評(píng)價(jià)是高層建筑施工安全管理重要的組成部分，能有效預(yù)防安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，盡可能地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，也有助于政府對(duì)建筑業(yè)的宏觀調(diào)控，同時(shí)也提高建筑企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)用粗糙集理論對(duì)高層建筑施工安全評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，能有效提高建筑工程系統(tǒng)安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)高層建筑施工全過程安全監(jiān)控，同時(shí)建立最優(yōu)施工方案。因?yàn)榇植诩碚撃芡诰虺霾淮_定、不一致的信息背后隱藏的有效信息，并能從該些信息中揭示潛在的規(guī)律。關(guān)于高層建筑進(jìn)行安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，關(guān)鍵在于對(duì)施工安全評(píng)價(jià)、預(yù)測以及控制做到最優(yōu)，同時(shí)粗糙集理論運(yùn)用于作業(yè)復(fù)雜多樣的高層建筑施工中，給具有復(fù)雜交叉作業(yè)管理的高層施工提供了良好的對(duì)接功能。

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