基于未確知測(cè)度理論的高層建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

鄭超欣，徐 迪

(1.河北工程大學(xué) 裝備制造學(xué)院，河北 邯鄲056038;2.河北工程大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，河北邯鄲056038)

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)建筑施工安全評(píng)價(jià)進(jìn)行了大量研究，主要運(yùn)用層次分析、灰色理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊綜合評(píng)價(jià)等方法，但是大多是以建筑總體的施工安全為主要研究對(duì)象，沒(méi)有針對(duì)高層建筑的具體特點(diǎn)開(kāi)展深入研究［1］。本文以高層住宅建筑施工階段中的安全因素為研究對(duì)象，將未確知測(cè)度理論和信息熵理論用于其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)測(cè)值，為高層建筑施工安全管理作出正確決策提供依據(jù)。

1 未確知測(cè)度模型

設(shè)研究對(duì)象空間為U={x1，…，xm}，xi表示第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)空間為I={I1，…，In}，xij是第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)指標(biāo)的評(píng)估值;研究對(duì)象U處于某一狀態(tài)，其未知狀態(tài)的集合簡(jiǎn)稱未確知區(qū)間集［2］。

1.1 指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)等級(jí)的確定

評(píng)價(jià)對(duì)象xi的指標(biāo)Ij有k個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)c1，…，ck，每個(gè)指標(biāo)的類別標(biāo)準(zhǔn)已知。構(gòu)成研究對(duì)象U的評(píng)價(jià)空間C={c1，…，ck}，滿足:=?，則稱{c1，…，ck}為狀態(tài)空間的分割;這里評(píng)價(jià)類別向量{c1，…，ck}是有序的，若ci＞ci+1(或ci＜ci+1)，即ci比ci+1 強(qiáng)(或弱)，又稱{c1，…，ck}是狀態(tài)空間的一個(gè)有序分割［2］。

若已知m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象x1，…，xm的指標(biāo)，則評(píng)價(jià)矩陣

1.2未確知測(cè)度函數(shù)的構(gòu)造

未確知測(cè)度函數(shù)μ(x)是用［0，1］上的一個(gè)數(shù)描述xij屬于ck類的程度，稱xij屬于ck類的未確知測(cè)度為 μijk，即 μijk= μ(xij∈ck)，且滿足歸一化條件，即 μijk∈［0，1］且根據(jù)每個(gè)具體指標(biāo)的變化特點(diǎn)選出與之相適應(yīng)的未確知測(cè)度函數(shù)［2］。然后可求得單指標(biāo)未確知測(cè)度矩陣

1.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

當(dāng)屬性值xij和評(píng)價(jià)指標(biāo)給定后，屬性權(quán)重也就相應(yīng)的確定，在屬性測(cè)值的未確知測(cè)度中隱藏著，故一般情況不適合再次人為規(guī)定，應(yīng)依據(jù)屬性的實(shí)測(cè)值來(lái)確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，借用信息熵的概念來(lái)定義Ij的峰值［3］

式中k是評(píng)價(jià)級(jí)別數(shù)目;Vij的大小是指標(biāo)Ij的重要性程度的反映。定義屬性Ij的權(quán)重為

1.4多指標(biāo)綜合測(cè)度矩陣

根據(jù)已經(jīng)確定的指標(biāo)權(quán)重，可得到評(píng)價(jià)對(duì)象的多指標(biāo)綜合測(cè)度，如下式

1.5識(shí)別與評(píng)價(jià)結(jié)果分析

由于評(píng)價(jià)類別{c1，…，ck}有序性，很明顯用最大測(cè)度識(shí)別是不合適的，所以，引入置信度識(shí)別準(zhǔn)則，若{c1，…，ck}滿足ci＞ci+1，對(duì)置信度 λ(0.5＜ λ ＜1)計(jì)算，通常取0.6 或0.7［4］

2 實(shí)例研究

本文以高層住宅項(xiàng)目邢臺(tái)市新世紀(jì)嘉園怡景苑50#、51#樓施工為例，該工程位于橋東區(qū)中興大街北側(cè)，襄都路西側(cè)，建筑面積24 493.18㎡，剪力墻結(jié)構(gòu)。其中50#樓地上18層，地下2層;51#樓地上17層，地下2層。該項(xiàng)目于2013年2月1日開(kāi)工，計(jì)劃于2015年2月4日竣工。通過(guò)對(duì)50#、51#樓施工過(guò)程中大量危險(xiǎn)源的研究，并結(jié)合前人研究成果［1，5－8］，篩選出具有代表性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了高層建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，評(píng)價(jià)指標(biāo)有五大類組成，如圖1所示。

在五大類評(píng)價(jià)指標(biāo)中選取19項(xiàng)因素作為此次評(píng)價(jià)的影響因子，分別用I1，…，I19表示。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，參考大量前人的研究結(jié)果［1，5－8］和專家建議，并結(jié)合工程實(shí)例的具體情況，運(yùn)用賦值的方法將其定量化。通過(guò)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化法將每個(gè)指標(biāo)分為5級(jí)，評(píng)判集為{C1，…，C5}，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)，分別表示安全風(fēng)險(xiǎn)低、安全風(fēng)險(xiǎn)較低、安全風(fēng)險(xiǎn)一般、安全風(fēng)險(xiǎn)較高、安全風(fēng)險(xiǎn)高。根據(jù)專家建議，每級(jí)設(shè)置一個(gè)取值標(biāo)準(zhǔn)，具體分級(jí)和賦值見(jiàn)表1。

結(jié)合工程實(shí)際，根據(jù)調(diào)查結(jié)果和專家打分確定指標(biāo)值，其中安全評(píng)分表參考JPJ－2011建設(shè)施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)打分項(xiàng)，且做出了相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)。具體各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)值詳見(jiàn)表2。

表1評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Criterion table of high －rise building construction risk judgment grades

表2評(píng)價(jià)指標(biāo)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistics of high －rise building construction risk indicators

依據(jù)表1和表2構(gòu)造出未確知測(cè)度函數(shù)，詳見(jiàn)圖2和圖3。

參照表1和表2中給出的數(shù)據(jù)及圖2、圖3求出單指標(biāo)未確知測(cè)度評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)式(1)、式(2)求出評(píng)價(jià)對(duì)象x對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重向量為 ωj=(0.051，0.045，0.062，0.048，0.062，0.062，0.051，0.054，0.054，0.045，0.045，0.045，0.062，0.045，0.045，0.045，0.062，0.068，0.044)

然后根據(jù)式(3)計(jì)算出多指標(biāo)綜合測(cè)度矩陣(ωjk)=(0.06 0.47 0.30 0.17 0)

最后，根據(jù)綜合測(cè)度矩陣對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象x進(jìn)行識(shí)別和排序，取置信度λ=0.7，由式(4)求出

λ =0.06+0.47+0.30=0.83 ＞0.7，所以x∈C3，即新世紀(jì)嘉園怡景苑項(xiàng)目目前風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)，安全風(fēng)險(xiǎn)一般。

綜合分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目在施工階段不存在特別突出的安全問(wèn)題，但是為了確保安全風(fēng)險(xiǎn)得到更為有效地控制，應(yīng)該制定完善的應(yīng)急預(yù)案和安全管理措施，將風(fēng)險(xiǎn)始終控制在可接受的范圍內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文這種模型適用于高層建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)狀況的評(píng)價(jià)，具有一定的可行性和科學(xué)性，可為管理者提供決策依據(jù)，具備一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

在此需要特別說(shuō)明的是，考慮到不同地區(qū)各方面的實(shí)際情況不同，在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的劃分和評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇上應(yīng)進(jìn)行必要地調(diào)整，以便得到更加科學(xué)有效地評(píng)價(jià)結(jié)果。

［1］徐蓉蓉.高層建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究［D］.南京:南京林業(yè)大學(xué)，2013.

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