基于LEC-AHP法的建筑施工作業(yè)危險性評價

鄭應亨 王世雄 周兆銀

(重慶科技學院， 重慶 401331)

基于LEC-AHP法的建筑施工作業(yè)危險性評價

鄭應亨 王世雄 周兆銀

(重慶科技學院， 重慶 401331)

對LEC評價法的優(yōu)缺點進行分析，利用層次分析法(AHP)對該評價方法做出改進。在對建筑施工過程參與人員分類的基礎上，建立針對作業(yè)參與人員的綜合評價指標體系，計算其綜合權重，從而對LEC作業(yè)條件危險性評價法中因素的取值進行了修正。

LEC； AHP； 建筑施工； 危險性評價

在作業(yè)前進行安全評價，預先判斷潛在風險因素，從而采取有效控制措施規(guī)避風險，是避免建筑施工中事故發(fā)生的有效方法。常用的安全評價方法有故障樹法[1]、安全檢查表法、模糊綜合評價法[2]、組合權重法[3]、粗糙集法等[4]。影響施工作業(yè)安全的因素眾多，且各因素之間相互影響，給安全評價造成了很大的難度[5]。建筑施工作業(yè)安全評價的要點在于避免評價人員的主觀性，切實反映實際工程狀況，保證評價結果的準確性。

LEC作業(yè)條件危險性評價法(簡稱LEC評價法)是一種建筑施工作業(yè)安全評價方法，具有應用方便、評價結果清晰等優(yōu)勢。該方法將影響作業(yè)危險程度的因素分為三大類，且定義明確，能夠應用于整個建筑施工的周期，相比其他安全評價方法，通用性上存在一定的優(yōu)勢。但和其他常用的安全評價法一樣，評價結果一定程度上受到主觀性因素的影響。

1 LEC評價法

LEC評價法是一種針對有潛在危險性的作業(yè)環(huán)境進行安全評價的方法，對影響作業(yè)環(huán)境危險性的因素予以量化，是一種半定量的評價方法[6]。

首先將環(huán)境風險有關的因素歸結為以下3個：事故發(fā)生的可能性，記為L；人員暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度，記為E；一旦發(fā)生事故可能造成的后果，記為C[7]。根據(jù)3個因素指標數(shù)值的乘積來判定作業(yè)的危險程度(見表1 — 表3)。

表1 L —— 事故發(fā)生的可能性

表2 E —— 人員暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度

表3 C —— 一旦發(fā)生事故可能造成的后果

以3個因素分值的乘積D為作業(yè)危險程度，來評定建筑施工作業(yè)的危險程度：

D=L×E×C

式中，D的數(shù)值越高，說明該作業(yè)危險性越大。作業(yè)危險程度分級分值見表4[8]。

表4 D —— 作業(yè)危險程度分值

根據(jù)評價的結果采取不同的安全措施，以降低事故發(fā)生的可能性，或者減輕事故造成的損傷，保證施工作業(yè)的安全。

2 LEC評價法優(yōu)缺點分析

2.1 LEC法的優(yōu)點

(1) 應用簡便。LEC作業(yè)條件危險性評價法將作業(yè)危險程度影響因素分解為L、E、C因素，每個因素均給出簡明扼要、劃分精細的評判等級，將L、E、C因素由定性評價轉化為半定量評價。作業(yè)危險程度計算公式簡單，乘數(shù)因子數(shù)值確定方便[9]。常規(guī)作業(yè)人員均可按此方法對某項作業(yè)進行安全評價，并給出危險性評判結果。

(2) 適用范圍廣。LEC作業(yè)條件危險性評價法在建筑施工作業(yè)安全評價中的適用范圍相對較廣。在對建筑施作業(yè)進行安全評價時，對施工作業(yè)類型未作嚴格的范圍界定。該評價法中3個要素涵蓋了影響建筑施工作業(yè)風險水平的各類因素，概括了各項作業(yè)風險的同類特征[10]。在實際應用過程中，各種工程作業(yè)均可應用此方法進行安全評價和風險分析，適用范圍廣泛。

(3) 評價結果明確。最終評價結果通過施工作業(yè)的危險程度來表示，根據(jù)危險程度數(shù)值的大小將作業(yè)危險程度分為5級[11]。評價結果明確，相應風險水平及危險程度準確反映，并提出相對應的控制措施。

2.2 LEC法的缺點

(1) 受主觀影響較大。LEC評價法是一種半定量的作業(yè)安全評價方法。其中，L、C取值，受作業(yè)評價人員主觀評價的影響比較大。作業(yè)評價人員安全意識水平、安全技能、作業(yè)經(jīng)驗和個人思想重視程度的差異等等，均可造成L和C因素取值的不同，結果將導致評價結果的多樣性。

(2) 不同對象結果不一。LEC評價法中，E因素的分值會因不同作業(yè)人員的主觀性而產(chǎn)生差異。LEC評價法是針對某一固定作業(yè)對象在某一固定作業(yè)階段的安全評價，當作業(yè)對象改變(增加、減少或者是調(diào)換)或者作業(yè)流程兩者之一發(fā)生變化的時候，需重新進行評價工作。對作業(yè)安全水平的整體評價，是此方法的弱勢。

3 對LEC評價法的改進

建筑施工作業(yè)環(huán)境中存在復雜性和多變性，因而在安全風險的評價中多采用定向與定量相結合的方式[13]。根據(jù)上述LEC評價法的優(yōu)缺點分析，對施工作業(yè)整體的安全水平作出較準確的評價，切實反映建筑施工作業(yè)過程中因人員流動引起的作業(yè)安全水平變化[14]。此處結合AHP層次分析法以及實際工程作業(yè)參與對象，對E因素的分值進行權重劃分，結合各類工作人員暴露于環(huán)境的頻繁程度，最終得出某項作業(yè)整體安全性評價結果。

3.1 建立層次模型

以“作業(yè)參與人員”為層次模型第一層，通過查閱相關文獻[15]及施工現(xiàn)場的考查，第二層指標確定為“作業(yè)人員”、“監(jiān)管人員”、“巡視監(jiān)理”、“其他人員”4個指標(見圖1)：

圖1 參與施工作業(yè)人員層次結構

(1) 作業(yè)人員，施工、操作人員和特種作業(yè)人員等直接參與施工作業(yè)的人；

(2) 監(jiān)管人員，施工作業(yè)人員內(nèi)專職作業(yè)監(jiān)管人員；

(3) 巡視監(jiān)理，施工現(xiàn)場監(jiān)理方作業(yè)巡視人員；

(4) 其他人員，因工序交叉出現(xiàn)的非本作業(yè)人員、建設單位巡視人員等非作業(yè)直接參與人員。

3.2 構造判斷矩陣及計算

(1) 構造兩兩判斷矩陣。對同一層次中的元素，以1-9標度方法為標準(見表5)，進行上一層次準則下重要性的兩兩比較[16]。

表5 1-9標度方法

構成判斷矩陣(見表6)[17]:

表6 判斷矩陣

(2) 計算權向量。計算單一準則下各比較元素的相對權重，采用幾何平均法求解判斷矩陣的特征根與特征向量[18]。

計算判斷矩陣每一行元素的乘積Wi：

計算即判斷矩陣的特征向量：Wi=[W1W2…Wn]T，其中，Wi表示第i個元素的權值。

計算判斷矩陣的最大特征根λmax：

式中：(AW)i表示向量AW的第i個元素。

3.3 基本一致性檢驗

為檢驗各指標權重的計算排序結果是否合理，引入了判斷矩陣一致性檢驗方法。當檢驗結果不滿足一致性時，就需修改原判斷矩陣，直至滿足一致性為止。

計算一致性指標CI：

計算平均隨機一致性指標：

當計算結果CR<0.1時，說明判斷矩陣滿足一致性，否則不滿足。 式中：R為平均隨機一致性指標，CR為一致性指標。具體取值如表7所示。

表7 1-9標度法的R取值

3.4 層次總排序一致性檢驗

層次總排序是指在同一層次中，所有因素對最高層元素的相對重要性權值綜合排序。

如果B層次某因素對Aj單排序的一致性指標為CIj，相應的平均隨機一致性指標為Rj，按下式計算層次總排序一致性比率CR：

當CR<0.1時，認為層次總排序結果是滿意的。

3.5 權重計算結果的應用

計算得出各因素的權重系數(shù)值EiWi，用于計算綜合E′：

計算得出綜合E′后，將此數(shù)值帶入LEC評價法中，計算得出某項作業(yè)的綜合風險值：

D′=L×E′×C

4 LEC-AHP評價法的應用實例

以某酒店地下車庫頂層排水管道安裝作業(yè)為例，地下車庫頂層樓板下排水管道安裝，需利用門式腳手架搭設工作面。工作面高度4 m，根據(jù)相關標準規(guī)定，此次安裝作業(yè)已屬于高處作業(yè)范疇。參與作業(yè)人數(shù)3人，其中2人為作業(yè)面作業(yè)人員，1人為地面協(xié)助和作業(yè)監(jiān)管人員。

4.1 構建判斷矩陣

根據(jù)該作業(yè)參與人員情況，及其他可能參與到該作業(yè)范圍的人員，建立層次模型(圖1)。再根據(jù)表5，構建層次結構中，底層因素在頂層準則下的判斷矩陣(見表8)：

表8 判斷矩陣

4.2 計算各指標權重系數(shù)

經(jīng)過計算得出：判斷矩陣的特征向量W=[0.566 90.264 8 0.061 3 0.107 0]T，最大特征根為4.068 4，CI=0.022 8，R=0.90，CR=0.025 3，一致性檢驗結果符合要求。

最終計算出，第二層次各因素相對第一層次的權重系數(shù)分別為WB1=0.566 9，WB2=0.264 8，WB3=0.061 3，WB4=0.107 0。

4.3 計算綜合E′、D′值

作業(yè)可能涉及到的人員包括：B1，作業(yè)人員(施工人員、操作人員、特種作業(yè)人員等直接參與勞動作業(yè)的人)；B2，監(jiān)管人員(作業(yè)人員內(nèi)專職作業(yè)監(jiān)管人員)；B3，巡視監(jiān)理(施工現(xiàn)場監(jiān)理方作業(yè)巡視人員)；B4，其他人員(因工序交叉出現(xiàn)的非本作業(yè)人員、建設單位巡視人員等非作業(yè)直接參與人員)。

根據(jù)這4類人員在本次作業(yè)中所占的權重，計算綜合E′值(見表9)。

表9 施工作業(yè)人員綜合E′值

將計算得出的綜合E′值代入LEC法中，對本次作業(yè)綜合風險值作出評價：影響因素L值為6，E′為5.281 1，C為1，D′為31.7。最終計算結果表明，該作業(yè)危險程度屬于一般危險，相對應的措施為提高作業(yè)過程安全意識，注意作業(yè)過程中的人員流動。

[1] 張健，隋杰明，苑宏利，等.工程施工現(xiàn)場安全評價方法的研究與應用[J].沈陽建筑大學學報(自然科學版)，2009 (2) : 308-311.

[2] 叢楊.基于層次分析法和模糊綜合法的建筑施工安全評價研究[J].建筑安全，2012(12)：20-24.

[3] 葉軍，陳學嘉.組合權重法在建筑施工企業(yè)安全評價中的應用[J].安全與環(huán)境工程，2013，20(6):130-136.

[4] 袁寧，楊立兵.基于粗糙集-人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建筑施工安全評價及研究[J].安全與環(huán)境工程，2012，19(1):60-64.

[5] 向鵬成，陳遠方.建筑工程施工現(xiàn)場安全性評價及預警研究[J].項目管理技術，2016，14(9):50-55.

[6] 陳浩.LEC法在建筑工程安全風險評價中的應用[J].科技與企業(yè)，2014(22):30-31.

[7] 李常茂.作業(yè)條件危險性評價法在盾構施工安全評價中的應用[J].黑龍江科技信息，2014(18):198-199.

[8] 鄧軍，李貝，張興華.LEC法在建筑施工企業(yè)安全生產(chǎn)事故隱患排查治理中的運用[J].安全與環(huán)境工程，2014(1):103-107.

[9] 陳浩.LEC法在建筑工程安全風險評價中的應用[J].科技與企業(yè)，2014(22):30-32.

[10] 牛天勇.基于PHA-LEC法的建筑工程項目安全評價問題研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術，2012(7):94-98.

[11] 王可意，楊春風.LEC-DEA方法在公路施工風險評價中的應用研究[J].公路工程，2015(2):178-181.

[12] 王偉.工作安全分析(JSA)與LEC法在建設項目危險辨識與評價中的應用研究[J].科技風，2014(12):82-83.

[13] MUSTAFA M A，AIBAHAR J F． Project risk assessment using the analytic hierarchy process[J]．IEEE Transactions on Engineering Management，2009，38(1):46-52.

[14] 劉正偉.建筑施工現(xiàn)場管理中存在的主要問題及提升策略[J].河南科技，2013(22):154.

[15] 劉建敏.基于事故樹理論的建筑施工現(xiàn)場作業(yè)人員觸電事故致因分析[J].科技信息，2011(3):738-740.

[16] 郭金玉，張忠彬，孫慶云.層次分析法的研究與應用[J].中國安全科學學報，2008(5)：148-153.

[17] 張萬鵬，史天運.基于層次分析法的工務安全評價研究[J].鐵路計算機應用，2014(11):1-4.

[18] 賀連芝，張爭艷.層次分析法在安全評價中的應用[J].大眾科技，2011(5):93-94.

Study on Risk Assessment of Construction Operation Based on LEC - AHP Method

ZHENGYinghengWANGShixiongZHOUZhaoyin

(Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China)

Through the analysis of the advantages and disadvantages of the LEC evaluation method, the AHP method is used to improve the evaluation method. Based on the classification of the participants in the construction process, the comprehensive evaluation index system for the participants of the operation is established and the comprehensive weight is calculated. The value of the E factor in the LEA operating condition risk assessment method is revised and evaluated.

LEC; AHP; construction; risk assessment

2017-06-02

住房和城鄉(xiāng)建設部軟科學研究項目“建筑工程綠色施工現(xiàn)狀調(diào)查與激勵機制研究 —— 以重慶市為例”(2014-R1-022);重慶科技學院研究生科技創(chuàng)新計劃項目“基于AHP與LEC法的建筑工程風險控制研究”(YKJCX1620601)

鄭應亨(1970 — )，男，博士，教授級高工，研究方向為技術經(jīng)濟、項目管理、建筑安全研究。

TU712

A

1673-1980(2017)04-0104-04