層次分析法在連申線航道工程安全管理中的應(yīng)用

張政濤, 陳少忠

(1. 蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京 211112； 2. 江蘇省交通運(yùn)輸安全與應(yīng)急科技研究中心，南京 211112)

“十三五”期間，我國將加快水運(yùn)發(fā)展放在更加突出的位置，水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)出新一輪的建設(shè)高潮[1]。隨著水運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，加之水運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目的固有特點(diǎn)，使得安全生產(chǎn)形勢(shì)變得異常嚴(yán)峻。2011年，公路水路交通運(yùn)輸建設(shè)領(lǐng)域全年共發(fā)生生產(chǎn)安全事故70起、死亡120人，比上年分別增加34.6%和23.7%，其中，死亡3～9人的較大事故15起，死亡58人，比上年分別增加4起和16人[2]。因此，加強(qiáng)水運(yùn)工程安全管理迫在眉睫。

為加強(qiáng)水運(yùn)工程安全管理，相關(guān)部門組織開展了各種相關(guān)安全管理專項(xiàng)活動(dòng)[3-4]，如“打非治違”“平安工地”“科技興安”等。連申線航道整治工程作為江蘇省重點(diǎn)工程，也相繼開展了諸多活動(dòng)，這些活動(dòng)的實(shí)施使得風(fēng)險(xiǎn)上升的勢(shì)頭在一定程度上得到遏制。通常，安全管理人員依據(jù)某些指標(biāo)或者經(jīng)驗(yàn)對(duì)建設(shè)單位、監(jiān)理單位及施工單位等參建單位實(shí)施安全管理。顯而易見，富有工程安全管理經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)于安全管理的掌控游刃有余，而對(duì)于經(jīng)驗(yàn)欠缺、甚至沒有任何相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基層安全管理人員而言，做到安全管理既不失全面性、科學(xué)性，又能夠快速把握管控重點(diǎn)且具有可操作性非常困難。

因此，為提升連申線航道整治工程安全管理水平，同時(shí)為安全管理提供科學(xué)的依據(jù)，本文擬以施工單位為基礎(chǔ)，在分析連申線航道整治工程施工單位安全管理狀況的基礎(chǔ)上，結(jié)合《公路水運(yùn)工程“平安工地”考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[3]和《江蘇省公路水運(yùn)工程“平安工地”建設(shè)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》[4]，建立科學(xué)、全面的安全管理指標(biāo)體系，并利用層次分析基本理論實(shí)現(xiàn)所建指標(biāo)體系的定量化，以計(jì)算得到各安全管理指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而提出須重點(diǎn)檢查管理的指標(biāo)及對(duì)應(yīng)的安全管理建議。

1 層次分析基本理論

層次分析法(analytic hierarchy process，簡稱AHP)[5]是系統(tǒng)工程中對(duì)非定量事件作出定性與定量相結(jié)合的一種系統(tǒng)分析方法，特別適用于處理多層次的復(fù)雜大系統(tǒng)問題。美國著名數(shù)學(xué)家斯塔[6]率先將層次分析法引入到教育評(píng)價(jià)領(lǐng)域解決權(quán)重系數(shù)的確定問題。近年來，該方法已逐漸被應(yīng)用到工程建設(shè)中，以解決安全管理中存在的問題，如荊江河段航道整治工程、橋梁運(yùn)營階段風(fēng)險(xiǎn)分析項(xiàng)目、山區(qū)高速公路路塹高邊坡風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)項(xiàng)目等[7-9]。

1.1 遞階層次結(jié)構(gòu)模型

應(yīng)用AHP分析決策問題時(shí)，首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型，層次結(jié)構(gòu)模型的合理與否將直接影響到最終的評(píng)判結(jié)果。此遞階層次結(jié)構(gòu)一般可以分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層，其中，層次數(shù)與問題的復(fù)雜程度及需要分析的詳盡程度有關(guān)，一般層次數(shù)不受限制。每一層次所支配的元素?cái)?shù)一般不超過9個(gè)，這是因?yàn)橹涞脑剡^多會(huì)給兩兩比較判斷帶來困難。

1.2 判斷矩陣

本文采用專家咨詢?cè)u(píng)分的方式，對(duì)遞階層次結(jié)構(gòu)中各層指標(biāo)和與之有關(guān)的上一層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，建立判斷矩陣A。

(1)

判斷矩陣A具有下述性質(zhì)：aij>0,aji=1/aij,aij=1(i,j=1,2,…n)。式中，aij(i,j=1,2,…n)為指標(biāo)Ii和Ij相對(duì)于其上一層指標(biāo)重要性的比例標(biāo)度。判斷矩陣的值直接反映了人們對(duì)各因素相對(duì)重要性的認(rèn)識(shí)。

表1 9級(jí)指數(shù)標(biāo)度法的標(biāo)度及其含義

注：若指標(biāo)i與指標(biāo)j的重要性之比為rij，則指標(biāo)j與指標(biāo)i的重要性之比為rji=1/rij。

1.3 權(quán)重

計(jì)算判斷矩陣A的特征向量[13]，即為指標(biāo)權(quán)重。

(2)

(3)

最后，計(jì)算A′的特征向量，即為計(jì)算判斷矩陣A的特征向量，A′特征向量的計(jì)算公式如下：

(4)

2 指標(biāo)體系及遞階層次結(jié)構(gòu)模型的建立

2.1 指標(biāo)體系的建立

本文根據(jù)“平安工地”主要衡量指標(biāo)[3-4]，結(jié)合連申線航道整治工程自有特點(diǎn)，堅(jiān)持全面性、科學(xué)性和可操作性相結(jié)合的原則，在遵循國家法律法規(guī)、政策和地方行業(yè)主管部門相關(guān)要求的前提下，建立了以施工單位為基礎(chǔ)的安全管理指標(biāo)體系[14-15]。

連申線航道整治工程作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，影響其安全的因素很多，本文從安全系統(tǒng)工程理論的角度對(duì)其進(jìn)行全面分析，依據(jù)項(xiàng)目安全生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成、責(zé)任界定劃分、施工作業(yè)安全技術(shù)要點(diǎn)、施工特點(diǎn)及安全生產(chǎn)管理層次的劃分和控制重點(diǎn)等，對(duì)安全生產(chǎn)管理影響因素進(jìn)行研究，確定了工程施工安全管理指標(biāo)內(nèi)容，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：安全生產(chǎn)保證體系(D1)、安全活動(dòng)管理(D2)、安全技術(shù)管理(D3)、安全投入(D4)、施工設(shè)備與設(shè)施(D5)、消防管理(D6)、應(yīng)急管理(D7)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)(D8，包括橋梁拆除、水上作業(yè)、施工用電、標(biāo)志標(biāo)牌、施工臨時(shí)設(shè)施、施工現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)等)及施工環(huán)境(D9)。

2.2 遞階層次結(jié)構(gòu)模型的建立

依據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu)模型基本理論，本文將連申線航道整治工程施工單位安全管理體系劃分為三個(gè)層次(如圖1所示)，包括目標(biāo)層(施工單位D)、準(zhǔn)則層(D1～D9)和因素層(D11～D15、D21～D27、D31～D33、D41～D42、D51～D56、D61～D64、D71～D74、D81～D87、D91～D92)。其中，因素層指標(biāo)包含了從制訂和落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制(D11)到現(xiàn)場(chǎng)文明有序(D92)等在內(nèi)的40個(gè)因素層子指標(biāo)。

3 指標(biāo)權(quán)重分布

3.1 判斷矩陣的構(gòu)造及指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

本文判斷矩陣的構(gòu)造，采用專家咨詢法，共邀請(qǐng)了5名工程安全管理方面的專家，各位專家根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，對(duì)指標(biāo)兩兩重要性進(jìn)行主觀判斷和預(yù)測(cè)。構(gòu)造判斷矩陣過程中，5位專家僅與調(diào)查人員發(fā)生聯(lián)系，互相之間沒有交流，未發(fā)生橫向聯(lián)系。根據(jù)5位專家各自的意見，調(diào)查人員經(jīng)過征詢、歸納、修改、整理，最后匯總成專家基本一致的看法，作為預(yù)測(cè)的結(jié)果。

圖1 連申線航道整治工程施工安全管理遞階層次模型

下面以準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重計(jì)算為例，闡述計(jì)算過程：

(1) 判斷矩陣。

(2) 可求得準(zhǔn)則層的指標(biāo)權(quán)重集為：W=(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9)=(0.099 2, 0.226 0, 0.130 5, 0.057 3, 0.130 5, 0.043 5, 0.043 5, 0.226 0, 0.043 5)。

(3) 同理，可以計(jì)算得到因素層各子指標(biāo)的權(quán)重值。

(5)

3.2 指標(biāo)權(quán)重分布分析

根據(jù)對(duì)準(zhǔn)則層和因素層各子指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果，本文得到了連申線航道整治工程施工單位安全管理指標(biāo)權(quán)重分布，如圖2～3所示。

從連申線航道整治工程施工單位安全管理準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重分布圖可以看出，安全活動(dòng)管理(D2)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)(D8)兩個(gè)指標(biāo)的權(quán)重均高達(dá)22.6%，合計(jì)達(dá)45.2%，說明準(zhǔn)則層兩項(xiàng)指標(biāo)在施工單位整個(gè)安全管理中占據(jù)至關(guān)重要的地位。

圖2 準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重分布

施工單位開展安全管理活動(dòng)的最終目的是發(fā)現(xiàn)并消除施工過程中存在的不安全因素，宣傳落實(shí)安全法律法規(guī)與規(guī)章制度，糾正違章指揮和違章作業(yè)，進(jìn)而提高安全生產(chǎn)自覺性與責(zé)任感?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)是施工安全的核心部分，連申線航道整治工程具有施工生產(chǎn)流動(dòng)性大、施工生產(chǎn)過程復(fù)雜、工作環(huán)境多變等特點(diǎn)，增加了施工現(xiàn)場(chǎng)安全事故的易發(fā)、多發(fā)性，加之現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管理涉及面廣、綜合性強(qiáng)、施工機(jī)械設(shè)備多、施工分散和立體交叉作業(yè)施工多等，加大了現(xiàn)場(chǎng)安全管理難度。因此，應(yīng)將安全活動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)兩方面的安全管理納入重點(diǎn)管理范圍。

根據(jù)連申線航道整治工程施工單位安全管理指標(biāo)因素層權(quán)重分布圖可知，在現(xiàn)有40個(gè)子指標(biāo)中，權(quán)重最大者為安全專項(xiàng)方案編制和審查(D32，8.2%)，權(quán)重最小者為消防通道和設(shè)施管理(D62，0.69%)，且安全檢查與獎(jiǎng)優(yōu)懲劣(D24，6.1%)、安全專項(xiàng)方案編制和審查(D32，8.2%)及橋梁拆除(D86，7.3%)三項(xiàng)子指標(biāo)的權(quán)重均超過了5%?，F(xiàn)場(chǎng)安全管理的預(yù)防重點(diǎn)是危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全專項(xiàng)施工方案的編制，施工單位依據(jù)連申線航道整治工程特點(diǎn)，編制出針對(duì)性強(qiáng)的安全專項(xiàng)施工方案，并作為分部分項(xiàng)工程開工的前置條件，監(jiān)理單位要對(duì)方案進(jìn)行審查，合格方可施工。

圖3 因素層各子指標(biāo)權(quán)重分布

3.3 因素層權(quán)重較高指標(biāo)安全管理建議

根據(jù)對(duì)因素層子指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算可知，在40個(gè)子指標(biāo)中，安全專項(xiàng)方案編制和審查(D32)的權(quán)重最高。因此，本文以子指標(biāo)D32為例，對(duì)其安全管理提出以下建議：

(1) 編制要求：根據(jù)指揮部安全專項(xiàng)方案編制要求，結(jié)合《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》和工程總體施工組織設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)源分布情況編制。

(2) 內(nèi)容要求：包括工程概況、施工工藝、施工計(jì)劃、危險(xiǎn)因素分析、保障措施等。

(3) 編制范圍：危險(xiǎn)性較高的分部分項(xiàng)工程、大型臨時(shí)工程、高模板工程等。

(4) 管理部門：安全專項(xiàng)方案應(yīng)經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、監(jiān)理工程師審查、總監(jiān)審批簽字后實(shí)施，危險(xiǎn)性較大的安全專項(xiàng)方案應(yīng)經(jīng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)審批后實(shí)施，必要時(shí)通過專家論證會(huì)審核后實(shí)施。

4 結(jié)論

(1) 根據(jù)國家相關(guān)政策、文件的規(guī)定，結(jié)合連申線航道整治工程自身特點(diǎn)，提出了施工單位實(shí)施安全管理的層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系。

(2) 基于層次分析基本理論，建立了以指標(biāo)體系為核心的遞階層次結(jié)構(gòu)模型，并采用專家咨詢法構(gòu)造了判斷矩陣。

(3) 實(shí)現(xiàn)了連申線航道整治工程施工安全管理目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及因素層各指標(biāo)權(quán)重的量化，為工程建設(shè)安全管理提供了理論依據(jù)。

(4) 針對(duì)連申線航道整治工程施工安全管理指標(biāo)中權(quán)重最高者，提出了安全管理方面的建議，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)安全管理提供支撐。

以上研究成果為類似水運(yùn)工程的施工安全管理提供了建設(shè)性指導(dǎo)。