層次分析法在建筑施工現(xiàn)場臨時用電安全管理中的應用★

譚 翀 葉黎明 張 亮 丁 熊 白瑞鑫

(湖南科技大學資源環(huán)境與安全工程學院，湖南 湘潭 411100)

1 概述

建筑施工臨時用電具有設備設施露天布置、電路系統(tǒng)臨時性的特點。建筑業(yè)是安全事故頻發(fā)的行業(yè)，建筑五大傷害事故中，用電傷害占據(jù)很大部分。據(jù)建設部統(tǒng)計，每年在觸電事故中死亡人數(shù)占事故死亡總?cè)藬?shù)的17%～20%[1]。觸電事故死亡人數(shù)如此之多與建筑施工臨時用電自身的一些特點有著密切關系。由于建筑施工現(xiàn)場臨時用電電壓有時高達380 V，發(fā)生觸電事故時，人員傷亡情況一般都比較嚴重，由于臨時用電而引發(fā)的火災，更加會引發(fā)大規(guī)模的人員傷亡及財產(chǎn)損失[2]。

建筑施工企業(yè)針對施工過程中臨時用電安全管理工作所使用的方法以及所采取的措施多為以往經(jīng)驗的總結，部分管理方式已無法達到預期效果。加之施工管理人員及作業(yè)人員安全用電意識淡薄，才使得建筑施工過程中的觸電事故頻發(fā)。文章運用層次分析法對湘潭市某建設項目施工現(xiàn)場臨時用電安全展開研究，通過各影響因素之間的權重比較，得出其主要因素，為制定具有針對性與可操作性的臨時用電安全管理措施提供依據(jù)。

2 模糊層次分析模型構建

層次分析法(Analytic Hierarchy Process)簡稱AHP[3],是基于系統(tǒng)科學理論研究成果而誕生的一種處理實際問題的方法。用層次分析法作系統(tǒng)分析時，首先要把問題層次化。根據(jù)問題的性質(zhì)和所達到的總目標，將問題分解為不同的組成因素，以這些因素間的相互關聯(lián)與隸屬關系為依據(jù)，將它們聚類組合，形成一個遞階、有序的層次分析模型，并最終把系統(tǒng)分析歸結為最低層(供決策的方案措施等)相對于最高層(總目標)的相對重要性權值的確定或相對優(yōu)劣次序的排序問題[4]。其基本步驟如下：

建立遞階層次結構→兩兩比較構造判斷矩陣→確定權重集→進行一致性檢驗。

2.1 建立層次結構模型

所謂層次分析模型的建立過程，就是尋找模型與研究對象之間的共有特征，在建立模型時應盡可能多的以研究對象的特征為依據(jù)，這樣得出研究結果往往更符合實際情況。首先，對研究對象做大致的分析，根據(jù)是否具有某些特征把問題涵蓋的因素歸類成組，然后再把它們所共有的特征作為系統(tǒng)中新層次中的一些因素；而這些基本因素自身也依據(jù)共有特性與其他處于新層次中的因素一起組合形成更高層次的因素，直至最終形成單一的最高因素，該因素通常被視為決策分析的目標。這樣即構成由最高層、若干中間層和最低層排列的層次分析結構模型[5]。

2.2 構造數(shù)值判斷矩陣

在層次分析中，可根據(jù)專家對各元素之間重要度的評判結果結合標度表中的數(shù)值，構造表示各元素之間重要度關系的數(shù)值判斷矩陣，1-9位標度法以及各數(shù)值所表示的含義如表1所示。

表1 1-9標度以及其含義

2.3 各因素相對權重的計算

為了確定指標層各因素的相對重要程度，需要求出準則層每個因素相對于目標層的相對權重[6]，就是將準則層每個因素對于總目標予以量化，同時求出各指標層各因素的相對權重，再計算最大特征值。數(shù)值判斷矩陣最大特征值計算方法如下：

1)將數(shù)值判斷矩陣的每一列進行歸一化：

(1)

其中，Aij為數(shù)值判斷矩陣A中的第i行第j個元素；Akj為第k列第j個元素；且判斷矩陣一定滿足i=k,即矩陣A為方陣。

2)將每一列完成歸一化后的判斷矩陣按行求和，再求均值得：

(2)

3)計算數(shù)值判斷矩陣的最大特征值λmax：

(3)

其中，[AWi]i為矩陣A和其權重矩陣的乘積。

2.4 一致性檢驗

為了確定權重排序是否科學合理，還需要對特征向量進行一致性檢驗。所謂一致性是對計分合理與否的一個評價指標[5]。如若檢驗通過，特征向量即為權重向量；如若檢驗未通過，則需要對判斷矩陣作出適當修改直至取得令人信服的一致性為止。

檢驗一致性需引入一致性指標CI和一致性檢驗系數(shù)CR。其計算公式如下：

(4)

(5)

其中,RI為隨機性指標，其數(shù)值如表2所示。

表2 RI隨機一致性表

2.5 重要度評判

對通過一致性檢驗的權重結構進行分析，采取專家評判法對各個因素的重要程度進行確定。最后針對準則層中的所有影響因素提出相應的措施對策。

3 評價實例

3.1 項目概況

湘潭市某建設項目位于湘潭市岳塘區(qū)，項目總占地面積178畝，總建筑面積45萬m2，其中商業(yè)面積14多萬平方米，分為A，B，C，D，E，F(xiàn)區(qū)。該項目承諾確保市級安全文明示范工地，力爭達到全員無人身重大傷亡事故，輕傷事故控制在1‰以內(nèi)的目標。

3.2 臨時用電安全指標體系

以湘潭市某項目的臨時用電工程為研究對象，建立臨時用電安全的層次結構模型如圖1所示。在該模型中，臨時用電的安全是目標層，它是由準則層用電人員、設備、環(huán)境以及安全管理所決定的。其中，人員的指標層有安全意識、安全用電知識和個人安全防護；設備的指標層有配電系統(tǒng)、保護接零系統(tǒng)、漏電保護系統(tǒng)、配電線路、用電設備適配、安全設施可靠性和消防設施；環(huán)境的指標層有電氣設備的運行環(huán)境、供電布局和氣象條件；安全管理的指標層有安全組織、安全規(guī)章制度、安全責任制、安全教育、安全技術交流和安全檢查。

3.3 構造判斷矩陣

采用專家打分法針對該項目建立的模型進行打分，邀請對臨時用電風險認識頗為深刻的相關專家10人，根據(jù)專家自身專業(yè)知識與經(jīng)驗對該項目臨時用電危險性指標進行評價，得出各因素之間重要程度兩兩比較的結果。最終以該結果為依據(jù)構造判斷矩陣。

對于準則層中人員因素B1與環(huán)境因素B3的比較結果如表3所示。

表3 1-9標度以及其含義

根據(jù)專家打分的結果可知人員因素B1比環(huán)境因素B3明顯重要。按此方法可得準則層其他因素之間比較的重要性程度。湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性A的各準則層指標的安全矩陣A-B如表4所示。

表4 A-B判斷矩陣

同理亦可得指標層與準則層之間的B-C判斷矩陣，在此不一一列出。

3.4 各因素相對權重計算

使用算術平均法計算A-B矩陣的權重向量：

利用式(1)將矩陣進行按列歸一化處理得：

利用式(2)將經(jīng)過歸一后的矩陣行平均得：

利用式(3)計算矩陣的最大特征值：

故判斷矩陣A-B的最大特征值為4.004 2。

3.5 檢驗一致性與權重排序

利用式(4)對所得結果進行一致性檢驗：

根據(jù)表2查得當n=4時的隨機一致性指標RI=0.89，故：

因此判斷矩陣滿足一致性，所求的權重是具有科學性與合理性的。同理可得其他臨時用電危險性評價指標的一致性檢驗結果，在此不一一列出。

依據(jù)所求結果可知，使用層次分析法對湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性進行分析的判斷矩陣都滿足一致性，這表明通過專家打分法所得的判斷結果是可以被接受的。因此，危險性評價指標體系中各因素所占的權重是客觀公正的。將所求得的湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性評價各指標的權重進行總排序，結果如表5所示。

表5 湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性評價各指標權重排序

3.6 分析各因素重要度

對所求得的權重結果進行排序后，通過專家根據(jù)各因素的權重值而劃分的影響因素重要程度區(qū)間，對各個因素的重要程度(如表6所示)進行評判。

表6 重要程度劃分

根據(jù)表6中的重要程度劃分區(qū)間，對湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性評價的層次結構模型中各指標層因素進行分析，結論如下：

1)對于人員因素B1：安全意識(0.087 3)、安全用電知識(0.174 7)和安全防護措施(0.087 3)都屬于主要影響因素。

2)對于設備因素B2：消防設施(0.011 4)屬于其他影響因素，配電系統(tǒng)(0.035 2)與用電設備適配(0.044 7)、安全設施可靠性(0.028 2)、漏電保護系統(tǒng)(0.070 1)、保護接零系統(tǒng)(0.067 0)屬于次要影響因素，配電線路(0.089 7)屬于主要影響因素。

3)對于環(huán)境因素B3：氣象條件(0.008 5)屬于其他影響因素、工作環(huán)境(0.015 9)與供電布局(0.044 5)都屬于次要影響因素。

4)對于安全管理因素B4：安全教育(0.024 5)、安全技術交底(0.024 5)、安全規(guī)章制度(0.046 6)與安全責任制(0.046 6)都屬于次要影響因素，安全組織(0.084 7)屬于主要影響因素。

3.7 臨時用電風險控制對策

根據(jù)湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性評價的結果，施工現(xiàn)場的臨時用電工程應注意的問題如下：

1)人的不安全行為是導致事故發(fā)生的重要因素，而人的不安全行為往往是由于安全意識淡薄，安全知識缺失等因素造成的[7]。所以，加強用電安全教育，提高用電人員的安全意識，豐富安全用電基本知識對于防止臨時用電事故的發(fā)生至關重要。

2)完善的安全組織是安全管理的前提和基礎，特別是針對臨時用電工程而言，完善的管理制度能減少臨時用電事故發(fā)生的概率。

4 結語

本文以湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性為研究對象，采用了層次分析法構建危險性評價指標體系，根據(jù)專家打分法的結果確定了表示各影響因素之間重要程度關系的數(shù)值判斷矩陣，從而確定了各影響因素的權重。結果顯示在準則層因素中施工人員的安全用電知識是湘潭市某項目施工現(xiàn)場臨時用電危險性高低的主要影響因素，針對這一問題提出了臨時用電風險管理對策，可供施工企業(yè)加強臨時用電風險管理工作提供參考。