基于ISM-AHP的建筑施工企業(yè)安全投入結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究*

郭梨 王筱梅 楊震

(西安建筑科技大學(xué)資源工程學(xué)院 西安 710055)

0 引言

根據(jù)我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于2019年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況的通報(bào)可知，2019年全國共發(fā)生房屋市政工程生產(chǎn)安全事故773起、死亡904人，比2018年事故起數(shù)增加39起、死亡人數(shù)增加64人，分別上升5.31%和7.62%。建筑施工企業(yè)事故頻發(fā)的嚴(yán)峻態(tài)勢引起了政府部門和建筑行業(yè)的高度重視，《企業(yè)安全生產(chǎn)費(fèi)用提取和使用管理辦法》(2019)相應(yīng)出臺，要求企業(yè)不僅要加大安全生產(chǎn)的投入，更要有效投入，科學(xué)配置投入比例。有關(guān)安全投入的研究主要在利用數(shù)學(xué)模型以及時(shí)間序列的方法來預(yù)測下一年的安全投資和結(jié)構(gòu)分配方式[1-2]，而對于研究各影響因素的關(guān)系存在欠缺，因此本文采用調(diào)查問卷與模型優(yōu)化相結(jié)合的方法，對建筑施工企業(yè)安全投入結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。在模型優(yōu)化方面，采用解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)結(jié)合層次分析法(AHP)不僅可以分析出各個(gè)安全投入因素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，而且可以對這些因素進(jìn)行定量的研究以得到整體系統(tǒng)完善的數(shù)據(jù)，為建筑企業(yè)的安全投入決策提供理論依據(jù)。

1 建筑施工企業(yè)安全投入現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 數(shù)據(jù)調(diào)研

本次調(diào)研采用網(wǎng)絡(luò)問卷的形式，發(fā)放對象為不同建筑施工項(xiàng)目的安全管理人員，通過人工復(fù)檢問卷，對問卷進(jìn)行篩選。對選項(xiàng)過于單一，或者數(shù)據(jù)不符合邏輯的問卷進(jìn)行刪除。本次調(diào)研共收到71份調(diào)查問卷，其中有效問卷65份，有效問卷率為92.59%。通過SPSS軟件對建筑施工企業(yè)安全投入要素進(jìn)行可信度分析。本文Cronbach系數(shù)取值為0.815，屬于可接受范圍。

根據(jù)《企業(yè)安全生產(chǎn)費(fèi)用提取和使用管理辦法》(2019)、文獻(xiàn)分析以及問卷調(diào)查等，從6個(gè)層面總結(jié)得到14條建筑施工企業(yè)安全投入影響要素。企業(yè)各項(xiàng)安全投入要素的投入比例與充分性的調(diào)查結(jié)果如圖1—圖2所示。

圖1 建筑施工企業(yè)6個(gè)層面安全投入調(diào)查情況

圖2 建筑施工企業(yè)14條安全投入要素調(diào)查情況

1.2 調(diào)研數(shù)據(jù)分析

調(diào)查結(jié)果顯示，53.94%的企業(yè)在安全技術(shù)方面的投入僅占安全生產(chǎn)總投入的10%左右，52.94%的被調(diào)查者認(rèn)為本企業(yè)在安全技術(shù)方面的投入不足；60%～70%的被調(diào)查者認(rèn)為企業(yè)在安全施工、勞動者保護(hù)、安全管理及安全文化方面的投入比較充足，這4個(gè)方面的投入各占安全生產(chǎn)總投入的5%～10%左右。

為進(jìn)一步研究企業(yè)安全狀況與安全投資的關(guān)系，本文通過問卷收集了不同企業(yè)安全管理人員對本企業(yè)的安全狀況評價(jià)，結(jié)果顯示：其評價(jià)結(jié)果根據(jù)事故發(fā)生率不同有好、非常好和一般3種。為了分析安全狀況不同的企業(yè)安全投資比例的差別，將問卷調(diào)查結(jié)果分為兩組：安全狀況好和非常好為A組，安全狀況一般為A′組，分別建立ISM-AHP模型研究安全投入因素的影響關(guān)系和影響程度大小，并根據(jù)影響程度大小優(yōu)化安全投入結(jié)構(gòu)。

2 建筑施工企業(yè)安全投入解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)

解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM，Interpretation Structure Model)是將系統(tǒng)分解為各個(gè)小的子系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)變化[3]。

在利用解釋結(jié)構(gòu)模型研究安全投入時(shí)只考慮主動性投入，因此去除安全事故應(yīng)急救援與安全事故處理兩項(xiàng)后，將剩下的12個(gè)安全投入要素按序號S1—S12進(jìn)行排列。

2.1 建立鄰接矩陣

對于因素之間相鄰關(guān)系的矩陣，建立相應(yīng)的鄰接矩陣。當(dāng)Si對Sj有影響時(shí)，則aij為1；當(dāng)Si對Sj沒有影響時(shí)，則aij為0，其中aij為矩陣元素，即：

(1)

本文通過調(diào)查問卷打分的方式，分別確定了安全狀況不同的兩組建筑施工企業(yè)安全投入影響因素的相互影響關(guān)系，得出兩個(gè)12×12的矩陣。兩種情況具體打分如下所示：

A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A1000010010111A2001000010000A3000001000100A4000010000111A5000100000111A6000010000010A7000000010100A8000110000111A9000010010111A10000000000011A11000000000001A12000100100010

A'1A'2A'3A'4A'5A'6A'7A'8A'9A'10A'11A'12A'1011111010000A'2001000000000A'3010000000000A'4000011000000A'5000001000000A'6100000100000A'7000000000000A'8000111001100A'9000101010100A'10000000011011A'11000001011101A'12000001001110

2.2 建立可達(dá)矩陣

可達(dá)矩陣是用矩陣的形式來描述有向連接圖各節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)過一定長度的通路后可達(dá)到的程度。將鄰接矩陣與單位矩陣相加，并經(jīng)過布爾代數(shù)運(yùn)算規(guī)則計(jì)算可得出可達(dá)矩陣M，即：

(2)

A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A1100111010111A2011111010111A3001111000111A4000111000111A5000111000111A6000111000111A7000111110111A8000111010111A9000111011111A10000111000111A11000111000111A12000111100111

A'1A'2A'3A'4A'5A'6A'7A'8A'9A'10A'11A'12A'1111111100000A'2011000000000A'3011000000000A'4111111100000A'5111111100000A'6111111100000A'7000000000000A'8111111111111A'9111111111111A'10111111111111A'11111111111111A'12111111111111

2.3 劃分層級

建立可達(dá)矩陣后，利用層級劃分建立建筑施工企業(yè)安全投入影響因素模型。R(Ai)∩Q(Ai)=R(Ai),其中可達(dá)集R(Ai)是Ai所在行中含有1的元素所對應(yīng)的列的集合，前因集Q(Ai)是Ai所在列中含有1元素所對應(yīng)的行的集合，當(dāng)這兩個(gè)集合的交集等于可達(dá)集時(shí)，可以得到新的可達(dá)矩陣。

2.4 建立解釋結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可以得到兩組解釋結(jié)構(gòu)模型，如圖3—圖4所示。

圖3 A組建筑施工企業(yè)安全投入要素解釋結(jié)構(gòu)模型

圖4 A′組建筑施工企業(yè)安全投入要素解釋結(jié)構(gòu)模型

2.5 建筑施工企業(yè)安全投入要素級聯(lián)結(jié)構(gòu)分析

從圖3中可以看出，建筑施工企業(yè)安全投入要素體系是一個(gè)3層級聯(lián)結(jié)構(gòu)，每層之間反映了各個(gè)要素之間的邏輯關(guān)系：第一層為表層直接因素；第二層為中層間接因素，他們將對建筑施工企業(yè)的安全投入造成間接的影響；第三層為深層根本因素，它是影響建筑施工企業(yè)安全投入最深層次的因素。安全狀況好的企業(yè)比較注重安全技術(shù)方面的投入，包含安全設(shè)施投入和安全科學(xué)方面的研究投入。

圖4表明安全狀況一般的企業(yè)從其模擬結(jié)果來看，建筑施工企業(yè)應(yīng)該加大在安全科學(xué)方面的研究、維護(hù)安全信息系統(tǒng)投入和職業(yè)病檢查治療投入。

3 安全投入要素的影響力分析

ISM法定性地分析了影響建筑施工企業(yè)安全投入的因素，但是沒有具體的定量結(jié)果，因此利用層次分析法繼續(xù)研究。層次分析法(AHP, Analytic Hierarchy Process)是通過定性、定量分析把復(fù)雜的系統(tǒng)問題清晰化[4]。

3.1 建立投入要素指標(biāo)體系

對建筑施工企業(yè)安全投入要素進(jìn)行分析，從安全技術(shù)投入、安全施工投入、勞動者保護(hù)投入、安全管理投入、安全文化投入5個(gè)方面建立建筑施工企業(yè)安全投入要素指標(biāo)體系，如圖5所示。

圖5 建筑施工企業(yè)安全投入要素指標(biāo)體系

3.2 計(jì)算權(quán)重

結(jié)合ISM分析結(jié)果，利用解釋結(jié)構(gòu)模型下層對其上層的相對重要性，按照標(biāo)度法和專家打分法對AHP指標(biāo)體系進(jìn)行打分，構(gòu)造判斷矩陣。經(jīng)檢驗(yàn)，判斷矩陣一致性比例分別為0.093 4和0.083 9，符合一致性要求。利用Yaahp軟件計(jì)算出各級指標(biāo)權(quán)重，如表1所示。

表1 兩組投入要素的指標(biāo)權(quán)重

從表1可以直觀看出，A組在安全技術(shù)投入、安全施工投入、勞動者保護(hù)投入、安全管理投入、安全文化投入的比例分別為0.266 2、0.083 8、0.026 4、0.177 9、0.029 6、0.039 8、0.159 3、0.079 7、0.012 1、0.021 9、0.086 0、0.017 2，安全狀況一般的企業(yè)在各項(xiàng)投入比例分別為0.154 9、0.371 8、0.324 9、0.067 1、0.081 4。這說明在建筑施工企業(yè)安全投入要素二級指標(biāo)中，安全技術(shù)投入占據(jù)絕大部分的權(quán)重，其次是勞動者保護(hù)投入；在三級指標(biāo)中，安全設(shè)施、職業(yè)病檢查治療、安全科學(xué)方面的研究最為重要。A′組在安全施工方面的投入占大部分的權(quán)重，安全文化投入所占權(quán)重最??；在三級指標(biāo)中，安全環(huán)境治理和職業(yè)病檢查治療所占權(quán)重最大。

通過ISM-AHP模型，對比A組和A′組的優(yōu)化結(jié)果，分析可得建筑施工企業(yè)的投入要素按比例從大到小排序?yàn)椋喊踩夹g(shù)投入、安全施工投入、勞動者保護(hù)投入、安全管理投入、安全文化投入，其中安全技術(shù)投入影響最大，安全設(shè)施與安全科學(xué)方面的研究投入是影響建筑施工企業(yè)安全投入的根本因素，職業(yè)病檢查治療作為間接因素也占有一定的份額，作為建筑企業(yè)安全投入分配時(shí)這些因素都不容忽視，而安全文化投入和安全管理投入的比例在10%以上比較合適。

4 結(jié)論

(1)利用網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查目前建筑施工企業(yè)安全投入現(xiàn)狀，從安全技術(shù)、安全施工、勞動者保護(hù)、安全管理和安全文化這5個(gè)方面構(gòu)建建筑施工企業(yè)安全投入要素ISM模型，并分析出表層直接因素、中層間接因素和深層根本因素。

(2)建立安全投入要素指標(biāo)體系，結(jié)合ISM法分析結(jié)果，利用AHP方法確立各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，優(yōu)化結(jié)果表明安全技術(shù)投入所占比例最大，其次是安全施工投入、勞動者保護(hù)投入。

(3)使用兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比優(yōu)化，通過定性和定量兩種方法的結(jié)合，使建筑施工安全投入結(jié)構(gòu)更加清晰明了，對于企業(yè)在安全投入配置決策方面提供參考。