基于Fuzzy-DEMATEL的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識別與評價(jià)研究

王玥冉

(同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 201804)

0 引言

現(xiàn)今建筑項(xiàng)目中高空作業(yè)危險(xiǎn)頻發(fā)，因?yàn)槠渥鳂I(yè)環(huán)境在高空，具有高度危險(xiǎn)性，并且建筑項(xiàng)目高空作業(yè)危險(xiǎn)源多且復(fù)雜，建筑項(xiàng)目高空作業(yè)傷亡率高。研究建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)來源，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并由此進(jìn)行建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管控和安全管理十分必要。

劉輝等[1]利用事故致因“2-4”模型識別出高危作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素并利用定量改進(jìn)作業(yè)危害分析(JHA)法進(jìn)行高危作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)分析，對高空作業(yè)進(jìn)行具體分析，為高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評級。陳國華等[2]在作業(yè)分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上利用層次分析法進(jìn)行港珠澳大橋職業(yè)健康、安全與環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。杜修力等[3]利用基于證據(jù)理論的風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)方法評價(jià)深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)，利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，并用mass函數(shù)量化專家評語，通過線性加權(quán)mass函數(shù)進(jìn)行評價(jià)。上述風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法都未考慮風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)關(guān)系，但是現(xiàn)實(shí)中風(fēng)險(xiǎn)是相關(guān)的，比如監(jiān)督不到位，就會導(dǎo)致作業(yè)不規(guī)范。DEMATEL方法又稱決策試行與評價(jià)實(shí)驗(yàn)室分析法，是個(gè)可以通過收集專家的知識判斷和經(jīng)驗(yàn)判斷，構(gòu)建與分析復(fù)雜因素之間的因果關(guān)系的可視化方法[4]。梁鈺錕等[5]利用DEMATEL方法評價(jià)基礎(chǔ)工程的風(fēng)險(xiǎn)，找出了關(guān)鍵因素。考慮到高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素的復(fù)雜性以及不同專家評價(jià)的差異性和模糊性，本文引入模糊集的概念，利用改進(jìn)的Fuzzy-DEMATEL方法對建筑項(xiàng)目高空作業(yè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析。采用三角模糊數(shù)處理專家評價(jià)的語意變量，采用模糊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為清晰分?jǐn)?shù)(Converting the Fuzzy data into Crips Scores，CFCS)方法對模糊數(shù)進(jìn)行解模糊化，得到清晰的數(shù)值，從而保證研究的科學(xué)性[6]。

1 風(fēng)險(xiǎn)識別

建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)是復(fù)雜多樣的，關(guān)系也是錯(cuò)綜復(fù)雜的，本文根據(jù)已有文獻(xiàn)[7-8]，歸類總結(jié)出建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系(表1)。

表1 建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)

(續(xù))

2 基于Fuzzy-DEMATEL法的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

2.1 問卷調(diào)查

根據(jù)建立的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)問卷，確立建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素。設(shè)定專家打分語義量表，采用四分制對風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)系進(jìn)行評估。將影響程度分為5個(gè)等級，分別是“0：沒有影響”“1：很弱影響”“2：弱影響”“3：強(qiáng)影響”“4：很強(qiáng)影響”。問卷填寫者將比較各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)之間的影響程度并打分。

本文邀請5名建設(shè)工程管理領(lǐng)域的專家線上填寫問卷。

2.2 Fuzzy-DEMATEL研究方法和計(jì)算過程

本文的研究方法是Fuzzy-DEMATEL，根據(jù)問卷的填寫以及三角模糊數(shù)構(gòu)建矩陣，利用CFCS方法去模糊化得到直接影響矩陣，標(biāo)準(zhǔn)化直接影響矩陣，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的直接影響矩陣計(jì)算綜合影響矩陣，并根據(jù)綜合影響矩陣算出影響度、被影響度、中心度以及原因度，找出關(guān)鍵因素，具體步驟如下[9-13]：

步驟一：根據(jù)表2，將每份問卷根據(jù)語義量表的打分轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的三角模糊數(shù)，即

Sijk=(aijk,bijk,cijk)

式中，k=1,2,…,K；i,j=1,2,…,n；K=5,n=12；Sijk為第k個(gè)專家評定的風(fēng)險(xiǎn)因素Fi對風(fēng)險(xiǎn)因素Fj的影響程度值。

表2 語義量表

步驟二：采用CFCS方法將專家打分的三角模糊數(shù)進(jìn)行去模糊化處理，得到直接影響矩陣Z，具體步驟如下：

(1)三角模糊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

(2)計(jì)算左右標(biāo)準(zhǔn)值hasijk和hcsijk

(3)計(jì)算去模糊化后的清晰值

hijk=[hasijk(1-hasijk)+hcsijkhcsijk]/(1-hasijk+hcsijk)

(4)計(jì)算平均清晰值

zij=(zij1+zij2+…+zijK)/K

步驟三：標(biāo)準(zhǔn)化直接影響矩陣，即

式中，λ為標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)。

B=λZ

步驟四：計(jì)算綜合影響矩陣，即

T=B(E-B)-1

式中，E為單位矩陣。

步驟五：綜合影響矩陣相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算。

綜合影響矩陣T中i行值相加為Di綜合影響度，是因素Fi對其他所有因素的總影響值。綜合影響矩陣T中i列值相加為Ri綜合被影響度，是因素Fi被其他所有因素的總被影響值。即

綜合影響度和綜合被影響度之和ui稱為中心度，體現(xiàn)因素Fi在指標(biāo)體系中所處的地位和重要性。綜合影響度和綜合被影響度之差vi稱為原因度，體現(xiàn)因素Fi與指標(biāo)體系中各因素的因果關(guān)系，若vi>0，則因素Fi被稱為原因因素，該因素影響其他因素的程度比被其他因素影響的程度大；若vi<0，則因素Fi被稱為結(jié)果因素，該因素被其他因素影響的程度大于影響其他因素的程度。即

ui=Di+Rj

vi=Di-Rj

(i=1,2,…,n;i=1,2,…,n)

2.3 數(shù)據(jù)處理

將5名專家填寫的問卷中12個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)相互影響關(guān)系按照上述方法轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模糊矩陣，再采用CFCS方法進(jìn)行去模糊化處理，得到直接影響矩陣Z，見表3。

表3 建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素直接影響矩陣

對建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素直接影響矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并依據(jù)公式T=B(E-B)-1計(jì)算綜合影響矩陣T，見表4。

表4 建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素綜合影響矩陣

根據(jù)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)綜合影響矩陣計(jì)算各因素的影響度、被影響度、中心度和原因度及其排名，見表5。

表5 建筑項(xiàng)目高空作業(yè)綜合影響矩陣影響度、被影響度、中心度和原因度及其排名

2.4 結(jié)果分析

2.4.1 影響因素間的關(guān)系

如表5所示，F(xiàn)1，F(xiàn)8，F(xiàn)9，F(xiàn)10，F(xiàn)11是建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中的原因因素，F(xiàn)8(安全管理體系欠缺)的主動性強(qiáng)，因其影響度排名第1，被影響度在12個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素里排名第11，因此安全管理體系欠缺將極大地影響其他風(fēng)險(xiǎn)因素，而其自身卻不易受到其他風(fēng)險(xiǎn)因素的影響。同樣，F(xiàn)9(人員素質(zhì)差)、F10(安全培訓(xùn)不到位)、F11(安全監(jiān)督不到位)也有較強(qiáng)的影響度和較低的被影響度，影響度和被影響度排名分別為第3和第7、第2和第8、第4和第5，有較強(qiáng)的主動性，能夠影響其他風(fēng)險(xiǎn)因素。而F1(強(qiáng)風(fēng)、雨雪、大霧等惡劣天氣)的影響度和被影響度均比較小，其與其他風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)系較小。

F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)12屬于結(jié)果因素。F3(作業(yè)不規(guī)范)的被影響度最高而影響度最低，有強(qiáng)烈的被動性，受其他因素的影響程度最大，而不能影響其他因素。F5(勞動防護(hù)用品使用或配備不當(dāng))的被影響度排名第2，影響度排名第10。F6(不安全物態(tài))的被影響度排名第3，影響度排名第8。F12(違規(guī)開工)的被影響度排名第4，影響度排名第5，被動性均較大，較易受其他因素的影響。F7(未進(jìn)行技術(shù)交底)的被影響度排名第6，影響度排名第6，與其他風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)系較為密切。F2(采光、照明不足)和F4(設(shè)計(jì)不當(dāng))的被影響度和影響度均較小，說明其與其他風(fēng)險(xiǎn)因素聯(lián)系較為疏遠(yuǎn)。

2.4.2 關(guān)鍵因素的識別

F8(安全管理體系欠缺)的影響度、中心度和原因度均排名第1，表明其能夠強(qiáng)烈地影響其他風(fēng)險(xiǎn)因素，是最為關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素。F9(人員素質(zhì)差)、F10(安全培訓(xùn)不到位)、F11(安全監(jiān)督不到位)中心度排名分別為第4、第2和第5，且其影響度排名為第3、第2和第4，是關(guān)鍵因素。中心度排名第3的F3由于其被影響度排名為第1，影響度排名為第12，因此不能被列為關(guān)鍵因素。F12(違規(guī)開工)的中心度排名為第6，雖然其原因度小于0，但是其影響度排名第5，對其他的風(fēng)險(xiǎn)因素有一定的影響力，因此可以被列為關(guān)鍵因素。綜上，建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中，關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素為F8(安全管理體系欠缺)、F9(人員素質(zhì)差)、F10(安全培訓(xùn)不到位)、F11(安全監(jiān)督不到位)和F12(違規(guī)開工)。

3 討論

本文根據(jù)Fuzzy-DEMATEL方法對建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系進(jìn)行討論，同時(shí)針對性地提出建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對方法，旨在形成高效的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對體系，以較低成本降低建筑項(xiàng)目高空作業(yè)發(fā)生的概率。

3.1 關(guān)鍵因素管控

3.1.1 形成安全管理體系

安全管理體系欠缺是建筑項(xiàng)目高空作業(yè)最關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素，建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理體系旨在明確安全管理目標(biāo)條件下的合理分工，并形成綜合的安全體系和安全生產(chǎn)責(zé)任制度，將責(zé)權(quán)利明確到個(gè)人，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)能夠系統(tǒng)有效地進(jìn)行。本文參考已有文獻(xiàn)[14]建立了建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理體系。建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理體系包括建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理組織體系、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理制度體系、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全技術(shù)管理體系、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全投入保障體系、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全培訓(xùn)與教育體系和建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理獎(jiǎng)懲體系。

(1)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全組織體系通過建立建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理辦公室和進(jìn)行建筑項(xiàng)目高空作業(yè)人員管理來實(shí)現(xiàn)。建立專門的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理辦公室負(fù)責(zé)調(diào)配、監(jiān)督和考核建筑項(xiàng)目高空作業(yè)，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)更加專業(yè)化；通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)人員管理，選擇高素質(zhì)、有相關(guān)從業(yè)資質(zhì)的人進(jìn)行建筑項(xiàng)目高空作業(yè)。

(2)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理制度體系通過建立建筑項(xiàng)目高空作業(yè)規(guī)章制度來實(shí)現(xiàn)。將建筑項(xiàng)目高空作業(yè)需要遵循的制度進(jìn)行細(xì)化、規(guī)范化和書面化，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)管理有制度可依。

(3)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全技術(shù)管理體系通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)危險(xiǎn)源控制管理、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)施工組織設(shè)計(jì)、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全技術(shù)方案、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全技術(shù)交底和建筑項(xiàng)目高空作業(yè)技術(shù)規(guī)范和操作流程來實(shí)現(xiàn)。通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)危險(xiǎn)源管理，關(guān)注建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的危險(xiǎn)源，從源頭切斷建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)施工組織設(shè)計(jì)將建筑項(xiàng)目高空作業(yè)組織流程規(guī)范化，減少建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的不確定性；通過制訂建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全技術(shù)方案，進(jìn)一步在技術(shù)上減少建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)技術(shù)交底，加強(qiáng)不同技術(shù)環(huán)節(jié)的交流，降低建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的不確定性；通過明確建筑項(xiàng)目高空作業(yè)技術(shù)規(guī)范和操作流程，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)流程化和規(guī)范化，降低建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的不確定性。

(4)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全投入保障體系通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全設(shè)施的配備和建筑項(xiàng)目高空作業(yè)工人安全裝備的配備，形成更加安全的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)環(huán)境。

(5)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全培訓(xùn)與教育體系通過建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全培訓(xùn)和建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全考核，提高建筑項(xiàng)目高空作業(yè)人員的安全意識。

(6)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)應(yīng)急管理體系通過建立建筑項(xiàng)目高空作業(yè)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，旨在危機(jī)發(fā)生時(shí)能夠快速響應(yīng)，將危害降到最低。

(7)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理獎(jiǎng)懲體系通過獎(jiǎng)懲機(jī)制激勵(lì)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)人員提高安全意識，并安全地完成建筑項(xiàng)目高空作業(yè)任務(wù)。

3.1.2 其他關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素管控

除了安全管理體系欠缺外，建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素還有人員素質(zhì)差、安全培訓(xùn)不到位、安全監(jiān)督不到位和違規(guī)開工。其中人員素質(zhì)差、安全培訓(xùn)不到位在建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理體系中均有體現(xiàn)。建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全監(jiān)督有助于建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理體系的實(shí)施，能夠?qū)踩芾眢w系中的各個(gè)方面落實(shí)到位，將安全管理滲透到建筑項(xiàng)目高空作業(yè)組織的各個(gè)層面以及建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)可以防范違規(guī)開工的發(fā)生，保證建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)均合規(guī)。

3.2 技術(shù)方案、管理措施以及應(yīng)急管理機(jī)制

對建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，并在技術(shù)方案的基礎(chǔ)上制定管理措施以及建立應(yīng)急管理機(jī)制。利用BIM技術(shù)建立建筑項(xiàng)目高空作業(yè)信息結(jié)構(gòu)平臺[14]，將建筑項(xiàng)目高空作業(yè)數(shù)據(jù)化，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識別、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警以及建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)診斷，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全管理能夠智能化開展。

基于BIM的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)信息結(jié)構(gòu)平臺包括建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全知識系統(tǒng)、建筑項(xiàng)目高空作業(yè)事故案例系統(tǒng)以及建筑項(xiàng)目高空作業(yè)實(shí)時(shí)信息采集信息系統(tǒng)。安全管理培訓(xùn)與教育是基于建筑項(xiàng)目高空作業(yè)安全知識系統(tǒng)和建筑項(xiàng)目高空作業(yè)事故案例系統(tǒng)開展的，可以實(shí)時(shí)收集更新建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的相關(guān)知識、法律法規(guī)以及案例。建筑項(xiàng)目高空作業(yè)實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)是基于BIM平臺利用RFID等技術(shù)，收集建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的相關(guān)信息，包括人、材、機(jī)、環(huán)境和技術(shù)參數(shù)，通過將收集的信息與歷史信息進(jìn)行對比，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)警。

借助BIM平臺進(jìn)行安全管理，利用WEB端、HD端以及手機(jī)客戶端進(jìn)行全平臺安全管理，將管理信息數(shù)據(jù)化、電子化，使建筑項(xiàng)目高空作業(yè)管理更加規(guī)范化。

4 結(jié)語

本文構(gòu)建的建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系包含了環(huán)境、技術(shù)和管理三大方面，以及12個(gè)具體風(fēng)險(xiǎn)。利用Fuzzy-DEMATEL方法可以計(jì)算出影響度、被影響度、中心度以及原因度。分析指標(biāo)體系中各風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)系，可以識別出關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素安全管理體系欠缺、人員素質(zhì)差、安全培訓(xùn)不到位、安全監(jiān)督不到位和違規(guī)開工，這些風(fēng)險(xiǎn)因素能夠影響其他建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，在整個(gè)建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系中居于核心位置。本文根據(jù)識別出來的關(guān)鍵因素，提出了建筑項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施，在理論與實(shí)踐層面為建筑項(xiàng)目高空作業(yè)的安全管理提供了參考，為未來研究奠定了基礎(chǔ)。