基于模糊層次分析法的校園周邊施工工地對學(xué)生安全的影響評估

馮鑫淼， 周洪文

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 城市建設(shè)與安全工程學(xué)院， 上海 201418)

近年來，由于建筑業(yè)的迅速發(fā)展，為人們的生活提供了較多的便利。然而，隨著建設(shè)項(xiàng)目施工工程的大規(guī)模開展，對人們的生活環(huán)境產(chǎn)生了較大影響，許多公共的安全事故和突發(fā)事件呈迅猛上升之態(tài)。因此安全問題成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。而對于學(xué)生而言，健康成長的必要條件之一就是安全，安全也同時是完成學(xué)業(yè)的前提保障，更是構(gòu)建和諧校園的重要組成部分[1]。

基于此，圍繞“校園周邊施工工地對學(xué)生安全的影響”這個議題，從人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、施工環(huán)境因素、安全教育與管理因素4個方面展開針對性調(diào)查。針對此，國內(nèi)外有著諸多研究。對于人群不安全心理與行為方面，Klohnen和Luo[2]提出，心理安全感對人際吸引有著重要的影響；王智懿[3]則通過在大學(xué)食堂里進(jìn)行模擬逃生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，得出大學(xué)生在危機(jī)情況下的逃生路徑以窺探他們的逃生心理。對于施工環(huán)境因素方面，王麒銘等[4]分析了施工環(huán)境污染現(xiàn)狀，提出較為典型的污染源為粉塵污染、噪聲污染、三廢排放以及光污染。在安全教育與管理因素方面，葉云利[1]分析了中國高校的安全現(xiàn)狀，并提出構(gòu)建一個安全防控體系，來保證校園及周邊的安全。

本文在借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，以評價學(xué)生的安全狀況為目標(biāo)層，將人、物、環(huán)、管4個方面融合在一起并構(gòu)建指標(biāo)體系，采用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，再將結(jié)果應(yīng)用到模糊綜合評價法中并計算評價總值，最后能準(zhǔn)確地對學(xué)生的安全狀況進(jìn)行評價分析，為學(xué)校安全管理提供建議和指導(dǎo)。

1 構(gòu)建指標(biāo)體系

通過對在校學(xué)生的問卷調(diào)查、實(shí)地走訪并結(jié)合國內(nèi)外的相關(guān)資料，建立層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)模型。該指標(biāo)模型分為兩個層次，一級指標(biāo)由人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、施工環(huán)境因素、安全教育與管理因素4個方面組成。為了能夠更加全面地反映學(xué)生的安全狀況，對這4個方面進(jìn)行了更加深入的分析，將這4個一級指標(biāo)又分解為14個二級指標(biāo)，如圖1所示。

圖1 層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)模型

1.1 人的不安全行為

在人的不安全行為中包含了負(fù)荷超限、心理異常、禁忌行為3個因素。

1)負(fù)荷超限。人體負(fù)荷極限分為體力負(fù)荷極限、聽力負(fù)荷極限、視力負(fù)荷極限、其他負(fù)荷極限。實(shí)際調(diào)查與文獻(xiàn)研究顯示，一旦身處建筑施工環(huán)境中的人群達(dá)到生理負(fù)荷極限，就會表現(xiàn)出過勞狀態(tài)，這種狀態(tài)將加大反應(yīng)時間，導(dǎo)致人身安全處于危險狀態(tài)。

2)心理異常。人群心理上具有影響安全的性格、氣質(zhì)與情緒就屬于一種心理上的不安全狀態(tài)。調(diào)查顯示，人群在突發(fā)事故面前可能產(chǎn)生由于過度恐慌而引發(fā)的防御心理，在緊急情況下疏散時的無序性與性別差異性，在突發(fā)事故面前個體呈現(xiàn)的過度緊張、警覺和焦慮情緒而變得謹(jǐn)慎，在突發(fā)事故面前產(chǎn)生否認(rèn)與不作為的心理防衛(wèi)，行為或言語上過度活躍等心理特點(diǎn)。

3)禁忌行為。調(diào)查結(jié)果表明，無關(guān)人員冒險或無意闖入施工區(qū)域的現(xiàn)象較為普遍，他們很大可能忽視施工現(xiàn)場各種臨邊洞口、安全標(biāo)志等安全防護(hù)措施，從而增加危險性。

1.2 物的不安全狀態(tài)

問卷調(diào)查顯示，物的不安全狀態(tài)包含防護(hù)缺陷、高空拋物墜落物、危險性氣體泄漏、潛在的火災(zāi)、爆炸危險。其中，高空拋物、墜落物是指超高層建筑中的塔吊傾覆或建筑施工所用安全網(wǎng)質(zhì)量差，不能有效攔截墜落物，從而造成地面人員傷亡。

1.3 施工環(huán)境因素

1)三廢排放。指在工地施工過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢棄物。廢氣是指在施工過程中排放出的各種不能再度使用的氣體；廢水是指在施工過程中排放出的無法再次進(jìn)入循環(huán)使用系統(tǒng)的并且含有有害物質(zhì)或者具有毒性的污水；廢棄物是指在施工過程中排出的固體廢棄物，一般由許多工地多余材料垃圾或者一次性使用設(shè)備等組成[4]。

2)噪聲污染。建筑施工工地中，噪聲污染主要是施工過程撞擊響聲、材料搬運(yùn)響聲、運(yùn)輸設(shè)備響聲、施工機(jī)械工作響聲等。

3)粉塵污染因素。對于建筑施工現(xiàn)場，粉塵來源主要分為以下3類：廢棄建筑物的拆除以及拆除以后建筑廢棄物的運(yùn)輸；建筑施工過程中混凝土放料、攪拌，建筑材料堆放、裝卸與運(yùn)輸，地基夯實(shí)、砂石運(yùn)輸、場地平整時的挖掘作業(yè)等；大風(fēng)環(huán)境下施工作業(yè)，大型工程車行駛途中導(dǎo)致的道路揚(yáng)塵[5]。當(dāng)學(xué)生群體頻繁活躍在施工強(qiáng)度大、粉塵種類復(fù)雜的高濃度粉塵空氣中，長此以往，會對學(xué)生的呼吸系統(tǒng)、身體組織和重要器官造成危害，更有甚者將會增加學(xué)生化學(xué)中毒、細(xì)菌感染以及患癌的風(fēng)險。

4)光污染。施工現(xiàn)場的光污染主要是夜間工地施工時使用的室外照明燈以及夜間用車的較強(qiáng)燈光[4]。

1.4 安全教育與管理因素

問卷調(diào)查顯示，安全教育與管理方面的影響因素具體包括學(xué)校與工地的安全管理組織機(jī)構(gòu)不健全、學(xué)校與工地的安全管理規(guī)章制度不完善、學(xué)校不積極的安全預(yù)防。

2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

2.1 構(gòu)建判斷矩陣

判斷矩陣是用來表示兩兩指標(biāo)相對重要性的比較。聯(lián)合相關(guān)專家，根據(jù)層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)模型，使用Saaty 1～9標(biāo)度法構(gòu)造出判斷矩陣[6]。一共得到了5個判斷矩陣，分別為A、B1、B2、B3、B4，見表1～表5。

表1 目標(biāo)層判斷矩陣A

表2 判斷矩陣B1

表3 判斷矩陣B2

表4 判斷矩陣B3

表5 判斷矩陣B4

2.2 計算組合權(quán)重與一致性檢驗(yàn)

由于在構(gòu)建判斷矩陣的過程中融入了較多的主觀因素，為了使結(jié)果更加科學(xué)合理，在計算得出各判斷矩陣的最大特征值和對應(yīng)的特征向量后，還要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[7]。在計算權(quán)重時，使用和積法，將得出評價指標(biāo)的權(quán)重，記為w。和積法的一般步驟如下。

1)將判斷矩陣的每一列元素都經(jīng)過歸一化處理，即

(1)

2)將歸一化后的矩陣按行相加，即

(2)

(3)

最終得到的w=(w1，w2，…，wn)T即為所求的特征向量。

4)再根據(jù)式(4)，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，即

(4)

式中，n為判斷矩陣的階數(shù)。為確定不同階數(shù)判斷矩陣的一致性，引入一致性指標(biāo)RI見表6。

表6 判斷矩陣RI

只有當(dāng)CR<0.1時，才可以得出總結(jié)果具有滿意的一致性。根據(jù)上述公式，判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)結(jié)果與權(quán)重見表7，可見CR<0.1，結(jié)果具有滿意的一致性。指標(biāo)權(quán)重見表8。

表7 一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表8 指標(biāo)權(quán)重

3 建立模糊綜合評價模型

3.1 確定評語集

在使用模糊綜合評價法對學(xué)生的安全狀況評價之前，需要劃分得分區(qū)間和完成指標(biāo)評價情況的賦值。采用以下5級李克特量表進(jìn)行評價[8]。

E=(e1,e2,e3,e4,e5)=(極好，較好，一般，差，較差)

(5)

將對應(yīng)的得分區(qū)間劃分給這5種情況，分別是“極好”為“80～100”，“較好”為“60～79”，“一般”為“40～59”，“差”為“20～39”，“較差”為“0～19”。相應(yīng)的評價根據(jù)實(shí)際情況分別賦予新值，構(gòu)成評價分值集P={90，70，50,30,10}。最終評價賦值見表9。

表9 評價賦值

3.2 構(gòu)建模糊評價矩陣

將收集到的問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最后得到模糊評價矩陣，記為R,見表10。

表10 模糊評價矩陣R

3.3 模糊綜合評價

根據(jù)上文研究，已經(jīng)計算得出了評價指標(biāo)的組合權(quán)向量w和模糊評價矩陣R?，F(xiàn)進(jìn)行綜合評價計算，得到綜合評價向量，記為B，即

B=wR=

(a1,a2,a3,…,am)

(b1,b2,b3,…,bn)

(6)

以目標(biāo)層為例，B=wR=(0.291, 0.253, 0.199, 0.169, 0.088)。同理可得，一級指標(biāo)的隸屬度向量，即有：人的不安全行為的隸屬度向量為(0.383，0.292，0.136，0.130，0.055)；物的不安全狀態(tài)的隸屬度向量為(0.446，0.219，0.158，0.123，0.054)；施工環(huán)境因素的隸屬度向量為(0.204，0.257，0.227，0.202，0.109)；安全教育與管理的隸屬度向量為(0.261, 0.327，0.219，0.102，0.090)。

此外，將模糊評價矩陣的相對應(yīng)部分作為二級指標(biāo)的隸屬度向量。

基于已經(jīng)確立的評價分值集P={90，70，50,30,10}，將隸屬度向量轉(zhuǎn)化為百分制，結(jié)果為S，則S的計算方式為

S=BP

(7)

即S=0.291×90+0.253×70+0.199×50+0.169×30+0.088×10=60。

此外，一級指標(biāo)和二級指標(biāo)的百分制結(jié)果計算與整體評分S的計算方式相同。評價結(jié)果見表11。

表11 評價結(jié)果

4 評價結(jié)果分析

由計算得出，學(xué)生的安全狀況評價的分?jǐn)?shù)為60，基于表9，60處于60～79區(qū)間之內(nèi)，即對學(xué)生的安全狀況的評價為“較好”。但是，60這個分?jǐn)?shù)已經(jīng)非常貼近下一個評價為“一般”的得分區(qū)間，因而綜合來看該學(xué)生的安全狀況還是不容樂觀，存在一定的不足之處，還留有較大的改進(jìn)完善空間。

觀察表11的結(jié)果，在人的不安全行為指標(biāo)所占權(quán)重僅為0.094 401 3的情況下評價出了69.96的分?jǐn)?shù)，物的不安全狀態(tài)與之也相差不大。不難看出學(xué)生群體的不安全行為和心理以及物的不安全狀態(tài)還是比較好的。

4個維度的評分只有一個評價分?jǐn)?shù)小于60，而其所占權(quán)重竟是最大的，可見施工環(huán)境因素對學(xué)生的安全狀況影響是非常大的。評價分?jǐn)?shù)由低到高依次為噪聲污染、粉塵污染、光污染、三廢排放。其中，噪聲污染的評價分?jǐn)?shù)只有52.8。眾所周知，聲音容易感知，長期處于噪聲較大的環(huán)境中，必定會給人們帶來生理與心理上的影響，從而必須嚴(yán)格控制施工過程中的噪聲。例如可以在校園與施工區(qū)之間設(shè)置消音器或者屏障來阻斷噪聲的傳播，也可以跟施工方商量，將噪聲強(qiáng)度大的工程盡量在白天施工，與學(xué)生的休息時間錯開[9]。

在安全教育與管理因素中，學(xué)校不積極的安全預(yù)防的分?jǐn)?shù)相對較低。表明學(xué)校應(yīng)該將學(xué)生的安全放在首位，要樹立“以人為本，安全第一”的思想。并且努力建立好校園的安全防控系統(tǒng)，同時加強(qiáng)安全預(yù)防教育的宣傳，強(qiáng)化師生的安全防范意識，維護(hù)好校園秩序，打造出更加和諧的校園環(huán)境[1]。

5 結(jié)語

圍繞“校園周邊施工工地對學(xué)生安全的影響”，以學(xué)生的安全狀況為目標(biāo)，通過實(shí)地走訪、問卷調(diào)查等方法來探究其危險源，并與模糊層次分析法相結(jié)合，建立綜合評價模型，將無法量化的主觀判斷進(jìn)行量化處理，在一定程度上可以使結(jié)果更加直觀，從而對學(xué)生的安全狀況進(jìn)行更加準(zhǔn)確地評估。根據(jù)研究結(jié)果，學(xué)校應(yīng)該密切監(jiān)管周邊施工環(huán)境中噪聲污染和粉塵污染的相關(guān)問題，必要時采取相應(yīng)的安全措施以應(yīng)對復(fù)雜的施工環(huán)境。與此同時，也應(yīng)積極預(yù)防，切實(shí)做好各項(xiàng)安全工作，為學(xué)生創(chuàng)造出更加優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。