基于EW-SPA法的建筑施工高處事故安全評價

代婷偉DAI Ting-wei

（武漢工程大學，武漢 430073）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進，建筑行業(yè)為推動現代化建設進程做出了突出的貢獻。但由于從事建筑行業(yè)具有工作強度大，作業(yè)環(huán)境復雜以及危險性大等特點，在各類安全事故中占比最高。從住房和城鄉(xiāng)建設部公布的數據顯示[1]，目前由高處作業(yè)過程中出現的風險導致的傷害仍然不容忽視。因此找出引起事故的重要因素，從而針對這些因素制定有效的預防方案，對保障人民的身體健康和財產安全具有重大意義。

目前，國內外學者對于建筑施工高處事故發(fā)生的影響因素分析方面的研究大多集中在定性方法上，而在研究建筑施工高處事故安全評價方面使用較多的定量方法，有模糊綜合評價法、層次分析法、故障樹分析法等[2-5]。這些方法運用在建筑施工高處事故中不能較好地克服系統(tǒng)的模糊性和不確定性，本文利用熵權（EW）法可以克服確定指標權重過程中由專家打分帶來的主觀因素誤差，具有較高的精確性和適應性。集對分析（SPA）法可以用來研究兩個及以上集合的確定性及不確定性，在研究高處作業(yè)整個系統(tǒng)內確定性與不確定性問題上具有明顯的優(yōu)勢。因此本文在確定指標體系之后，構建基于EW-SPA法的建筑施工高處事故安全評價模型，旨在彌補由主觀性帶來的誤差，給各級建筑施工相關人員一個可靠的依據和指向。

1 評價指標體系與評價標準的構建

1.1 評價指標體系構建

通過查閱建筑行業(yè)相關技術標準，結合建筑施工高處作業(yè)的特點，并且綜合分析大量高處事故調查報告和相關文獻[6-9]，從而識別出在高處作業(yè)時潛在的風險因素。然后采用“4M1E”事故致因理論，依據相應的指標建立原則對潛在的風險因素進行篩選，最終篩選出來的因素與施工人員相關的指標6個、與施工現場物品相關的指標3個、與施工環(huán)境相關的指標2個、與施工現場管理相關的指標7個以及其他相關的指標3個，按照如圖1所示的排列方式將各級指標構建成建筑施工高處事故安全評價指標體系。

圖1 建筑施工高處事故安全評價指標體系

為驗證所選指標的準確性，通過發(fā)放110份研究指標重要程度的調查問卷，來分析體系中各個指標的重要程度，將獲得的專家評價等級取分值區(qū)間中位數整理為EXCEL表格。再運用SPSS軟件對評分結果進行信度分析和效度分析，得到Cronbach’s α系數、KMO值。經檢驗Cronbach’s α系數為0.86表示信度不錯，KMO檢驗值為0.83表示比較合適做因子分析。由此說明對于建筑施工高處事故安全評價領域來說上述所選的指標較為貼切，同時可以說明本次調查問卷數據的信度比較高，各調查對象對所選指標的賦值差值較小，綜上可知所建的安全評價指標體系比較合理。

1.2 劃分評價標準

通過收集多位建筑行業(yè)的專家意見，將評價建筑施工高處事故安全等級的標準及與取值范圍劃分為非常安全、安全、較安全、危險、非常危險等五個等級，為便于進一步定量決策分析，將五個等級進行分值劃分如表1所示。

表1 專家評價分級

2 熵權-集對分析模型

2.1 熵權法原理

熵權法是客觀賦值法中較為簡單的一種賦值方法[10]。在信息論中，熵反映的是系統(tǒng)的無序化程度，熵越大代表數據包含的信息不確定性越大，可以根據評價數據之間的差異計算出各指標權。熵權法的計算步驟如下：

①確定初始數據形成的判斷矩陣R：

m為評價對象，n為評價指標；rij為第i個評價對象對第j個評價指標的評分值。

②對矩陣R進行歸一化，可得歸一化矩陣B：

rmax、rmin為評價指標評分值中的最大值和最小值。

④計算第j個評價指標的權重：

2.2 集對分析評價理論

集對分析理論的核心思想就是將評價對象和評價標準看作一個集對，然后引入聯(lián)系度從同、異、反三方面分析集對特性。將集合X與集合Y構建一個集對H（X，Y），假設集對共有N個元素，其中有S個元素的特性相同一，P個元素的特性相對立，余下的F個元素的特性不確定，則聯(lián)系度μ為：

a為集對的同一度，a、b、c三者之和為1。i取值范圍為[-1，1]為差異度系數；j=-1為對立度系數。

2.3 基于熵權的集對法分析模型

2.3.1 單個指標聯(lián)系度的確定

在對建筑施工高處事故進行安全評價的過程中，將上述劃分的五個等級的五個界限值作為同一度、差異度以及對立度的劃分依據，則式（5）中的三元聯(lián)系度表達式將轉換為五元聯(lián)系度表達式[11]：

聯(lián)系度μds為：

對于越大越優(yōu)型指標：

對于越小越優(yōu)型指標：

式中：xd為評價指標d的實際得分值；s1～s5為評價指標d的劃分界限值。

2.3.2 集對H（X，Y）綜合聯(lián)系度μxy的計算

其中W為評價指標的權重向量可從2.1節(jié)公式（4）得出；R為各指標的聯(lián)系度分量矩陣，E=（1，i1，i2，i3，j）。通過確定表達式中i的取值，并且j的取值為-1，代入公式中。計算得出μxy（本文采取均分原則對i取值，i1取為0.5，i2取為0.01，i3取為-0.5），確定安全等級。

3 應用實例

以武漢市某建筑工程項目為例，利用本文構建的安全評價模型綜合評價其高處作業(yè)安全狀況。

3.1 指標權重計算

請5位相關專家根據已建立的評價指標體系，評判21項二級指標，評分區(qū)間為[0，100]（其中分數值越高代表安全性越好）。根據上述公式（1）-式（4），計算得出各指標權重，結果見表2。

表2 評價指標的熵值和權重

3.2 聯(lián)系度計算

①單指標聯(lián)系度確定。將專家打分值的平均值作為指標的評判值，以A1為例，見表3。

表3 評價指標的單指標聯(lián)系度

②綜合聯(lián)系度計算。

經計算綜合聯(lián)系度μ=0.594。根據等比例取值的原則，將[－1，1]區(qū)間分成5等份，見表4。目標層μ=0.594，建筑施工高處作業(yè)的安全等級為安全。

表4 安全等級判斷區(qū)間

3.3 結果分析

根據指標層的權重排名可知排列前三名的因素，已知安全投入不足的權重最大，建議施工企業(yè)應及時加大安全投入以控制其帶來的安全隱患；根據已知隱患排查治理不到位所占權重第二，可以通過安排合理的隱患排查次數來減少施工過程中由于某些隱患導致的事故；根據已知安全生產責任制的權重排名第三，可以通過加強安全生產責任制度落實來明確各個層級管理者的職責。旨在降低建筑施工高處作業(yè)的風險。

4 結論

①經過多次分析造成高處事故的原因后，最終構建了建筑施工高處事故安全風險評價指標體系。本文利用熵權法確定各個指標的權重，以期使管理者和施工作業(yè)人員有依可循，可以通過權重數值大小來指導的工作實施；利用集對分析法評判建筑施工高處作業(yè)的安全等級。②經過實例驗證，本文基于EW-SPA法的建筑施工高處墜落安全評價模型能夠較好地避免人為因素造成的誤差，更加客觀地全面地把握建筑施工高處事故安全風險的具體情況，可為建筑施工企業(yè)的風險降低提供一定的方向和重點。