基于事故樹和層次分析法的模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)分析

彭雪艷，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）

0 引言

模板工程項(xiàng)目存在大量模糊性的風(fēng)險(xiǎn)因素，難以定量描述其中一個(gè)指標(biāo)對(duì)整體的影響程度，而層次分析法能通過分析復(fù)雜系統(tǒng)中所含指標(biāo)之間的聯(lián)系，將復(fù)雜問題劃分為多個(gè)層次，結(jié)合定量分析和定性分析確定各級(jí)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響程度，從而評(píng)價(jià)系統(tǒng)，進(jìn)而可以提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。

1 基于事故樹和層次分析法綜合評(píng)價(jià)機(jī)制

1.1 事故樹風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

事故樹又稱故障樹， 是一種常用的系統(tǒng)安全分析方法[1]。 從頂上事件由上而下，逐層查找發(fā)生在頂部的直接和間接事件，直至基本事件，然后用邏輯圖表將其聯(lián)系起來， 是一種基于因果關(guān)系的推理分析方法。

1.1.1 事故樹分析步驟

事故樹分析是通過分析系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的或已發(fā)生的事件，找到其成因，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。 其基本流程一般分為準(zhǔn)備階段、定量分析階段和安全性評(píng)價(jià)階段。其中，準(zhǔn)備階段包含熟悉系統(tǒng)、調(diào)查事故、 確定頂上事件及調(diào)查事故發(fā)生原因；定性階段包含事故樹繪制與定性分析等[2]。

由于文章只研究事故樹定性分析階段，因此對(duì)事故樹分析一般按下述步驟進(jìn)行。

1.2 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法是一種綜合定性和定量的多標(biāo)準(zhǔn)決策方法。 該方法的特征在于，通過對(duì)復(fù)雜的決策問題的本質(zhì)、影響因素和內(nèi)部的聯(lián)系等進(jìn)行深入分析，建立層次結(jié)構(gòu)模型。 它可以通過少量的量化信息來實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或非結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜決策問題的求解，提供一種簡便的決策方法。 層次分析法的具體步驟如下：

（1）建立層次結(jié)構(gòu)體系。將評(píng)價(jià)目標(biāo)、決策準(zhǔn)則和選取指標(biāo)按照從屬關(guān)系劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和因素層。

（2）構(gòu)造判斷矩陣。一致性矩陣法是AHP 中常用的一種方法，它可以避免將所有的因素同時(shí)進(jìn)行對(duì)比，并選取不同的兩個(gè)因子進(jìn)行對(duì)比。 使用統(tǒng)一的相對(duì)標(biāo)度1～9 標(biāo)度方法來體現(xiàn)其重要性， 具體1～9 標(biāo)度法數(shù)值大小如表1 所示。

表1 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

（3）層次單排序及一致性檢驗(yàn)。 可以通過計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax及其歸一化后對(duì)應(yīng)的特征向量W， 計(jì)算出某一層對(duì)于上一層次某一個(gè)單元的相對(duì)重要性權(quán)值。 定義一致性指標(biāo)CI 公式見式（1）。

CI 值越大， 表明判斷矩陣偏離完全一致性的程度越大；CI 值越?。ń咏?），表明判斷矩陣的一致性越好。顯然，當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時(shí)，CI=0，反之亦然。

衡量同階矩陣是否具有滿意的一致性，還需引入判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 值。對(duì)于1-9 階判斷矩陣，RI 的值見表2。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 之比稱為隨機(jī)一致性比率，記為CR：見式（2）。

當(dāng)時(shí)CR＜0.10，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要調(diào)整判斷矩陣，使之具有滿意的一致性。

（4）層次總排序及一致性檢驗(yàn)。 通過計(jì)算各層級(jí)因素權(quán)重，可以求出各層級(jí)指標(biāo)的排序即相對(duì)重要程度，并執(zhí)行判斷矩陣的一致性檢查。

1.3 綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

結(jié)合事故樹與層次分析法構(gòu)建模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。首先通過事故樹分析影響模板工程項(xiàng)目安全的不同方面及其影響因素；其次通過層次分析法確定準(zhǔn)則層及因素層的指標(biāo)權(quán)重，最后綜合準(zhǔn)則層和因素層各權(quán)重得出目標(biāo)層評(píng)價(jià)結(jié)果，具體流程如圖1 所示。

圖1 綜合評(píng)價(jià)模型流程

2 實(shí)例分析

本案例工程建筑面積為7 390 m2，建筑層數(shù)為地上3 層，地下局部1 層。 為了預(yù)防在施工階段模板工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用事故樹以及層次分析法對(duì)模板工程項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果的各指標(biāo)權(quán)重提出針對(duì)性的建議。

2.1 事故樹識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)

通過專家調(diào)查訪問、查閱文獻(xiàn)以及實(shí)地項(xiàng)目調(diào)研等途徑，梳理總結(jié)了影響模板工程項(xiàng)目安全的不同方面，綜合整理各種信息得到各類風(fēng)險(xiǎn)的影響因素。 具體指標(biāo)因素如表3 所示。

表3 模板工程項(xiàng)目各層級(jí)指標(biāo)因素

根據(jù)事故樹的繪制原則以及各影響因素指標(biāo)之間的邏輯關(guān)系，分析表中各指標(biāo)因素，繪制事故樹時(shí)各因素之間應(yīng)通過邏輯或門連接，對(duì)應(yīng)的事故樹分析如圖2 所示。

圖2 模板工程項(xiàng)目事故樹分析

2.2 層次分析法確定一二級(jí)指標(biāo)權(quán)重

在事故樹分析中模板材料風(fēng)險(xiǎn)M4該事件又可以繼續(xù)分為材料本身存在的風(fēng)險(xiǎn)M5以及材料準(zhǔn)備的風(fēng)險(xiǎn)M6， 但這兩個(gè)事件都隸屬于模板材料風(fēng)險(xiǎn)M1之下，故將模板材料風(fēng)險(xiǎn)M1、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)M2、施工風(fēng)險(xiǎn)M3、組織管理風(fēng)險(xiǎn)M4這四個(gè)指標(biāo)作為層次分析法的一級(jí)指標(biāo)，各一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的影響因素（即事故樹分析圖中的原因事件） 為層次分析法的二級(jí)指標(biāo)。

在模板結(jié)構(gòu)體系中，根據(jù)下列可能引起風(fēng)險(xiǎn)的因素，對(duì)準(zhǔn)則層即一級(jí)指標(biāo)構(gòu)造判斷矩陣A 如下，近似求解最大特征值和特征向量見式（3）。

對(duì)于判斷矩陣A 來說見式（4）。

歸一化處理見式（5）。

特征根按下式近似求解，見式（6）。

計(jì)算一致性指標(biāo)CI，見式（7）。

查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 見表2。計(jì)算一致性比例CR 見式（8）。

對(duì)每個(gè)因素層即二級(jí)指標(biāo)按照上述同樣的方法構(gòu)造判斷矩陣計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，由于文章的篇幅有限，此處對(duì)計(jì)算過程不再贅述，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列出，見式（9）。

2.3 綜合一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)權(quán)重

基于層次分析法計(jì)算一二級(jí)指標(biāo)權(quán)重，得出綜合模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)的總權(quán)重，如表4 所示。

表4 模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)總權(quán)重

通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的計(jì)算可得到以下結(jié)論：

（1）準(zhǔn)則層對(duì)方案層的情況為：設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于總的風(fēng)險(xiǎn)影響較大;其次是組織管理風(fēng)險(xiǎn);再次是施工風(fēng)險(xiǎn);材料使用所帶來的風(fēng)險(xiǎn)最小。

（2）指標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層的影響情況為:對(duì)于材料風(fēng)險(xiǎn)影響最大的是變形的鋼管未調(diào)直；對(duì)于設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)影響最大的是設(shè)計(jì)內(nèi)容不全；對(duì)于施工風(fēng)險(xiǎn)影響最大的是采用不合理的施工技術(shù)和方案；對(duì)于組織管理風(fēng)險(xiǎn)影響最大的是安全生產(chǎn)職責(zé)落實(shí)不到位。

（3）由層次總排序表可知各具體因素對(duì)于總體風(fēng)險(xiǎn)的影響： 排在前五位的依次是設(shè)計(jì)內(nèi)容不全、設(shè)計(jì)存在缺陷錯(cuò)誤和遺漏、安全生產(chǎn)職責(zé)落實(shí)不到位、現(xiàn)場檢查監(jiān)督管理不到位、采用不合理的施工技術(shù)和方案。

3 模板工程風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施

（1）加大對(duì)模板工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)力度的重視。 應(yīng)在設(shè)計(jì)前及時(shí)準(zhǔn)確和相關(guān)設(shè)計(jì)人員溝通，對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容等達(dá)成一致意見。設(shè)計(jì)方在完成整體設(shè)計(jì)后應(yīng)及時(shí)檢查設(shè)計(jì)內(nèi)容是否完整，是否符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求等。

（2）加強(qiáng)校企合作，共享優(yōu)秀資源。定期開展各級(jí)人員的培訓(xùn)交流， 建立健全各級(jí)人員的知識(shí)體系。如可以開展針對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的解讀培訓(xùn)等課程，定期舉行技術(shù)交流等活動(dòng)等。

（3）完善項(xiàng)目管理體系，提高管理者的管理能力。要建立與完善系統(tǒng)全面的，以項(xiàng)目經(jīng)理為首的，安全生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)組織團(tuán)隊(duì)， 承擔(dān)安全生產(chǎn)的責(zé)任，使生產(chǎn)過程有領(lǐng)導(dǎo)，有組織。 企業(yè)可以采取一些獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制對(duì)在項(xiàng)目方案選擇中表現(xiàn)良好的人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，以此作為激勵(lì)，也能促進(jìn)大家主動(dòng)學(xué)習(xí)掌握更多技巧。

4 結(jié)語

將事故樹和層次分析法應(yīng)用到模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)分析中， 針對(duì)傳統(tǒng)模板工程項(xiàng)目中的不足，總結(jié)了一套在模板工程施工過程中提高安全性的對(duì)策，運(yùn)用事故樹追蹤整理施工中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，再運(yùn)用層次分析法計(jì)算所分析的各因素的權(quán)重大小，最終提出針對(duì)性的對(duì)策。 文章僅是根據(jù)某一具體案例提供了其中一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，實(shí)際工程更為復(fù)雜。 隨著工程技術(shù)的發(fā)展，相信未來會(huì)有更多合理有效的技術(shù)方法能夠應(yīng)用于模板工程項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)分析上。