基于組合賦權(quán)的工程安全管理能力體系適用性評價

王 凱，張延敬，畢文珂

（天津城建大學 經(jīng)濟與管理學院，天津 300384）

隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，高難度的建筑設(shè)計和技術(shù)層出不窮，安全事故頻發(fā)成為制約建筑業(yè)健康發(fā)展的重要因素?！丁肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃（2021—2023年）》政策的出臺表明智慧建造已成為建筑業(yè)安全生產(chǎn)的重要手段。建筑企業(yè)日益重視如何將安全管理理論和智慧建造技術(shù)轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)用，提升企業(yè)的安全動態(tài)管理能力，但由于受到傳統(tǒng)安全管理影響，安全管理能力體系建設(shè)效果各有差異。因此，構(gòu)建一套實用、可行的工程安全管理能力適用性評價體系，評估其結(jié)構(gòu)適用性及實施運行效果，對于改善企業(yè)安全管理現(xiàn)狀，提升事故預(yù)防效果具有重要意義。

在適用性評價過程中，針對適用性評價體系的研究集中于兩方面：一是適用性評價指標體系的構(gòu)建，有學者從程序過程研制、內(nèi)容結(jié)構(gòu)編排、預(yù)期目標制定和可行預(yù)測調(diào)控4 個方面進行研究[1]，也有學者綜合考慮了體系效益性和體系應(yīng)用程度等方面[2]。二是評價方法的選擇，適用性評價方法研究主要有層次分析法[3]、TOPSIS 法[4]、模糊綜合評價法[5-6]、熵權(quán)法[7]、G1 法[8]、灰色關(guān)聯(lián)法[9]、基于中心點三角白化權(quán)函數(shù)的灰色評估方法[10]等。確定權(quán)重是一項關(guān)鍵任務(wù)，可以通過主、客觀賦權(quán)法確定，綜合評價方法是獲得評價結(jié)果的重要手段[11]。其中陳勇等[12]采用AHP、熵權(quán)法以及兩者組合賦權(quán)確定各評價指標的權(quán)重，通過案例分析得出某航運公司安全管理有效性評價結(jié)果。周雪等[13]利用層次分析法和熵值法計算權(quán)重，將主客觀權(quán)重結(jié)合，通過博弈論理論計算組合權(quán)重，最后用云模型評價鐵路旅客運輸安全。而模糊綜合評價方法等不能直接確定權(quán)重，而是應(yīng)用主、客觀賦權(quán)法確定權(quán)重，從而實現(xiàn)綜合評價。

上述研究為適用性評價體系構(gòu)建提供了重要的理論支撐，但對工程安全管理能力體系適用性評價的研究卻是鳳毛麟角。對于體系適用性評價多用于標準體系，尚未開展能力體系適用性評價研究。因此，本研究擬從預(yù)期目標性、框架合理性、內(nèi)容協(xié)調(diào)性和運行實效性4 個方面構(gòu)建工程安全管理能力適用性評價指標體系，采用組合賦權(quán)法對安全管理能力體系進行適用性評價，基于模糊綜合評價法構(gòu)建評價模型并進行實證分析，為工程安全管理能力體系適用性評價指標的優(yōu)選提供依據(jù)。

1 工程安全管理能力體系

通過文獻分析結(jié)合實踐調(diào)研，運用IDEF 理論、系統(tǒng)論、智慧建造理論和事故致因理論等對工程安全管理能力體系進行理論分析，并從“技術(shù)-信息-業(yè)務(wù)”三個維度探尋當前工程安全管理能力體系存在的問題，分析智慧建造背景下工程安全管理的發(fā)展趨勢。在工程安全管理系統(tǒng)需求、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和要素組成分析的基礎(chǔ)上，運用系統(tǒng)優(yōu)化理論和IDEF0 方法構(gòu)建工程安全管理能力體系，如表1所示。

表1 工程安全管理能力體系Table 1 Engineering safety management capability system

工程安全管理能力體系對工程項目全生命周期的智慧化管控具有核心指導性作用，由于不同地區(qū)建筑工程的經(jīng)濟、技術(shù)以及環(huán)境等條件存在較大差異，因此在項目全生命周期內(nèi)廣泛應(yīng)用工程安全管理能力體系前要對體系的嚴謹性、科學性及可行性等方面進行綜合系統(tǒng)的適用性評價，否則在體系實施時不僅不能發(fā)揮出應(yīng)有的積極效果，反而會出現(xiàn)各種負面效果。所以，建立一套科學、合理的工程安全管理能力適用性評價體系，適用于不同地區(qū)以及不同類型的建筑工程項目，同時根據(jù)具體項目的實際情況（項目規(guī)模、項目所處環(huán)境等）進行動態(tài)調(diào)整，對提升工程項目安全管理水平是非常必要的。以表1 構(gòu)建的工程安全管理能力體系為例，對其進行適用性評價，并以碧桂園某項目為實例驗證，進一步提出有針對性的改進建議。

2 工程安全管理能力體系適用性評價體系

2.1 適用性評價的影響因素

工程安全管理能力體系適用性評價體系構(gòu)建是一項系統(tǒng)性工作，在構(gòu)建過程中不僅要保證評價體系各指標間的獨立性，還要注重指標能夠真實反映安全管理能力體系在工程項目運行中的適用性。結(jié)合工程安全管理能力體系情況對其影響因素進行分析，影響安全管理能力體系適用性主要分為內(nèi)部因素與外部因素，而內(nèi)部因素又包括框架和內(nèi)容，外部因素包括目標和運行，其變化直接改變安全管理能力體系的適用性，而且因素之間也存在影響關(guān)系[14-15]，具體如圖1所示。故選取文獻分析法及專家咨詢法相結(jié)合的方式確定評價指標，具體過程如下：首先，根據(jù)文獻分析的結(jié)果初步篩選出包括體系完整性、體系指向性、體系智慧性、體系權(quán)威性等在內(nèi)的23 個指標；其次，將其以表格的形式匯集進行專家咨詢，在專家咨詢的建議下確定最終評價指標并分類；最后，完成適用性評價體系構(gòu)建。

2.2 適用性評價指標體系構(gòu)建

通過對工程安全管理能力體系適用性評價的影響因素分析，根據(jù)專家咨詢的最終意見確定18 項指標，結(jié)果如表2所示。從內(nèi)部角度來說，對安全管理能力體系的適用性評價應(yīng)體現(xiàn)框架合理性及體系內(nèi)容協(xié)調(diào)性；從外部角度來看，要對安全管理能力體系是否實現(xiàn)預(yù)期目標且體系運行實效性情況等進行適用性評價[16-17]。

表2 工程安全管理能力體系適用性評價指標體系Table 2 Applicability evaluation index system for engineering safety management capability system

3 組合賦權(quán)適用性評價模型

工程安全管理能力體系適用性評價是多屬性評價，權(quán)重的計算對工程安全管理能力體系適用性的確定具有重要作用。按照主客觀性不同，可將權(quán)重計算方法分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是根據(jù)專家知識和經(jīng)驗進行賦權(quán)，符合常識但存在主觀性，主要有層次分析法和德爾菲法等?？陀^賦權(quán)法根據(jù)原始數(shù)據(jù)及內(nèi)在規(guī)律計算權(quán)重，不受評價者的經(jīng)驗和偏好影響，評價結(jié)果具有客觀性，包括熵權(quán)法和變異系數(shù)法等。單純采用一種評價方法會導致評價結(jié)果偏主觀或客觀。因此，本研究采用組合賦權(quán)法確定各指標權(quán)重，提高決策的科學性。

3.1 層次分析法

層次分析法作為一種主觀賦權(quán)法，有利于充分發(fā)揮個體的主觀能動性，從而保證評價的有效性，研究的主要思路為：構(gòu)造判斷矩陣并邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M行打分、計算一二級指標并進行一致性檢驗、形成適用性評價指標體系權(quán)重表3 個部分。由此，通過發(fā)放問卷的形式將工程安全管理能力體系適用性評價調(diào)查問卷發(fā)放給6 名專家，包括知名高校教授、從事建筑行業(yè)安全管理的高級工程師，以及業(yè)界安全管理領(lǐng)域?qū)＜业雀鲀擅?，對工程安全管理能力體系的適用性進行打分。

表3 工程安全管理能力體系適用性評價指標打分量表Table 3 Scoring scale for applicability evaluation indicators of engineering safety management capability system

1）構(gòu)造判斷矩陣。本文主要以構(gòu)建安全管理能力體系間評價指標量分標準為主，而后對安全管理能力體系適用性評價指標體系內(nèi)的指標進行兩兩評價。1～9 標度及其倒數(shù)的打分量表是最常用的一種形式，本研究打分量表如表3所示。

2）求解判斷矩陣。判斷矩陣是上述層的某個元素作為判斷的標準，根據(jù)標度方法，通過兩兩相比較，確定出相對于上一層目標的下層各要素的權(quán)重系數(shù)。對N個物體，滿足以下3個條件：aij＞0；aij=1/aji（i≠j）；aii=1（i,j=1,2,…,n）。其中aij指的是與指標j相比，i的重要程度。

指標相對權(quán)重計算過程如下[3]。

將判斷矩陣正規(guī)化，正規(guī)化矩陣按行求和得vij：

式中pij為正規(guī)化矩陣中的元素

對加總和vi再正規(guī)化，得到特征向量元素wij：

3）判斷矩陣的一致性檢驗。計算判斷矩陣一致性指標CI和一致比例CR：

式（4）中RI為平均隨機一致性指標。

CR＜0.1 則通過一致性檢驗，否則需要修正。

通過對專家打分表的回收，利用式（3）和（4）計算出CR值，利用式（2）計算一二級指標權(quán)重，此過程借助層次分析法軟件yaahp 進行計算，根據(jù)1～9 的比率標準主觀地度量指標[22]，得到一二級指標權(quán)重與一致性檢驗數(shù)據(jù)。6 名專家所反饋的各級指標評分打分結(jié)果均通過一致性檢驗，計算平均值將其形成綜合權(quán)重結(jié)果，結(jié)果如表4所示。

表4 工程安全管理能力體系適用性指標權(quán)重Table 4 Weight of applicability indicators for engineering safety management capability system

3.2 熵權(quán)法

1）對原始矩陣X進行標準化，可以得到矩陣Y=(yij)m×n，進一步對指標等級歸一化處理[7]。

2）計算第i個指標的熵ei[8]：

將問卷發(fā)放于8 位在工程項目安全管理領(lǐng)域內(nèi)具有5 a 及以上工作經(jīng)驗的從業(yè)人員，并讓其對工程安全管理能力體系各級指標進行非常不重要到非常重要9 個程度的打分，分值為1～9 分。最終，根據(jù)打分結(jié)果利用式（8）計算熵權(quán)法權(quán)重，此過程借助SPSSAU 軟件進行計算，得到的結(jié)果如表5所示。

表5 工程安全管理能力體系適用性指標熵權(quán)值Table 5 Entropy weight value of applicability index for engineering safety management capability system

3.3 組合賦權(quán)法

為了保障指標權(quán)重的合理性，采取組合賦權(quán)的方法對指標賦權(quán)，以求取主客觀權(quán)重平均值方式計算得出組合權(quán)重，結(jié)果如表6所示。

表6 工程安全管理能力體系適用性評價組合權(quán)重表Table 6 Combination weight table for applicability evaluation of engineering safety management capability system

4 實證研究

選取濰坊某碧桂園項目作為實證研究對象，該項目為13 棟洋房及高層的住宅項目，在調(diào)研期間，該項目處于一期一標段13 棟樓已經(jīng)交付使用及一期二標段3 棟樓主體施工階段，核心工程項目全過程管理參與主體有：建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、政府及后期運維單位。在調(diào)研過程中，通過問卷的形式對該項目全過程進行工程安全管理能力體系的適用性評價，將問卷投放給參與主體，共投放問卷92 份，回收83 份，其中有效問卷80 份。據(jù)此構(gòu)建基于模糊綜合評價的工程安全管理能力體系適用性評價模型，并對體系內(nèi)各指標進行綜合評價得出其適用性得分，進而提出相關(guān)對策建議。

4.1 適用性評價模型構(gòu)建

4.1.1 確定評判對象集與因素集

模糊綜合評價評判對象集指評價主要對象，同時是評價指標體系中的目標層部分，因素集是指評價指標體系中的一二級指標。因此，評價的對象集為：C={工程安全管理能力體系適用性}。因素集為：B={B1,B2,B3,B4}；B1={B11,B12,B13,B14}；B2={B21,B22,B23,B24,B25}；B3={B31,B32,B33,B34,B35}；B4={B41,B42,B43,B44}。

4.1.2 確定各指標評判評價集

在評價過程中指標評判評價集是形容各指標狀態(tài)的集合，可以表示為V={V1,V2,V3,V4,V5}[11]。根據(jù)工程安全管理能力體系的特征將評價集劃分為非常不重要、比較不重要、一般、比較重要、非常重要5 個等級。同時，為了對各級指標綜合評分時能直觀地展示安全管理能力體系的適用性效果，將評價集的5個等級按照100,90,80,70,60 進行賦分，便于判斷安全管理能力體系的適用性效果。其中，體系內(nèi)某項指標分值越高，說明其在企業(yè)內(nèi)適用性效果較好；分值越低，適用性效果越差。

4.1.3 確定隸屬度矩陣

對工程安全管理能力體系評價指標量化的過程是確定單因素對因素集隸屬度的過程，因此需要構(gòu)建隸屬度矩陣R。

首先通過自上而下的形式向企業(yè)各職工發(fā)放問卷，邀請對安全管理能力體系進行評分，后將結(jié)果匯總并通過隸屬度矩陣計算得隸屬度評價集。根據(jù)回收問卷對該體系評價指標的數(shù)據(jù)處理形成各級指標隸屬度。處理二級指標數(shù)據(jù)，根據(jù)各參與主體的選擇結(jié)果按百分比進行數(shù)據(jù)處理形成表7所示隸屬度結(jié)果。

表7 二級指標隸屬度值Table 7 Membership degree of second-level indicators

根據(jù)二級指標計算得出一級指標隸屬度，見表8。

表8 一級指標隸屬度Table 8 Membership degree of first-level indicators

4.1.4 確定模糊評價結(jié)果向量

對各級指標模糊綜合評分后得出各指標的適用性綜合評分，通過組合賦權(quán)獲得的權(quán)重W與其相對的隸屬度矩陣R合并計算獲得模糊評價結(jié)果向量B：

Bi=W×R。

例如，根據(jù)最大隸屬度原則，從體系運行實效性指標來看，其權(quán)重為

而其隸屬度矩陣則為

得出體系運行實效性評價等級權(quán)重：

由此可得，工程安全管理能力體系的運行實效性總評價得分為

4.2 工程安全管理能力體系適用性評價結(jié)果與分析

安全管理能力體系適用性評價結(jié)果如表9所示。

表9 各評價指標得分表Table 9 Score table of each evaluation indicator

根據(jù)模糊綜合評價結(jié)果，可看出工程安全管理能力體系適用性總得分為85.66 分，4 個一級指標的分數(shù)及排名依次為：體系預(yù)期目標性（91.13）、體系框架合理性（88.20）、體系內(nèi)容協(xié)調(diào)性（88.06）、體系運行實效性（79.44）。表明該體系在此項目實際運行過程中智慧化、網(wǎng)絡(luò)化及協(xié)同化安全管理預(yù)期目標基本實現(xiàn)，但由于不同項目間存在差異性，體系以涵蓋大部分工程為目標進行體系內(nèi)容編排及框架編寫，與此項目的安全管理存在少量偏差。由于此項目為住宅項目，涉及安全管理能力及其技術(shù)水平。相對于部分項目，要求較低且開發(fā)商更加追求經(jīng)濟效益，故體系在此項目運行實效性中缺少大量技術(shù)成本投入、產(chǎn)學研技術(shù)人才培育及技術(shù)開發(fā)，因此最終導致體系實際運行應(yīng)用指標得分較小。

在體系預(yù)期目標性下的二級指標得分依次為：一致性（93.75）、指向性（93.25）、恰當性（92.50）、完整性（85.63）。表明體系在此項目的運行過程中，安全管理目標與建筑市場保持一致，基本滿足項目參與主體安全管理需求及指向該項目安全管理能力存在的核心問題，但與建設(shè)單位安全管理能力的未來發(fā)展方向存在一定偏差，且由于項目所處地理位置和規(guī)模問題，智慧化發(fā)展水平不高，并不能完整地反映出建筑業(yè)的發(fā)展方向。在體系框架合理性下的二級指標得分依次為：規(guī)范性（89.50）、全面性（89.25）、創(chuàng)新性（89.00）和整合性（89.00）、適宜性（83.50）。表明體系基本覆蓋此項目安全管理能力要點、創(chuàng)新安全管理能力建設(shè)、符合安全管理各項規(guī)范要求，且整合各主體內(nèi)外資源協(xié)同管理能力，但由于項目具備智慧化專業(yè)能力的工作人員較少，使得項目人員在對接智慧安全管理系統(tǒng)各要素方面存在一定差距。在體系內(nèi)容協(xié)調(diào)性下的二級指標得分中，依次為：權(quán)威性（89.38）、指導性（88.38）和預(yù)測性（88.38）、明確性（87.88）、擴展性（84.63）。表明體系在此項目運行過程中，可以指導智慧安全管理系統(tǒng)建設(shè)及運作、明確安全管理能力建設(shè)方向、在安全管理能力提高過程中具有一定權(quán)威性，但是建筑市場瞬息萬變，工程建設(shè)周期內(nèi)社會經(jīng)濟水平不斷變化，企業(yè)對于未知的市場變化準備不足，所以根據(jù)市場變化進行動態(tài)調(diào)整以及擴展業(yè)務(wù)的能力較弱。體系運行實效性下的二級指標得分依次為：智慧性（82.00）、反饋性（80.13）、支撐性（78.38）、協(xié)同性（76.00）。表明體系充分發(fā)揮此項目現(xiàn)有的安全管理能力、智慧管控要素，且能夠提升安全隱患排查能力反饋性，但是由于項目前期施工及后期運行階段涉及主體較多，建設(shè)單位和施工單位等各參與主體以及各部門之間難以進行聯(lián)動性的高效配合，整體協(xié)同性較弱，并且以成本最優(yōu)為原則，在項目實施過程中缺少了對產(chǎn)學研技術(shù)人才的培育，導致安全管理能力協(xié)同性及產(chǎn)學研融合支撐體系構(gòu)建方面存在不足。

總體來說，對工程安全管理能力體系適用性效果的整體評價處于良好水平，說明構(gòu)建的工程安全管理能力適用性評價體系的構(gòu)建是合理且可行的，但安全管理能力體系適用性效果仍有較大的提升空間，通過體系得分表明當前工程安全管理受國家政策與相關(guān)法律法規(guī)的指引，已制定了較為恰當并且一致的能力體系實施目標，應(yīng)重點從安全管理能力體系的框架結(jié)構(gòu)、內(nèi)容協(xié)調(diào)、運行過程3 個維度制定詳細實施建議，強化工程安全管理能力體系的適用性。

4.3 安全管理能力體系實施建議

1）完善能力體系完整性及擴展性。工程安全管理能力體系的研究與完善是一項長期工作，隨著安全管理理論及政策的不斷更新，工程項目各參與主體應(yīng)了解建筑市場需求、彌補安全管理能力技術(shù)與管理方面的不足，確定未來安全管理能力智慧化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化的發(fā)展方向，提升安全管理能力體系的完整性。同時，注重資金、人才及技術(shù)等要素的投入比例，構(gòu)建智慧安全管理系統(tǒng)，完善信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能力體系。

2）加快構(gòu)建多主體信息共享平臺。智慧協(xié)同是貫穿工程安全管理能力體系的核心要點，在智慧建造理論及技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，若想真正實現(xiàn)工程項目智慧化安全管理、形成智慧協(xié)同的安全管理體系，加快構(gòu)建多主體信息平臺是關(guān)鍵所在。由于安全事故自身具有突發(fā)性、破壞性等特點，智慧協(xié)同的安全管理能力體系要求對工程項目全過程的危險源感知監(jiān)測及安全隱患排查與預(yù)前控制，但由于項目前期施工及后期運行階段涉及主體較多，各單位難以進行聯(lián)動性的高效配合，導致安全隱患的預(yù)前管控較差。因此，需要以智慧協(xié)同為核心，構(gòu)建連接建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、政府的信息共享平臺來實現(xiàn)工程智慧化安全管理的信息閉環(huán)路線，進一步提高安全隱患預(yù)前管控效果。

3）推動體系配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。要使體系長久發(fā)展，技術(shù)、人員及資金等內(nèi)外資源投入必不可少。工程項目各參與主體應(yīng)加強產(chǎn)學研融合機制建設(shè)作為體系運行技術(shù)研發(fā)及人員培養(yǎng)支撐，以協(xié)調(diào)資源為關(guān)鍵推動體系配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。工程安全管理能力體系的實施需要各主體共同參與、協(xié)同合作，通過加強產(chǎn)學研融合和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時，明確各參與主體任務(wù)，提升建筑企業(yè)、政府、科研機構(gòu)間的合作互動，促使合作機制形成，并通過體系運行過程中對合作機制的不斷優(yōu)化，將體系完善與運行改進在各參與主體智慧協(xié)同過程中進行。

5 結(jié)語

隨著智慧建造技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用，我國工程項目安全管理面臨智慧化轉(zhuǎn)型升級，傳統(tǒng)工程項目安全管理能力體系系統(tǒng)性差、智慧化程度低的弊端日益顯現(xiàn)。通過對工程智慧化安全管理能力體系的構(gòu)建并將組合賦權(quán)的方法應(yīng)用于工程安全管理能力體系適用性評價中，計算得出準確的適用性評價權(quán)重值。實際工程項目驗證合理，為安全管理能力體系適用性評價方法的選擇提供了新思路。采用模糊綜合評價法構(gòu)建適用性評價模型，并選擇濰坊某碧桂園項目進行實證分析，得出安全管理能力體系適用性評價等級處于良好水平，說明該體系在實際運行過程中具有較好的適用性，與建筑業(yè)智慧建造發(fā)展要求相對應(yīng)，有利于促進工程安全管理能力體系的不斷完善和優(yōu)化，解決傳統(tǒng)工程安全管理與當前建筑業(yè)智慧建造發(fā)展不協(xié)同的突出問題，提出全面系統(tǒng)的安全管理能力體系解決方案，提升工程項目安全管理智慧化水平，為工程項目安全管理數(shù)字化監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同與智慧化管控提供參考思路。各單位可考慮使用該適用性評價體系進行自查，建立自我完善機制，以促進工程安全管理體系的進一步優(yōu)化和提升，為各單位構(gòu)建工程安全管理能力體系以及驗證其適用性提供了參考和借鑒。