基于模糊層次分析法的地鐵施工階段安全風(fēng)性評(píng)估

閆竑宇

【摘要】地鐵施工階段技術(shù)復(fù)雜、不確定因素多，發(fā)生風(fēng)性的概率較大且風(fēng)性損失后果嚴(yán)重。為降低地鐵施工安全風(fēng)性，需對(duì)其進(jìn)行風(fēng)性評(píng)估。根據(jù)工程實(shí)際情況，從人一物一環(huán)等影響因素考慮，識(shí)別地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)的的主要風(fēng)性源，采用模糊層次分析法計(jì)算風(fēng)性發(fā)生的概率，并確定風(fēng)性等級(jí)；對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，提出相應(yīng)對(duì)策，提高安全水平。

【關(guān)鍵詞】地鐵安全管理；風(fēng)性；模糊層次分析法；風(fēng)性等級(jí)

一、引言

地鐵施工周邊環(huán)境復(fù)雜多變，不確定因素多，造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。合理的的風(fēng)性管理能降低事故的發(fā)生，Einstein H. H.分析風(fēng)性特點(diǎn)，認(rèn)為遵循風(fēng)性管理的相關(guān)理念有助于減少事故的發(fā)生[1]，應(yīng)國柱使用非線性模糊算子建立修正的模糊綜合評(píng)價(jià)模型[3]；劉波構(gòu)建模糊判斷矩陣，進(jìn)行靈敏度分析[4]。本文通過實(shí)地考察青島地鐵工程，使用模糊層次分析法建模，采用專家打分法計(jì)算出風(fēng)性影響因素所占的比例，在該比例的基礎(chǔ)上通過建立模糊關(guān)系矩陣來確定風(fēng)性大小并劃分等級(jí)。

二、模糊層次風(fēng)性評(píng)估模型

（一）建立風(fēng)性因素集U和風(fēng)性評(píng)價(jià)集V

U代表評(píng)價(jià)指標(biāo)，V代表指標(biāo)下的發(fā)生的級(jí)別，其中V1-V5分別代表引發(fā)風(fēng)性的可能性為安全、較安全、臨界、較危性、危性。

（二）層次分析法確定風(fēng)性指標(biāo)權(quán)重

將風(fēng)性評(píng)定結(jié)構(gòu)分為三層，利用1-9標(biāo)度法測(cè)評(píng)風(fēng)性指標(biāo)，通過賦值得出兩者重要度，列出矩陣A，再根據(jù)第一級(jí)風(fēng)性指標(biāo)計(jì)算出相對(duì)權(quán)重W以及二級(jí)權(quán)重Wi。

①將判斷矩陣A的每一列向量進(jìn)行歸一化處理，得到B=（bij）n*n，其中bij=aij/∑akj，（i，j=1，2，3，…，n）

②將歸一化矩陣B的行向量的元素相加，Mi=∑bkj（i，j=1，2，3，...，n）③將向量M=（M1，M1，…，Mn）歸一化，Wi=Mi/∑Mj（i，j=1，2，3，...，n），則W=[W1，W1，...，Wn]T④計(jì)算一致性比率CR，CR=CI/RI，若CR<0.1，則符合要求；否則重新賦值計(jì)算判斷矩陣。

（三）單因素模糊評(píng)判矩陣

評(píng)價(jià)指標(biāo)U中任一指標(biāo)ui，對(duì)評(píng)價(jià)集V中vij的隸屬向量為：其中Ri=（ri1 ri2 ri3 ri4 ri5），ri1=vij/∑vim，，vij代表對(duì)ui有vij的描述，將所有評(píng)價(jià)因素的描述成判別矩陣：R'=（R1 R2 R3 R4R5）T。

（四）一級(jí)和二級(jí)模糊綜合評(píng)判

由前面的各項(xiàng)測(cè)評(píng)因素中確定評(píng)判矩陣R'和二級(jí)權(quán)重指標(biāo)Wi，再進(jìn)行模糊運(yùn)算得出一級(jí)評(píng)判向量值：Bi=Wi*R。通過相互對(duì)比和二級(jí)模糊綜合評(píng)判R，得到二級(jí)模糊綜合評(píng)判：RA=W*R。

（五）確定施工風(fēng)性等級(jí)

統(tǒng)計(jì)專家評(píng)分結(jié)果，經(jīng)多次測(cè)評(píng)和若干次意見征求后，進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)，利用R=R*U，在各組合的形式下，將數(shù)據(jù)和意見反復(fù)核查以及修改，分析風(fēng)性等級(jí)，并根據(jù)實(shí)際風(fēng)性采取措施。

三、工程實(shí)例

人民會(huì)堂站為青島某地鐵站起點(diǎn)，車站位于市南區(qū)大學(xué)路與太平路交叉口，沿太平路呈西北東南向布置。采用暗挖法施工，大跨單拱雙層結(jié)構(gòu)形式。車站共設(shè)置3個(gè)出人口、2組風(fēng)亭、1個(gè)換乘通道及2個(gè)過街通道。

（一）風(fēng)性因素識(shí)別及權(quán)重計(jì)算

使用AHP確定指標(biāo)權(quán)重，比較風(fēng)性因素的重要性，構(gòu)造判斷矩陣，判斷矩陣的特征向量、特征值，并檢驗(yàn)一致性，最后確定權(quán)重。A：地鐵施工安全風(fēng)性；B1-B5：組織管理制度0.3199，現(xiàn)場(chǎng)管理0.4337、設(shè)備管理0.0607、防護(hù)0.1337、職業(yè)健康0.052；C11-C15：人員設(shè)置0.0634、管理責(zé)任制0.5128、檢查制度0.2615、上報(bào)制度0.0333、應(yīng)急制度0.1290；C21-C25：現(xiàn)場(chǎng)圍擋0.1024、封閉性管理0.1024、場(chǎng)地管理0.2452、材料堆放0.0459、現(xiàn)場(chǎng)防火0.5042：C31-C33：設(shè)備質(zhì)量0.6370、裝卸0.2583、維修保養(yǎng)0.1047；C41-C43：防護(hù)用品0.4545、防護(hù)設(shè)施0.4545、安全標(biāo)識(shí)0.0909；C51-C53：生活設(shè)施條件0.6370、保健急救條件0.1047、施工作業(yè)環(huán)境0.2583。

（二）安全風(fēng)性等級(jí)模糊評(píng)價(jià)

1.一級(jí)模糊綜合評(píng)判

安全風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)過程中，對(duì)于安全風(fēng)險(xiǎn)檢查制度，請(qǐng)10位專家對(duì)其打分。統(tǒng)計(jì)得到C13對(duì)于安全少L性評(píng)價(jià)集合V的隸屬向量R13=（0.7，0.3，0，0，0）。同理，根據(jù)Bi=Wi*R'分別得到其他安全因素對(duì)V的隸屬向量：

B1=[0.5746 0.4254 0 0 0]

B2=[0.5693 0.3803 0.0504 0 0]

B3=[0.5702 0.4089 0.0209 0 0]

B4=[0.8545 0.1454 0 0 0]

B5=[0.5839 0.4056 0.0105 0 0]

2.二級(jí)模糊綜合評(píng)判

因素集U的模糊關(guān)系矩陣為：R=（B1，B2，B3，B4，B5）T，U中各指標(biāo)的權(quán)重為W=[0.3199 0.1337 0.0607 0.1337 0.0320]，二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果為RA=W*R=[0.5997 0.3515 0.0487 0 0]，即該項(xiàng)目59.9%和35.15%均處于較安全的狀態(tài)，4.87%處于較安全與危性的臨界狀態(tài)，根據(jù)隸屬度原則，該風(fēng)性管理屬于安全狀態(tài)。

（三）安全風(fēng)性水平評(píng)價(jià)

根據(jù)測(cè)評(píng)顯示，該項(xiàng)目風(fēng)性指標(biāo)均達(dá)到安全性能，其中安全防護(hù)體現(xiàn)出高水平，其他指標(biāo)安全程度均一般，需要進(jìn)一步加強(qiáng)提高安全知識(shí)和培訓(xùn)力度，提高安全管理水平。

四、結(jié)論

結(jié)合青島某地鐵工程，利用模糊層次綜合評(píng)判法，評(píng)估地鐵施工階段的風(fēng)性，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果中各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性，應(yīng)從安全風(fēng)性組織管理制度的建設(shè)、安全教育與培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)管理、安全防護(hù)、設(shè)備管理、職業(yè)健康幾方面有針對(duì)性的進(jìn)行風(fēng)性控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]Einstein H.H.Risk and risk analysis in rock engineering[J].Tunneling andUnderground Space Technology，1996，11（2）：14-55.

[2]應(yīng)國柱，汪鵬程，朱大勇，等基于模糊綜合評(píng)價(jià)模型的地鐵施工風(fēng)性評(píng)估[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2016，12（2）：539-545.

[3]翁勇南，蘆毅，王敏，等.北京地鐵安全管理能力綜合評(píng)估體系研究[J].都市快軌交通，2015，28（6）：49-54.