基于熵權(quán)法和集對分析法對裝配式建筑施工安全風(fēng)險的評價

徐遨藍

摘要：裝配式建筑施工過程中存在諸多安全隱患，如不及時降低和規(guī)避極有可能造成重大安全事故。為了對裝配式建筑施工安全風(fēng)險進行更為有效的評價，采用文獻研究法和專家調(diào)查法確定了人為，材料及設(shè)備，技術(shù)，環(huán)境和管理5個一級風(fēng)險指標(biāo)以及人員違章作業(yè)，人員安全意識薄弱等24個二級風(fēng)險指標(biāo)，構(gòu)建了裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系，并運用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重，然后建立基于集對分析法的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價模型。最后通過實例分析，證實了此模型的可行性和適用性，可為裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價方法的選定提供指導(dǎo)。

Abstract： There are many potential safety hazards in the process of prefabricated building construction. If they are not timely reduced and evaded， it is very likely to cause major safety accidents. In order to evaluate the safety risks of prefabricated building construction， the literature research method and expert survey method are used to determine five levels of risk indicators， including personnel behavior， materials and equipment， technology， environment and management， and 24 secondary risk indicators such as personnel violated regulations， weak personnel security awareness， and so on， and the safety risk assessment index system of prefabricated building construction is constructed. The entropy weight method is used to determine the weight of each index， and then the assembled building construction safety risk assessment model based on set pair analysis is established. Finally， the feasibility and applicability of the model are verified by an example analysis， which can provide guidance for the selection of the safety assessment method for the prefabricated building construction.

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;熵權(quán)法;集對分析;風(fēng)險指標(biāo);聯(lián)系度

Key words： fabricated building;entropy weight method;set pair analysis;risk index;connection degree

0? 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，建筑行業(yè)正在全面升級轉(zhuǎn)型，裝配式建筑作為建筑行業(yè)升級轉(zhuǎn)型的核心手段已逐漸得到發(fā)展，但仍處于起步階段，施工過程中存在著大量的安全風(fēng)險因素，如果風(fēng)險因素不能被準(zhǔn)確識別和管控，必然會造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至重大的安全事故，因此亟需對裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價進行深入研究。

為了對裝配式建筑施工安全風(fēng)險進行有效評價，就需要建立有針對性的，綜合的評價體系和模型。目前，國內(nèi)對裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價進行的研究較少，齊寶庫等[1]利用層次分析法確定評估指標(biāo)的權(quán)重，并通過模糊綜合評估對裝配式建筑施工質(zhì)量進行綜合評判;張程城等[2]基于G1-熵權(quán)法確定了關(guān)鍵風(fēng)險因素，并結(jié)合灰色聚類和模糊綜合評價建立了風(fēng)險評價模型;常春光等[3]采用G1法確定風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合物元分析法對裝配式建筑施工安全進行綜合評價;劉嬌等[4]結(jié)合層次分析與信息熵確定指標(biāo)權(quán)重，建立了基于未確知測度理論的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價模型;易紫妮等[5]運用層次分析法確定指標(biāo)層權(quán)重，并應(yīng)用多級可拓原理建立裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價模型。就研究方法來看，大多采用了層次分析法或模糊綜合評價，受主觀性因素影響較大，且計算相對復(fù)雜，實際工程應(yīng)用較困難。

熵權(quán)法是一種通過客觀賦值從而確定指標(biāo)權(quán)重的方法，因其評價精度高且客觀性強，目前已廣泛應(yīng)用于權(quán)重確定及評價研究等領(lǐng)域。集對分析法是趙克勤于1989年提出的處理系統(tǒng)確定性與不確定性相互作用的數(shù)學(xué)理論，其評價結(jié)果可靠，目前已成功運用于LNG槽車風(fēng)險、大壩運行、公路邊坡、水質(zhì)環(huán)境，空氣質(zhì)量等評價中。鑒于集對分析法通過對確定與不確定問題進行定性定量的分析，能夠改善在評價裝配式建筑施工安全風(fēng)險中處理風(fēng)險指標(biāo)不確定性方面的不足，并考慮到集對分析法的運用需建立在各風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，由此，本文結(jié)合熵權(quán)法和集對分析法，建立裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價模型，以期為管控裝配式建筑施工安全風(fēng)險提供一種量化方法。

1? 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

由于裝配式建筑的施工程序和施工內(nèi)容與傳統(tǒng)建筑存在一定的差異，所以傳統(tǒng)建筑的風(fēng)險評估模式不能直接應(yīng)用于裝配式建筑，因此需建立一套新的，全面的風(fēng)險評價指標(biāo)體系進行施工安全風(fēng)險評價研究工作。

裝配式建筑施工安全風(fēng)險分析需要對施工過程中的各個方面進行評價，故精準(zhǔn)合理地劃分風(fēng)險的類別已然成為重要研究內(nèi)容。在大量裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價文獻研究的基礎(chǔ)上，提煉出風(fēng)險指標(biāo)分類相似性較大的19篇文章[2]-[20]，并分析各篇文章對風(fēng)險指標(biāo)的分類情況，例如，張文佳等[6]依據(jù)文獻研究及專家咨詢，將裝配式建筑施工過程中風(fēng)險分為人員風(fēng)險、設(shè)備風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險及管理風(fēng)險五個類型;常春光等[7]根據(jù)“4M1E”理論，從人為風(fēng)險、材料風(fēng)險、機械設(shè)備風(fēng)險、管理風(fēng)險及環(huán)境風(fēng)險五個方面分析安全風(fēng)險因素。結(jié)合指標(biāo)選取的科學(xué)性，系統(tǒng)性和可操作性等原則及對若干專家的調(diào)查訪問，剔除對裝配式建筑施工風(fēng)險幾乎無影響的指標(biāo)，統(tǒng)計出現(xiàn)頻次較多的指標(biāo)，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示，故從人為風(fēng)險、材料及設(shè)備風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險及管理風(fēng)險五個方面對裝配式建筑施工安全風(fēng)險進行分析。

2? 熵權(quán)法確定風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重

熵權(quán)法是確定指標(biāo)權(quán)重的一種數(shù)學(xué)方法，此方法的優(yōu)勢在于可定量分析指標(biāo)所包含的信息量大小，且具有較強的客觀性。熵權(quán)法的基本思路是利用風(fēng)險指標(biāo)的變異性大小來確定其客觀權(quán)重，在評價裝配式建筑施工安全風(fēng)險時，指標(biāo)信息熵越小，表明變異程度越大，提供的信息量越多，權(quán)重越大，對裝配式建筑施工安全風(fēng)險的影響也就越大。

3? 集對分析模型的建立

集對分析法的核心思想是將研究對象看做一個確定與不確定系統(tǒng)，先對該系統(tǒng)中有關(guān)聯(lián)的兩個集合組成集對，然后對兩個集合的同一性，差異性和對立性進行分析，再用聯(lián)系度描述集對的同、異、反關(guān)系。在裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價中，集對分析法可用于評價風(fēng)險時區(qū)分系統(tǒng)的風(fēng)險等級，從整體和局部兩個層面分析系統(tǒng)的復(fù)雜關(guān)系，通過一個具體的數(shù)學(xué)模型代替對風(fēng)險指標(biāo)不確定性的辯證分析，以此判斷裝配式建筑所處的狀態(tài)。

4? 實例應(yīng)用

4.1 工程概況

本項目位于門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn)馮村南街，東至新45路，西至馮村路，南至地塊邊界，北至雅安路西延。項目總用地17898.73m2，包含住宅樓，配套服務(wù)用房，熱力用房，低基配電室，樓公共衛(wèi)生間，總建筑面積72476.98m2，其中地上建筑面積49827.16m2，地下建筑面積22649.82m2，地上部分外墻全部采用工業(yè)化PC（預(yù)制混凝土）構(gòu)件，內(nèi)墻采用輕質(zhì)混凝土隔墻板。

4.2 專家評判

根據(jù)確定的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系，就此工程項目分別邀請管理層、技術(shù)層、驗收部門、施工安全監(jiān)測以及監(jiān)管部門的專家各一位，對24個二級風(fēng)險指標(biāo)的安全等級進行打分評判，依據(jù)5位專家的實際經(jīng)驗以及知識儲備情況，確定專家權(quán)重為W=（0.20，0.20，0.30，0.10，0.20），用低、中、高分別代表危險等級、一般安全等級、安全等級，打分情況如表4所示。

4.3 計算聯(lián)系度

4.4 結(jié)果分析

5? 結(jié)語

①本文采用了熵權(quán)法確定裝配式建筑施工安全風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重，受主觀性因素影響較小，使權(quán)重的確定更加客觀可靠。②將熵權(quán)法和集對分析法應(yīng)用于裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價中，構(gòu)建了裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價模型，經(jīng)實例分析，此方法科學(xué)適用，為裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價提供了一種新的思路。③通過集對分析法對裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價進行定性定量分析，能夠更加客觀地把握裝配式建筑施工安全風(fēng)險的具體情況，可為風(fēng)險的降低提供一定的方向和重點。

參考文獻：

[1]齊寶庫，李長福.裝配式建筑施工質(zhì)量評估指標(biāo)體系的建立與評估方法研究[J].施工技術(shù)，2014，43（15）：20-24.

[2]張程城，郭海濱，孟霄，王雨，劉玉梅.裝配式建筑施工風(fēng)險評價[J].工程經(jīng)濟，2018，28（10）：31-34.

[3]常春光，吳溪，李自浩.基于G1-物元分析法的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2018，20（03）：268-274.

[4]劉嬌，苑俊麗，常春光.基于未確知測度的裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2017，19（04）：387-393.

[5]易紫妮，賴芨宇，陳秋蘭，孫華威.預(yù)制裝配式建筑施工安全風(fēng)險分析[J].價值工程，2019，38（05）：51-53.

[6]張文佳，李慧民，趙地.基于可信：測度理論的裝配式建筑施工過程風(fēng)險性評估[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2017，43（08）：13-17，86.

[7]常春光，顏蕊蕊，李騰坤.基于SD的裝配式建筑施工安全評價及管理措施[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2018，20（04）：371-376.

[8]劉杏紅，張瀚宇.基于TQM理論和BIM的裝配式建筑質(zhì)量管理研究[J].建筑經(jīng)濟，2018，39（10）：25-30.

[9]宋云.裝配式建筑施工質(zhì)量控制研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（09）：92-94.

[10]陳偉，教授，喬治，熊付剛，牛力，楊道合.裝配式建筑施工安全事故預(yù)防SD-MOP模型[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2019（01）：19-24.

[11]付杰.裝配式建筑工程施工安全風(fēng)險評價[D].武漢理工大學(xué)，2017.

[12]苑俊麗.裝配式建筑施工安全風(fēng)險控制研究[D].沈陽建筑大學(xué)，2017.

[13]楊爽.裝配式建筑施工安全評價體系研究[D].沈陽建筑大學(xué)，2016.

[14]康珅.基于云模型的裝配式建筑施工安全評價研究[D].西安科技大學(xué)，2018.

[15]王俊森.裝配式建筑施工質(zhì)量風(fēng)險管理研究[D].沈陽建筑大學(xué)，2017.

[16]常春光，吳溪.裝配式建筑施工安全風(fēng)險評價研究[J].建筑經(jīng)濟，2018，39（08）：49-52.

[17]陳維艷.裝配式建筑工程安全風(fēng)險評價[J].山西建筑，2018，

44（21）：257-258.

[18]陳偉，付杰，熊付剛，楊劼.裝配式建筑工程施工安全灰色聚類測評模型[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2016，26（11）：70-75.

[19]徐姣姣，江林，黃萍莉.基于系統(tǒng)動力學(xué)的裝配式建筑安全風(fēng)險影響因素分析[J].西華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，37（02）：23-28.

[20]劉迪.裝配式混凝土建筑的安全施工管理[J].建筑施工，2016，38（07）：991-992.

[21]齊寶庫，朱婭，范偉陽.裝配式建筑全壽命周期風(fēng)險因素識別方法[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2016，18（03）：257-261.

[22]孫偉，李卉.基于熵權(quán)法的裝配式建筑風(fēng)險因素識別[J].價值工程，2018，37（12）：63-65.

[23]丁靈華，王晨，張莉芳，沈潮潮.基于熵權(quán)法—SD模型的套筒灌漿風(fēng)險分析[J].中外建筑，2019（01）：184-187.

[24]陳艷，杜西津，王宇.裝配式建筑風(fēng)險評估體系的建立和方法研究[J].價值工程，2017，36（28）：16-19.

[25]周懷發(fā)，申永亮，張興，劉銘剛.基于層次分析與集對分析法的LNG槽車區(qū)風(fēng)險評價[J].油氣儲運，2019（03）：279-284.

[26]吳勝文，秦鵬，高健，閆瀟群.熵權(quán)-集對分析方法在大壩運行風(fēng)險評價中的應(yīng)用[J].長江科學(xué)院院報，2016，33（06）：36-40.

[27]白鳳美，李佳洋.附著式升降腳手架傾覆和墜落事故風(fēng)險評價模型[J].土木建筑與環(huán)境工程，2016，38（S2）：35-39.

[28]俞峰，李榮鈞.基于熵權(quán)的集對分析法在尾礦庫安全評價中的應(yīng)用[J].黃金，2012，33（05）：50-53.

[29]李博楊，李賢功，吳利高，王克.基于熵權(quán)法和集對分析的煤礦安全事故人因失誤分析[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2017，44（01）：111-114.

[30]鄒韜，武靖凱，王鈺瑩，左恒奕，張本權(quán).基于集對分析法的水利工程安全人因分析[J].人民珠江，2019，40（03）：141-146.

[31]Pinto， Abel. QRAM a Qualitative Occupational Safety Risk Assessment Model for the construction industry that incorporate uncertainties by the use of fuzzy sets[J]. Safety Science， 2014， 63： 57-76.

[32]Li C Z ， Shen G Q ， Xu X ， et al. Schedule risk modeling in prefabrication housing production[J]. Journal of Cleaner Production， 2017， 153： 692-706.