彭雪艷,周洪文
(上海應用技術大學城市建設與安全工程學院,上海 201418)
模板工程項目存在大量模糊性的風險因素,難以定量描述其中一個指標對整體的影響程度,而層次分析法能通過分析復雜系統(tǒng)中所含指標之間的聯(lián)系,將復雜問題劃分為多個層次,結合定量分析和定性分析確定各級指標對評價對象的影響程度,從而評價系統(tǒng),進而可以提出針對性的改進措施。
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,并采取相應的預防措施。 其基本流程一般分為準備階段、定量分析階段和安全性評價階段。其中,準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,因此對事故樹分析一般按下述步驟進行。
層次分析法是一種綜合定性和定量的多標準決策方法。 該方法的特征在于,通過對復雜的決策問題的本質(zhì)、影響因素和內(nèi)部的聯(lián)系等進行深入分析,建立層次結構模型。 它可以通過少量的量化信息來實現(xiàn)對多目標、多準則或非結構性的復雜決策問題的求解,提供一種簡便的決策方法。 層次分析法的具體步驟如下:
(1)建立層次結構體系。將評價目標、決策準則和選取指標按照從屬關系劃分為目標層、準則層和因素層。
(2)構造判斷矩陣。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進行對比,并選取不同的兩個因子進行對比。 使用統(tǒng)一的相對標度1~9 標度方法來體現(xiàn)其重要性, 具體1~9 標度法數(shù)值大小如表1 所示。
表1 判斷矩陣標度及其含義
(3)層次單排序及一致性檢驗。 可以通過計算判斷矩陣的最大特征根λmax及其歸一化后對應的特征向量W, 計算出某一層對于上一層次某一個單元的相對重要性權值。 定義一致性指標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,當判斷矩陣具有完全一致性時,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一致性指標RI 值。對于1-9 階判斷矩陣,RI 的值見表2。
表2 平均隨機一致性指標
隨機一致性指標RI 之比稱為隨機一致性比率,記為CR:見式(2)。
當時CR<0.10,即認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。 通過計算各層級因素權重,可以求出各層級指標的排序即相對重要程度,并執(zhí)行判斷矩陣的一致性檢查。
結合事故樹與層次分析法構建模板工程項目安全風險評價模型。首先通過事故樹分析影響模板工程項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則層及因素層的指標權重,最后綜合準則層和因素層各權重得出目標層評價結果,具體流程如圖1 所示。
圖1 綜合評價模型流程
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。 為了預防在施工階段模板工程項目的風險,運用事故樹以及層次分析法對模板工程項目進行風險分析,根據(jù)評價結果的各指標權重提出針對性的建議。
通過專家調(diào)查訪問、查閱文獻以及實地項目調(diào)研等途徑,梳理總結了影響模板工程項目安全的不同方面,綜合整理各種信息得到各類風險的影響因素。 具體指標因素如表3 所示。
表3 模板工程項目各層級指標因素
根據(jù)事故樹的繪制原則以及各影響因素指標之間的邏輯關系,分析表中各指標因素,繪制事故樹時各因素之間應通過邏輯或門連接,對應的事故樹分析如圖2 所示。
圖2 模板工程項目事故樹分析
在事故樹分析中模板材料風險M4該事件又可以繼續(xù)分為材料本身存在的風險M5以及材料準備的風險M6, 但這兩個事件都隸屬于模板材料風險M1之下,故將模板材料風險M1、設計風險M2、施工風險M3、組織管理風險M4這四個指標作為層次分析法的一級指標,各一級指標對應的影響因素(即事故樹分析圖中的原因事件) 為層次分析法的二級指標。
在模板結構體系中,根據(jù)下列可能引起風險的因素,對準則層即一級指標構造判斷矩陣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)。
計算一致性指標CI,見式(7)。
查找相應的平均隨機一致性指標RI 見表2。計算一致性比例CR 見式(8)。
對每個因素層即二級指標按照上述同樣的方法構造判斷矩陣計算各指標的權重,由于文章的篇幅有限,此處對計算過程不再贅述,現(xiàn)將計算結果列出,見式(9)。
基于層次分析法計算一二級指標權重,得出綜合模板工程項目安全風險分析評價的總權重,如表4 所示。
表4 模板工程項目安全風險分析評價總權重
通過對上述數(shù)據(jù)的計算可得到以下結論:
(1)準則層對方案層的情況為:設計風險對于總的風險影響較大;其次是組織管理風險;再次是施工風險;材料使用所帶來的風險最小。
(2)指標層對準則層的影響情況為:對于材料風險影響最大的是變形的鋼管未調(diào)直;對于設計風險影響最大的是設計內(nèi)容不全;對于施工風險影響最大的是采用不合理的施工技術和方案;對于組織管理風險影響最大的是安全生產(chǎn)職責落實不到位。
(3)由層次總排序表可知各具體因素對于總體風險的影響: 排在前五位的依次是設計內(nèi)容不全、設計存在缺陷錯誤和遺漏、安全生產(chǎn)職責落實不到位、現(xiàn)場檢查監(jiān)督管理不到位、采用不合理的施工技術和方案。
(1)加大對模板工程項目設計力度的重視。 應在設計前及時準確和相關設計人員溝通,對設計的內(nèi)容等達成一致意見。設計方在完成整體設計后應及時檢查設計內(nèi)容是否完整,是否符合相關的設計要求等。
(2)加強校企合作,共享優(yōu)秀資源。定期開展各級人員的培訓交流, 建立健全各級人員的知識體系。如可以開展針對行業(yè)標準以及規(guī)范的解讀培訓等課程,定期舉行技術交流等活動等。
(3)完善項目管理體系,提高管理者的管理能力。要建立與完善系統(tǒng)全面的,以項目經(jīng)理為首的,安全生產(chǎn)的領導組織團隊, 承擔安全生產(chǎn)的責任,使生產(chǎn)過程有領導,有組織。 企業(yè)可以采取一些獎勵機制對在項目方案選擇中表現(xiàn)良好的人員進行獎勵,以此作為激勵,也能促進大家主動學習掌握更多技巧。
將事故樹和層次分析法應用到模板工程項目安全風險分析中, 針對傳統(tǒng)模板工程項目中的不足,總結了一套在模板工程施工過程中提高安全性的對策,運用事故樹追蹤整理施工中可能存在的風險因素,再運用層次分析法計算所分析的各因素的權重大小,最終提出針對性的對策。 文章僅是根據(jù)某一具體案例提供了其中一種風險分析方法,實際工程更為復雜。 隨著工程技術的發(fā)展,相信未來會有更多合理有效的技術方法能夠應用于模板工程項目安全風險分析上。