CN109409756A - 基于ahp的建筑施工现场安全评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于AHP的建筑施工现场安全评价方法,是按照下述方法进行的:1)构建的建筑施工现场安全评价指标体系X;2)建立递阶层次结构;3)构造判断矩阵并计算权重值;4)一致性检验;5)层次总排序,由以上步骤能够得出建筑施工现场安全评价指标体系中各指标相对总目标的权重大小。本发明通过计算各指标的权重,得出各风险因素对施工安全的影响程度,然后采用模糊综合评价法构建建筑施工现场安全评价模型的安全评价体系,并提出相应的安全对策措施。采用本发明得到的结果可以较为客观地反映建筑施工单位的安全生产状况,有效地促进建筑施工现场的安全管理。
Description
技术领域
本发明属于建筑安全施工领域,具体涉及一种建筑施工现场安全生产进行评价的方法。
背景技术
经济的高速增长,使得我国都市化进度大大加速,建筑行业作为国民经济的支柱之一,得到了迅猛发展。但与此同时,因为建筑行业具有工期长、工序工种繁多、作业密集等特色,建筑行业安全事故频发,在所有行业中仅略低于采矿行业,给人们的生命财产造成非常大的危害。
即使近年国家特别重视安全生产工作,先后颁布了数百部安全生产法律条文,但效果仍然不够理想,与发达国家比起来,不管是事故的发生数量,还是百亿元产值伤亡率都还有很大差距。论其原因,还是我国的建筑项目施工安全管理水平较低。所以,联系我国建筑行业的主要问题及矛盾,对建筑项目施工的安全问题进行分析以及评价,探索新的安全生产管理技术,建立完备的建筑施工现场安全评价体系,最终构建安全评价模型,对减少建筑项目事故的发生有着十分重大的意义。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供一种基于AHP的建筑施工现场安全评价方法。
本发明的技术方案是这样实现的:一种基于AHP的建筑施工现场安全评价方法,是按照下述方法进行的:
1)构建的建筑施工现场安全评价指标体系X,X包括人员因素Y1、机械因素Y2、环境因素Y3和管理因素Y4;
2)建立递阶层次结构;
3)构造判断矩阵并计算权重值;
3.1)构造判断矩阵,以X表示目标,下一层元素u1,u2,…,un,aij表示元素ui与uj相对于目标X的重要性比例标度,采用“1-9尺度”赋值
对于目标X,通过n个元素之间相对重要性的比较得到一个比较判断矩阵
X=(aij)n×n (1)
判断矩阵X是正互反矩阵,具有以下特点:
判断矩阵X可记作:
3.2)权重的计算方法,采用和法来得出判断矩阵的最大特征根和特征向量,按列对判断矩阵的元素aij归一化处理,结果记作
将归一化的元素按行进行相加,得出向量
对再次进行归一化处理,得到向量W=(W1,W2,…,Wn)T就是特征向量,其中
借助Wi求出判断矩阵的最大特征根λmax
其中:(XW)i表示向量XW的第i个元素;
计算每个层次的指标权重
3.3)判断矩阵及权重计算
4)一致性检验
对判断矩阵进行鉴定,引进了一致性指标CI,检查判断矩阵的一致性;计算一致性比率CR
公式中的RI为平均随机一致性指标,CR<0.10的时候,矩阵的一致性检验才合格,否则要修改矩阵,继续进行矩阵分析;
式中,RI为比例系数,和判断矩阵的阶数n有关系,CI为一致性指标,计算公式为
5)层次总排序
由以上步骤能够得出建筑施工现场安全评价指标体系中各指标相对总目标的权重大小。
本发明提出了基于层次分析法(AHP)建立建筑施工现场安全评价指标体系,通过计算各指标的权重,得出各风险因素对施工安全的影响程度,然后采用模糊综合评价法构建建筑施工现场安全评价模型的安全评价体系,并提出相应的安全对策措施。采用本发明得到的结果可以较为客观地反映建筑施工单位的安全生产状况,有效地促进建筑施工现场的安全管理。
附图说明
图1为建筑施工现场安全评价指标体系。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明所述的基于AHP的建筑施工现场安全评价方法,是按照下述方法进行的:
步骤1)如图1所示,构建的建筑施工现场安全评价指标体系X,
X包括人员因素Y1、机械因素Y2、环境因素Y3和管理因素Y4;
其中,人员因素Y1:人在安全系统中拥有特殊的地位。据了解,超过80%的事故发生是因为人的不安全行为,建筑业是一个人、材料和机械设备共同作业的复杂系统,本来就容易出现人为失误导致安全事故。并且人是预防控制安全问题的主导,更是直接关系到安全形势的优劣。人员因素主要由下述四个因素组成:
1、领导层的安全意识和技术水平Z1
领导层的安全意识和技术水平可以有效的提高建筑队伍的素质和管理水平。
2、管理层的安全意识和技术水平Z2
管理层作为安全工作的实施者,直接决定着建筑安全工作的成果。
3、操作层的安全意识及和技术水平Z3。
建筑施工生产中人与物相互作用频繁。由于操作层直接与物发生作用的原因,其安全意识的充足与否决定着安全事故是否发生。
机械因素Y2:建筑施工是把多种建筑物料进行整合的作业过程,需要多种机械设备以及安全防护措施。其中任意环节发生问题,都可能酿成安全生产事故,机械因素包括下述三个因素:
1、大型设备和机具装卸Z4,如:脚手架的装卸;起重机械的装卸等
2、设备可靠性检测Z5,为保证设施的正常工作,在安装完成后必须先进行可靠性检测。对特种设备进行现场检测,检测达标并且获得设备运行许可证才能进行工作,并且使用过程中要定时进行复查。
3、设备的维护和保养Z6,设施在作业中会产生多种故障影响工作进度,甚至会造成设施事故甚至人员伤亡。因此,应频繁对设施进行检查、保养,使设备一直处于最好的状态。对长期运行的设备要轮换工作,进行强制性保养。
环境因素Y3;建筑施工现场的环境条件影响到是否能正常进行工作,环境条件也是事故发生的重要因素之一。包括:气候条件Z7,施工现场噪声和扬尘Z8,施工照明Z9,施工现场环境条件Z10等。
管理因素Y4,人的不安全行为和物的不安全状态是因为管理工作出现问题。主要包括:安全责任制Z11、安全技术规范Z12、安全宣传教育培训Z13、安全检查Z14等。
步骤2)建立递阶层次结构;
建筑施工现场安全评价的目标和影响施工安全生产的指标,组成了递阶层次结构模型。目标层代表着建筑施工现场安全评价的总目标就是确保整个建筑施工作业的安全。准则层由影响建筑施工安全生产的主要指标组成。指标层由影响建筑施工安全生产主要指标的分项指标组成。至此就把建筑施工安全评价指标组合为递阶结构模型。
步骤3)构造判断矩阵并计算权重值;
3.1)构造判断矩阵,以X表示目标,下一层元素u1,u2,…,un,aij表示元素ui与uj相对于目标X的重要性比例标度,采用“1-9尺度”赋值
表1 1-9标度的含义
对于目标X,通过n个元素之间相对重要性的比较得到一个比较判断矩阵
X=(aij)n×n (1)
判断矩阵X是正互反矩阵,具有以下特点:
判断矩阵X可记作:
3.2)权重的计算方法,采用和法来得出判断矩阵的最大特征根和特征向量,按列对判断矩阵的元素aij进行归一化处理,结果记作
将归一化的元素按行进行相加,得出向量
对再次进行归一化处理,得到向量W=(W1,W2,…,Wn)T就是特征向量,其中
借助Wi求出判断矩阵的最大特征根λmax
其中:(XW)i表示向量XW的第i个元素;
计算每个层次的指标权重
3.3)判断矩阵及权重计算
依据对各指标重要性的比较,采用层次分析法建立指标重要性判断矩阵如表2所示:
表2 X判断矩阵
X | Y<sub>1</sub> | Y<sub>2</sub> | Y<sub>3</sub> | Y<sub>4</sub> |
Y<sub>1</sub> | 1 | 1 | 5 | 2 |
Y<sub>2</sub> | 1 | 1 | 5 | 2 |
Y<sub>3</sub> | 1/5 | 1/5 | 1 | 1/4 |
Y<sub>4</sub> | 1/2 | 1/2 | 4 | 1 |
特征向量 | 0.6519 | 0.6519 | 0.1166 | 0.3694 |
权重 | 0.3642 | 0.3642 | 0.0652 | 0.2064 |
表3 Y1判断矩阵
Y<sub>1</sub> | Z<sub>1</sub> | Z<sub>2</sub> | Z<sub>3</sub> |
Z<sub>1</sub> | 1 | 2 | 3 |
Z<sub>2</sub> | 1/2 | 1 | 2 |
Z<sub>3</sub> | 1/3 | 1/2 | 1 |
特征向量 | 0.8468 | 0.4660 | 0.2565 |
权重 | 0.5396 | 0.2969 | 0.1635 |
表5 Y2判断矩阵
Y<sub>2</sub> | Z<sub>4</sub> | Z<sub>5</sub> | Z<sub>6</sub> |
Z<sub>4</sub> | 1 | 3 | 5 |
Z<sub>5</sub> | 1/3 | 1 | 1 |
Z<sub>6</sub> | 1/5 | 1 | 1 |
特征向量 | 0.9385 | 0.2639 | 0.2226 |
权重 | 0.6586 | 0.1852 | 0.1562 |
表6 Y3判断矩阵
表7 Y4判断矩阵
Y<sub>4</sub> | Z<sub>11</sub> | Z<sub>12</sub> | Z<sub>13</sub> | Z<sub>14</sub> |
Z<sub>11</sub> | 1 | 2 | 5 | 1 |
Z<sub>12</sub> | 1/2 | 1 | 4 | 1/2 |
Z<sub>13</sub> | 1/5 | 1/4 | 1 | 1/5 |
Z<sub>14</sub> | 1 | 2 | 5 | 1 |
特征向量 | 0.6519 | 0.3694 | 0.1166 | 0.6519 |
权重 | 0.3642 | 0.2064 | 0.0652 | 0.3642 |
步骤4)一致性检验:即使用判断矩阵可以比较客观的得出评价因素的重要性差别,不过为了降低外在因素的影响,还要对判断矩阵进行鉴定,所以引进了一致性指标检查判断矩阵的一致性。
对判断矩阵进行鉴定,引进了一致性指标CI,检查判断矩阵的一致性;计算一致性比率CR
公式中的RI为平均随机一致性指标,CR<0.10的时候,矩阵的一致性检验才合格,否则要修改矩阵,继续进行矩阵分析;
式中,RI为比例系数,和判断矩阵的阶数n有关系,CI为一致性指标,计算公式为
表8平均随机一致性指标RI
矩阵阶数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ... |
RI | 0 | 0 | 0.52 | 0.89 | 1.12 | 1.26 | 1.36 | 1.41 | 1.46 | ... |
下面是判断的具体实施方式:应用MATLAB软件对X矩阵进行计算,最大特征值λmax=4.0277。把得到的最大特征值λmax和矩阵的阶数n(n=4)代入到式(9)中,求出一致性指标CI,由n=4查表7,能够得出比例系数RI=0.89,再将CI和RI的值代入式(8),求得随机一致性比值CR=0.0156<0.1。
按照一致性判定准则,此矩阵具备满意的一致性,各指标的权重大小是合理的。
同理计算Y1矩阵的最大特征值λmax=3.0092;CR=0.0088<0.1。此矩阵具备满意的一致性,各指标的权重大小是合理的。
Y2矩阵的最大特征值λmax=3.0291;CR=0.0281<0.1。此矩阵具备满意的一致性,各指标的权重大小是合理的。
Y3矩阵的最大特征值λmax=4.0206;CR=0.0078<0.1。此矩阵具备满意的一致性,各指标的权重大小是合理的。
Y4矩阵的最大特征值λmax=4.0277;CR=0.0156<0.1。此矩阵具备满意的一致性,各指标的权重大小是合理的。
步骤5)层次总排序
由以上步骤能够得出建筑施工现场安全评价指标体系中各指标相对总目标的权重大小,如表9所示。
表9建筑施工现场安全评价指标的层次总排序
综上所述,可以得到建筑施工现场安全评价模型的建立
一、确定因素集
X={Y1,Y2,Y3,Y4}={人员因素,机械因素,环境因素,管理因素};
Y1={Z1,Z2,Z3}={领导层的安全意识和技术水平,管理层的安全意识和技术水平,操作层的安全意识和技术水平};
Y2={Z4,Z5,Z6}={大型设备和机具装卸,设备可靠性检测,设备的维护和保养};
Y3={Z7,Z8,Z9,Z10}={气候条件,施工现场噪声和扬尘,施工照明,施工现场环境条件};
Y4={Z11,Z12,Z13,Z14}={安全责任制,安全技术规范,安全宣传教育培训,安全检查}。
二、确定评语集
建筑施工现场安全评价是对施工现场安全生产管理和整体安全生产水平的综合评价。因为安全问题关系着人的生命,如果发生事故会造成不可挽回的损失,所以本着“预防为主”的思想,将安全评价等级分为级优秀、良好、中等、一般、较差,对应的评价等级集合为:
V={V1,V2,V3,V4,V5}={优秀、良好、中等、一般、较差}
三、建立安全评价模型
采用专家打分法对各指标安全状态进行投票,得出多因素评价矩阵。在权重已知的情况下,把权重与各指标的评价结果相乘得到评价结果:
(1)因素集U分成数个子集,记作U={U1,U2,…,UP},设第i个子集Ui={Ui1,Ui2,…Uip,},(i=1,2,…p),则
(2)对于每个Ui按单级综合评价,设定指标权重分配Ti,Ui的评价矩阵为Ri,即得出Bi=AiRi={bi1,bi2,…bip},(i=1,2,…,p)
(3)把对Ui的综合评价视为对U的P个因素分别进行评价,同时设定新的权重分配T,则得到总评价矩阵为:
经过计算得到综合评价结果:
B=TR
四、施工现场安全对策措施
由第一层指标权值的结果我们得出人、机、环境、管理四个因素的相对权重。其中,人的因素和物的因素所占比重较大,总计0.7284。依据事故因果连锁理论:发生安全事故的原因是人的不安全行为以及物的不安全状态,是影响项目施工安全生产的最主要因素。在制定施工安全计划时,应着重考虑人和物两方面因素,确保项目施工安全。
1.防止人的不安全行为:就目前的建筑项目施工安全生产中,领导层负有最大的责任。但由于领导层工作性质所限,一般只在大体上进行施工安全指导,没有很强的现场安全生产指导能力。为此领导层在施工生产期间,应和管理层间经常进行安全生产工作培训,加强和安全负责人的沟通,采用奖惩等制度培养作业人员的安全意识。
由于大多数施工人员的安全意识和安全施工的能力不强。为此管理层要多开展安全生产培训,严格落实三级安全教育培训,加强施工现场安全生产防护措施,提升现场安全生产水平。作为施工管理层,要加强人员安全生产培训,不应盲目追求进度,违反客观规律。
中国建筑行业从业人员中,农民工所占比例高达81%,他们有文化不高、素质较低、安全意识不强、操作能力差等共同点。为保护自身的生命财产安全,一定要积极学习安全生产,与管理层加强安全沟通,发现问题及时上报,在总结会上汇报安全工作状况。
2.防止物的不安全状态:在建筑施工的各个阶段,都要加大对建筑施工现场危险有害因素的控制力度。大型设备的装卸、可靠性检查以及对设备的维护与保养是保证在人为因素之外减少事故发生的基础。施工过程中,高处作业多以及作业交叉量大,频繁运送各项材料,要加强安全防护品的配发与检查,加强对交叉作业的指挥监控力度以及运输和堆放各种材料的监督力度,避免有毒有害材料乱放,成为事故的危险源,最后的装饰和安装过程中,由于电动工具、大型运输设备以及其它带电设备等的频繁使用,应重点加强用电的管理工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于AHP的建筑施工现场安全评价方法,其特征在于是按照下述方法进行的:
1)构建的建筑施工现场安全评价指标体系X,X包括人员因素Y1、机械因素Y2、环境因素Y3和管理因素Y4;
2)建立递阶层次结构;
3)构造判断矩阵并计算权重值;
3.1)构造判断矩阵,以X表示目标,下一层元素u1,u2,…,un,aij表示元素ui与uj相对于目标X的重要性比例标度,采用“1-9尺度”赋值
对于目标X,通过n个元素之间相对重要性的比较得到一个比较判断矩阵
X=(aij)n×n (1)
判断矩阵X是正互反矩阵,具有以下特点:
判断矩阵X可记作:
3.2)权重的计算方法,采用和法来得出判断矩阵的最大特征根和特征向量,按列对判断矩阵的元素aij归一化处理,结果记作
将归一化的元素按行进行相加,得出向量
对再次进行归一化处理,得到向量W=(W1,W2,…,Wn)T就是特征向量,其中
借助Wi求出判断矩阵的最大特征根λmax
其中:(XW)i表示向量XW的第i个元素;
计算每个层次的指标权重
3.3)判断矩阵及权重计算
4)一致性检验
对判断矩阵进行鉴定,引进了一致性指标CI,检查判断矩阵的一致性;计算一致性比率CR
公式中的RI为平均随机一致性指标,CR<0.10的时候,矩阵的一致性检验才合格,否则要修改矩阵,继续进行矩阵分析;
式中,RI为比例系数,和判断矩阵的阶数n有关系,CI为一致性指标,计算公式为
5)层次总排序
由以上步骤能够得出建筑施工现场安全评价指标体系中各指标相对总目标的权重大小。
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