基于模糊层次分析法的高层建筑施工安全评价

蔡振禹 ，竟 莉

（1.河北工程大学，河北邯郸 056006；2.邢台学院，河北邢台 054001）

近些年，我国建筑行业发展迅速，建筑行业已经成为国家经济发展的支柱性产业。我国经济的快速发展导致人口逐渐向城市转移，但是城市土地的有限性使得高层建筑应运而生，高层建筑通常指超过10层的住宅建筑和高度超过24m的其他民用建筑。高层建筑的出现极大的解决了城市人口居住问题，并且随着施工工艺和使用材料的创新，加速了高层建筑的发展。虽然高层建筑带来许多便捷，但是高层建筑由于风险种类繁多，各风险之间关系复杂等特点，使得一些安全问题得不到妥善解决，施工现场安全事故频发，如：高处作业时发生坠落，大型机械在作业时对人员产生碰撞，施工现场用电装置发生漏电，构筑物发生坍塌等等。我国每年在建筑施工过程中发生的安全事故不仅对经济财产造成损失还对作业人员生命造成伤害。虽然政府出台了相应政策加强对工程项目法规和技术标准的建设，使得施工安全状况得到改善，但整体局势还是比较严峻。因此本文通过对施工现场的各项影响因素进行分析，找出重要影响因素，并对其进行管理和控制，从而达到对施工安全评价及管理的目的。

1 确定模糊层次分析评价模型

模糊层次分析是将定性分析和定量分析相结合的综合评价方法。首先对评价目标影响因素进行分析，根据因素的属性不同进行分类，形成不同的层次，建立指标体系，对各因素进行赋值计算权重，然后根据每个因素的重要性确定其隶属度，构建评价矩阵，将评价矩阵和权重结合进行综合运算，得出对目标的评价结果。运用此评价模型有助于解决施工现场安全评价问题，其主要步骤如下所示。

1.1 确定影响因素集U

通过对评价目标影响因素进行属性划分，建立指标体系，确定目标指标为U，各评价指标为u。

1.2 确立评价集V

依据一定的准则对各评价指标进行量化评定确定评价集V，得出相对应的评价矩阵R，其中各评价指标的量化数值即为其隶属程度。

1.3 确定各指标权重

将影响评价对象的因素依据属性和关系的不同进行分组形成递阶层次结构，然后根据各指标的重要程度进行两两比较，构成各指标的判断矩阵，从而确定其权重。

（1）两两指标比较比例标度含义如表1所示。

表1 标度含义

（2）计算判断矩阵中每行元素乘积

（3） 计算Mi的n次方根

（5）计算判断矩阵的最大特征值

（6） 一致性检验

RI可从RI值表中获得。当CR＜0.1时，满足一致性。否则，认为其不满足一致性，需修改其中的元素值。

1.4 模糊层次综合运算

根据模糊层次分析评价模型，首先进行一级指标的综合运算，然后基于一级指标的模糊矩阵进行目标层的综合运算得出研究对象的模糊矩阵。

Y＝W*R

Y为模糊矩阵，W为权重矩阵，R为评价矩阵。

2 实证分析

本文以邯郸市某高层住宅建筑项目为分析目标，该建筑项目总占地面积为35614m2，建筑层数为26层，建筑高度为80m。通过对该项目进行调查和咨询，对收集的资料进行分析，确定高层建筑施工安全影响因素，共分为四大类，对四大类按照属性划分为十五项，建立了高层建筑施工安全评价的递阶层次结构如图1所示。

图1 递阶层次结构

图1中高层建筑施工安全评价为目标层A，人的因素指标、物的因素指标、管理因素指标、环境因素指标为一级指标用Y表示，二级指标共十五项用y表示。

根据建筑项目的评价要求，将评价等级设置为安全（v1）、较安全（v2）、临界（v3）、危险（v4）、很危险（v5）。通过对项目负责人、有关专家的走访和咨询得出了各指标的评价矩阵如表2所示。对各指标进行赋值计算得其权重，并满足一致性要求，权重数据如表3所示。

表2 评价矩阵表

表3 权重表

根据Y＝W*R，对人的因素指标中的评价矩阵和权重矩阵进行综合运算。

Y1＝W1*R1

通过计算可得 Y1＝（0.253 0.4 0.227 0.120 0），同理可得 Y2，Y3，Y4。

Y2＝（0.187 0.558 0.127 0.127 0）

Y3＝（0.210 0.443 0.231 0.101 0.015）

Y4＝（0.046 0.341 0.484 0.130 0）

依据模糊综合评价隶属度最大准则，Y1的最大隶属度为0.4，评价等级为v2，处于较安全状态，同理可得Y2处于较安全状态，Y3处于较安全状态，Y4处于临界状态。

根据以上得到的一级指标的模糊矩阵构成目标层的评价矩阵R。

通过计算可得目标层的模糊矩阵，Y=（0.208 0.445 0.225 0.120 0.002），可知安全评价等级隶属度为0.208，较安全评价等级隶属度为0.445，临界评价等级隶属度为0.225，危险评价等级隶属度为0.120，很危险评价等级隶属度为0.002，根据模糊综合评价隶属度最大准则，可知该高层建筑项目施工安全综合评价处于较安全状态。

3 结论

将模糊层次分析法的理论知识应用到高层建筑施工安全评价中，利用建立的模糊层次分析模型实现对高层建筑项目施工安全的评价，得出在以下三个方面：（1）操作人员的遵纪守法施工；（2） 大型机械设备的安全控制；（3） 操作人员的安全意识状态和行为。这三方面重要性较高，针对此结果在高层建筑施工过程中应加强现场安全的监管，安全管理制度的规范实施，施工操作行为的规范与检查，人员安全意识和防护知识的教育，从根本上减少施工安全事故的发生。通过综合运用层次分析法和模糊综合评价法对实际工程进行评价，可以有效的提高评价的准确性，对施工安全管理有一定的指导作用。