基于組合權重模糊綜合評價的建筑工程安全評價研究

劉志勝，王宏輝

(蘭州交通大學 土木工程學院，甘肅 蘭州　730071)

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基于組合權重模糊綜合評價的建筑工程安全評價研究

劉志勝，王宏輝

(蘭州交通大學 土木工程學院，甘肅 蘭州730071)

摘要：通過建筑施工過程安全管理分析，建立建筑施工安全評價指標體系，并結合層次分析法和熵權法形成組合權重，將與模糊綜合評價法相結合建立模糊建筑工程安全評價模型，對建筑工程施工過程安全管理進行評價。評定工程施工管理安全等級，找出主要因素指標，提出安全管理意見。研究表明，該方法具有一定的客觀性，有利于促進建筑安全管理目標的實現。

關鍵詞：建筑工程；層次分析法；熵權法；安全評價；模糊綜合評價法

1建筑安全評價體系的建立

建立一個合理的評價指標體系是對建筑工程安全評價的基礎，指標的選取是否合理，將直接關系到評價結果。為了了解全面的對建筑工程安全管理效果進行評價，對建筑工程安全風險管理效果進行評價，對建筑工程安全風險管理的主要內容和影響因素的具體分析，在參閱大量參考文獻和施工單位安全管理文件資料以及與建設單位安全管理人員的交流探討的基礎上，將安全評價指標分為一級指標5個，二級指標18個，具體如表1所示。

表1　安全評價指標體系

較多的指標可以避免信息的遺漏并且更加全面的對建筑工程安全進行評價，但是較多的指標會增加了問題的復雜性，同時由于各個指標是對同一個事物的反映，所以存在不可避免的造成大量信息的重疊。故有必要對上述18個指標進行簡化處理，精選出安全評價的最佳指標體系，共8個指標，具體見表2。

表2　簡化后安全評價指標體系

2組合權重模糊評價法

2.1組合權重法確定權重

2.1.1層次分析法(AHP)確定主觀權重向量

具體計算步驟如下所示。

(1)計算判斷矩陣A每一行元素的乘積Wij：

(1)

(2)計算Wij的n次方根：

(2)

(3)對Wij歸一化處理，可得：

(3)

則W=(w1,w2,…,wn)T即為所求的特征向量。

(4)計算判斷矩陣的最大特征根λmax：

(4)

(5)一致性檢驗，先計算CI，即CI=(λ-n)/n-1。計算一致性比例，CR=CI/RI，當CR<0.10時，則可認為判斷該矩陣的一致性是可以接受的，否則需對判斷矩陣進行修改。

2.1.2熵權法確定客觀向量。

在信息論中熵值可以表示信息量大小和反映信息的無序化程度等。其公式為

(5)

(6)

式中可以看出：熵值Hi越大，熵權Wd越小。

2.1.3確定組合權重W

組合權重計算公式為

(7)

式中：Wbm為熵權法各指標權重；Wdm為層次分析法各指標權重；Wzm為組合權重各指標權重。

2.2模糊數學法確定模糊矩陣

2.2.1評價因素集的建立

根據表2安全評價指標選取，建立綜合評價因素U，U={u1，u2，…，un}

2.2.2評價集的建立

評價集為評價者對所評價對象可能做出的各種評價的集合V，即V={v1，v2，…，vn}。根據建筑施工安全實際情況，本文為安全評價中取n=4，即評價結果共有四種：①建筑安全管理體系完善為“優”；②安全管理體系建設基本完善為“良”；③安全管理體系中存在些問題為“中”；④安全管理體系中存在許多漏洞為“差”，故評價集V={優；良；中；差}。

2.2.3隸屬度函數的建立

矩陣R中元素Rij表示從第i個因素出發，對評價問題做出第j中評語的可能程度。

當j=1時，隸屬函數為：

當1

當j=n時，隸屬函數為

(8)

根據上列公式可求出隸屬度，其表示為Rnm，結果為一個模糊集合R，由此得到評價矩陣為：

2.2.4綜合評價

將組合權重Wzm與R進行綜合運算，即可得到模糊綜合評價結果為B=Wzm·R。最大綜合隸屬度所在的級別即為安全等級。

3實例分析

3.1確定評價指標評分值

為每一個評價指標設計一個評分表，請五位評估專家根據工程的實際情況對評價指標進行評分，其中最終得分為每個專家評分的平均值，如表3所示。

表3　評價指標評分值

3.2層次分析法確定權重

根據施工單位安全生產評價標準和施工安全數據統計，利用1～9級及其倒數的評定標度來構造判斷矩陣，見表4。

表4　判斷矩陣

根據公式(1)、(2)可得

歸一化處理后得特征向量

Wbm=(0.3350.0280.0760.0280.1330.1450.0760.179)

3.3熵權法確定權重

對判斷矩陣A歸一化處理后，得到判斷矩陣B為：

根據公式(5)、(6)計算權重向量為：

Wdm=(0.1750.1070.1160.1070.0980.1370.1160.144)

3.4確定組合權重

根據公式(7)可計算組合權重為：

Wzm=(0.2540.0580.0980.0580.1190.1470.0980.168)

3.5模糊數學法建立模糊矩陣

3.5.1建立模糊矩陣

根據建立的因素集和評價集以及隸屬度計算公式(8)，可得模糊矩陣R，即

3.5.2綜合評價

根據組合權重Wzm和模糊矩陣R進行運算，綜合評價選區的隸屬度為

B=Wzm·R=(0.5040.4760.020)

由綜合評價結果B可以看出，安全評價的隸屬度最大0.504，則該工程的模糊評價結果為優。但0.504與0.476相差無幾，說明該工程安全管理有進一步改進和加強的必要。由于安全風險管理機構與人員設置和安全防護設施的組合權重值大，故應加強這兩方面的規范管理，進一步提高施工安全保障。

參考文獻：

[1]劉偉.贛南建筑工程安全事故致因分析及安全水平模糊綜合評價的研究與實踐[D].江西理工大學,2011:1-2.

[2]袁寧，楊立兵.基于粗糙集-人工神經網絡的建筑施工安全評價及應用[J].安全與壞境工程,2012,19(1):59-64.

[3]李麗.高層建筑施工安全管理評價研究[J].工程管理,2015,14(1),50-53.

[4]喬雨，梁秀娟.組合權重模糊數學法在水質評價中的應用[J].人民黃河,2015,37(5):77-79

收稿日期：2015-11-05

作者簡介：劉志勝(1988-)，男，碩士研究生，研究方向：工程造價。

中圖分類號：U492

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0167-02