基于熵權法和集對分析法對裝配式建筑施工安全風險的評價

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險進行更為有效的評價，采用文獻研究法和專家調查法確定了人為，材料及設備，技術，環境和管理5個一級風險指標以及人員違章作業，人員安全意識薄弱等24個二級風險指標，構建了裝配式建筑施工安全風險評價指標體系，并運用熵權法確定各指標的權重，然后建立基于集對分析法的裝配式建筑施工安全風險評價模型。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險評價方法的選定提供指導。

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.

關鍵詞：裝配式建筑;熵權法;集對分析;風險指標;聯系度

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

0? 引言

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

為了對裝配式建筑施工安全風險進行有效評價，就需要建立有針對性的，綜合的評價體系和模型。目前，國內對裝配式建筑施工安全風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的權重，并通過模糊綜合評估對裝配式建筑施工質量進行綜合評判;張程城等[2]基于G1-熵權法確定了關鍵風險因素，并結合灰色聚類和模糊綜合評價建立了風險評價模型;常春光等[3]采用G1法確定風險評價指標權重，并結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]結合層次分析與信息熵確定指標權重，建立了基于未確知測度理論的裝配式建筑施工安全風險評價模型;易紫妮等[5]運用層次分析法確定指標層權重，并應用多級可拓原理建立裝配式建筑施工安全風險評價模型。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，且計算相對復雜，實際工程應用較困難。

熵權法是一種通過客觀賦值從而確定指標權重的方法，因其評價精度高且客觀性強，目前已廣泛應用于權重確定及評價研究等領域。集對分析法是趙克勤于1989年提出的處理系統確定性與不確定性相互作用的數學理論，其評價結果可靠，目前已成功運用于LNG槽車風險、大壩運行、公路邊坡、水質環境，空氣質量等評價中。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險中處理風險指標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險指標權重的基礎上，由此，本文結合熵權法和集對分析法，建立裝配式建筑施工安全風險評價模型，以期為管控裝配式建筑施工安全風險提供一種量化方法。

1? 評價指標體系的構建

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

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

2? 熵權法確定風險指標權重

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

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，先對該系統中有關聯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，再用聯系度描述集對的同、異、反關系。在裝配式建筑施工安全風險評價中，集對分析法可用于評價風險時區分系統的風險等級，從整體和局部兩個層面分析系統的復雜關系，通過一個具體的數學模型代替對風險指標不確定性的辯證分析，以此判斷裝配式建筑所處的狀態。

4? 實例應用

4.1 工程概況

本項目位于門頭溝區永定鎮馮村南街，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，配套服務用房，熱力用房，低基配電室，樓公共衛生間，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化PC（預制混凝土）構件，內墻采用輕質混凝土隔墻板。

4.2 專家評判

根據確定的裝配式建筑施工安全風險評價指標體系，就此工程項目分別邀請管理層、技術層、驗收部門、施工安全監測以及監管部門的專家各一位，對24個二級風險指標的安全等級進行打分評判，依據5位專家的實際經驗以及知識儲備情況，確定專家權重為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 計算聯系度

4.4 結果分析

5? 結語

①本文采用了熵權法確定裝配式建筑施工安全風險指標的權重，受主觀性因素影響較小，使權重的確定更加客觀可靠。②將熵權法和集對分析法應用于裝配式建筑施工安全風險評價中，構建了裝配式建筑施工安全風險評價模型，經實例分析，此方法科學適用，為裝配式建筑施工安全風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險的具體情況，可為風險的降低提供一定的方向和重點。

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