建筑施工項目安全風險評價體系構建及應用

成連華， 賀 晨

(西安科技大學安全科學與工程學院， 西安 710054)

建筑業是國民經濟的支柱產業，是推動社會發展的重要動力，然而建筑施工具有從業人數多、施工環境復雜等風險因素，可能導致事故發生，威脅人民的生命財產安全，因此，建筑施工項目安全風險一直是政府部門關注的重點[1]。風險評價指標體系作為風險評價的核心部分，是提高建筑施工項目風險控制能力的重要實踐依托。為改善建筑施工安全狀況，提高風險評價的科學性與可靠性，有必要對其開展相應的研究。

目前，國外學者重點關注建筑施工項目的全面風險評價，注重項目各方參與風險管理工作。Nicole等[2]研究證實承包商、分包商和項目部積極有效的管理領導行為對減少施工項目安全風險具有重大意義。Nicholas等[3]研究了建筑設計師、承包商等利益相關者對施工項目安全風險的看法態度。Patrick等[4]提出應對建筑項目風險和利益相關者實行綜合管理。國內學者主要研究了評價指標體系的構建方法。杜婷等[1]和陳舒馨等[5]從人、材料、機械設備、管理和環境等五個方面進行了建筑施工風險評價研究；常春光等[6]和馮亞娟等[7]從人員、機械設備、環境等方面構建了建筑施工安全評價指標體系。

綜上，中外現有文獻通常將整體風險分解研究，為建筑施工項目安全風險的管控提供了理論支撐，但以系統觀來建立風險評價指標體系的研究成果較少。因此，現引入結構效應理論，綜合中外研究成果，在現有指標體系的研究基礎上，依據相關安全法規標準，考慮項目各方的影響，構建基于結構效應的建筑施工項目安全風險評價指標體系。

1 現有安全風險評價指標體系分析

一般來說，建筑施工生產系統包括三個組成部分，即施工項目的參與人員、施工作業所需的機器設備、生產原材料、廠房等物質條件，以及施工作業所處的環境，這三個部分構成了一個“人-機-環境”系統。基于此，中國多數學者皆從這一角度切入，分析和確立建筑施工風險評價指標體系，盧錫雷等[8]研究了建筑施工安全風險狀況，認為其風險主要由人員、材料及設備、環境和管理四個部分組成，在此基礎上，建立了建筑工程施工安全評價指標體系。郭婷等[9]通過分類總結高層建筑事故報告，從人-機(物)-環-管角度出發，構建了高層建筑施工安全評價指標體系。吳溪等[10]從影響建筑施工安全生產的人員、機械、環境、管理、技術和材料等因素的角度出發，構建了指標體系。如圖1所示。

圖1 “人-機-環”建筑施工項目風險評價指標體系Fig.1 “Man-machine-environment”construction project risk evaluation indicators system

此種構建思路雖易梳理，但以對人、機、環等組分的分裂研究來代替對風險系統的整體研究，在一定程度上忽略了各組分重疊交互作用所帶來的風險，如圖2所示。

圖2 “人-機-環”風險系統Fig.2 “Man-machine-environment” risk system

2 基于結構效應的風險評價指標體系

2.1 結構效應

在系統科學中，“結構”被定義為“組分或要素之間關聯方式的總和”，系統的“結構效應”是指“由于系統各組分相互關聯、相互作用、相互制約、相互激發而引起整體特性發生變化的現象”[11]。同樣的組分，按照不同結構方式相互激發的結果，產生不同的整體特性。簡言之，對于系統的形成，組分是基礎，結構是主導。復雜系統的整體特性，不僅僅是組分特征的簡單加和，更多的還取決于組分間的架構關系。

層次效應是結構效應的一個重要方面。作為描述系統結構的概念，層次反映的是系統通過整合、組織而產生整體特性所經過的臺階。在多層次結構系統中，每上升一個層次，就會有新的特性涌現出來，一直到形成宏觀整體的涌現特性。換言之，高層次整體特性的形成主要來源于兩個方面：一是低層次各組分的本質特性；二是低層次各組分之間的關聯方式，即系統的結構。

因此，系統的結構效應對于系統的研究至關重要。在進行復雜系統的整體分析時，往往將復雜問題簡單化，采取將整體分解為部分，將高層次還原為低層次的方法，然而，這種方法本質上是用對部分的研究代替對整體的研究，在一定程度上忽略了系統的結構效應，科學性不足。

2.2 風險評價模型

在現有風險評價指標體系的研究基礎上，提出一個新的構建思路，以風險系統的結構效應為導向，對構成風險系統的人、機、環等組分不再進行分類研究，整合組分，保留風險系統的結構，即考慮低層次組分間的相互作用和交叉關系所帶來的風險波動，而不僅是各組分分裂獨立研究，因此，從建筑施工項目的管理行為風險和施工狀態風險的高層次宏觀整體出發，提出了基于結構效應的風險評價模型，為構建建筑施工項目安全風險評價指標體系做好鋪墊。

如圖3所示，管理行為直接影響建筑施工安全狀態，位于建筑施工項目風險金字塔的頂端，施工狀態風險是風險系統形成的重要基礎，涉及風險因素眾多且復雜，位于風險金字塔的底部。

圖3 基于結構效應的風險評價模型Fig.3 Risk evaluation model based on structural effect

2.3 風險評價指標體系

基于結構效應的風險評價模型的建立為風險系統結構在建筑施工項目風險評價中的體現和應用搭建了橋梁，如何確定風險評價體系的評價指標是關鍵的內容。根據國家有關安全法規、條例、標準和規定，參考《建筑施工安全檢查標準》(JGJ 59—2011)[12]和《施工企業安全生產評價標準》(JGJ/T 77—2010)[13]，按照科學性、層次性、系統性、可操作性和目的性原則，將管理行為風險和施工狀態風險進一步分析細化后，再歸納總結得出影響建筑施工項目安全風險的因素，其層次結構如圖4所示，下面分別對各評價指標進行詳細闡述。

圖4 建筑施工項目安全風險評價指標體系Fig.4 Construction project safety risk evaluation indicators system

2.3.1 項目管理行為

項目管理行為主要是指項目部、監理單位和施工單位三方的管理行為。

1)項目部

(1)目標與責任：目標主要指在工程實施規劃中，包括EHS(environment health safety)管理規劃和年度安全工作計劃中所要達到的目標制定情況，責任指各方簽訂協議中的責任明確情況。項目施工的安全目標和責任是否明確、細化，影響到各部門之間安全管理工作的溝通和協調，從而影響對項目安全風險的有效評估和動態控制[14]。

(2)安全組織：安全組織包括安全生產領導小組和項目部、施工單位、監理單位三方安全工作協調小組。完善合理的安全機構組織分工對建筑施工項目整體的安全風險起到決定性的把控作用，直接影響到項目安全風險管理工作的推進和實施[15]。

(3)安全制度：安全管理制度從根本上決定了建筑施工項目的安全風險管控水平，然而，從整體來看,中國建筑施工項目安全管理的制度并不健全，權、責、利等方面的內容還存在著眾多漏洞[16]，在一定程度上對安全風險的評估和控制產生了不良影響。

(4)教育文化信息管理：包括開展安全培訓工作、組織安全宣傳活動和及時上報EHS信息報告等內容，作業人員的不安全行為是導致事故發生的最主要原因[17]，教育文化信息管理是提高人員安全意識，減少安全風險的最根本途徑，但仍存在管理不到位，流于形式的問題，是影響項目安全風險的因素之一。

(5)風險控制：風險控制是指對地下管線、危大工程和事故應急等重要部分和環節的風險限制，是保障建筑施工安全的有效手段，影響整體建筑施工項目的安全風險水平。

(6)監督檢查：包括開工前安全檢查、每周安全檢查、政府安全檢查等內容，是及時糾正和消除施工過程中的不安全問題，降低建筑施工項目安全風險，提升項目安全管理水平的重要措施。

(7)相關方管理：主要包括相關方技術交底、督促施工單位依法為從事危險作業的現場施工人員辦理意外傷害保險，支付保險費等。合理有效的相關方管理能協調項目各方利益者的關系，減少利益沖突，促進安全工作的順利推進和落實。

2)監理單位

(1)監理規劃及人員配置：主要指編制監理規劃及監理細則，按照要求配置總監(總監代表)及安全監理工程師等。監理規劃和細則是工程監理的指導性文件，為確保施工項目建設的安全質量提供了有力的保障，但目前的監理規劃存在與項目實際聯系不緊密，內容針對性、指導性和可操作性不強的問題，影響施工項目安全風險的管控水平。

(2)監理過程安全管控：包括審查驗收施工單位施工機械和安全許可手續情況、旁站監督關鍵部位和工序、監督見證安全交底情況、重點管控大型設備、嚴格審查安拆方案及安拆單位資質等。監理過程安全管控是對項目施工全過程和環節的安全管控，但存在管控精準度不高、實時化不強的問題，對全面保障施工安全質量產生了較大影響。

(3)資質資格審查：資質資格審查是維護施工安全秩序、保障施工安全質量的有效手段，包括審查施工企業資質和安全生產許可證、人員考核合格證書和操作資格證書等。

3)施工單位

(1)安全生產責任管理：安全生產責任管理包括設立安全管理機構、建立健全安全生產管理制度及各項安全生產技術規程、建立安全生產管理目標和安全生產責任制，開展安全生產責任制考核等。由于安全生產責任管理涉及多個利益主體，作業人員存在“重生產、輕安全”的思想、管理人員對安全責任認識不到位、施工單位未有效組織實施安全教育培訓等，安全生產責任制難以全面落實[18]，對施工項目的安全風險管控帶來較大壓力。

(2)資質與資格管理：包括施工手續完備、總包或分包單位具有相應資質及安全生產許可證、三類人員及分包單位人員證件齊全、特種作業人員持證上崗等。目前施工單位仍存在資質資格審查不及時、不嚴格、流于表面形式的問題，產生了不良影響，增大了建筑施工項目安全風險。

(3)安全資金與教育培訓管理：包括建立有針對性、具體措施的安全生產、文明施工資金保障制度和安全培訓教育制度等，然而安全資金投入不足、教育培訓形式單一、培訓質量不高仍是制約安全生產的問題之一。

(4)安全技術管理：包括編制施工組織設計，實施有針對性的專項安全管理措施，安全技術管理直接決定施工安全質量，是影響建筑施工項目安全風險狀況的因素之一。

(5)安全檢查及隱患排查管理：包括建立安全檢查及隱患排查制度，對多發或重大隱患應進行專項安全檢查等，安全檢查及隱患排查管理水平對建筑施工項目安全風險的形成具有重要影響。

(6)垂直運輸設備管理：建筑施工中，垂直運輸設備運用廣泛，同時也是高處墜落、坍塌等事故的致因因素，對建筑施工安全風險的形成具有影響作用。

(7)危險源辨識管理：危險源是導致裝建筑施工生產安全事故發生的原因，危險源的辨識與管理是處理建筑施工危險源最為重要的內容，也是評價和控制施工項目安全風險的重要途徑之一。

(8)消防管理：包括建立消防安全責任制，編制消防方案，編制消防年度演練計劃，并組織實施。消防安全責任制的落實情況、消防設備設施部署規劃的合理性、消防設備的維護和保養程度等均對施工項目現場的安全風險管控產生影響。

2.3.2 項目施工狀態

(1)文明施工：文明施工主要指施工現場周邊是否設置封閉圍擋，圍擋材料及高度是否滿足規范要求，并保持整潔、美觀，對市政管網和周圍建筑物、構筑物、架空電線等是否采取必要的防護措施等。

(2)外腳手架：外腳手架的材質符、桿件搭接、大小橫桿設置等是否符合規范要求，防護欄桿、安全密目網、兜網、挑網的規格和設置是否符合規定。

(3)施工用電及機具：包括與外用線路的距離小于安全距離時是否有防護措施，施工現場是否符合三級配電兩級保護的要求，箱體線路標識、接線是否符合要求等。

(4)施工消防：包括是否明確劃分禁火作業區、倉庫區和現場生活區，各區域間是否有可靠防火間距，現場是否設立消防車通道，消防器材和設施配置是否到位等。

(5)基坑與土方工程：基坑支護樁、錨索、噴錨等支護工程安全管理是否到位，是否設置基坑施工臨邊防護，是否存在提前開挖、超挖情況，支撐拆除方案是否合理有效等。

(6)高空作業及防護：進入現場是否佩戴安全帽，高空作業是否系安全帶，樓梯口、通道口、電梯井口、預留洞口、坑井邊、陽臺、樓板、屋面等臨邊是否防護到位等。

(7)模板支撐系統：立桿基礎承載力是否符合設計要求，基礎是否設有排水設施，立桿底部是否設置符合要求的底座、墊板，支架的穩定性是否滿足規定的要求等。

(8)起重吊裝：是否有使用登記證，塔吊(施工電梯)安拆是否履行告知程序，多塔吊作業是否有防碰撞措施，塔吊司機通道及檢修平臺是否滿足規范要求，信號指揮是否明確并做到定人定機，塔吊(電梯)司機、司索持是否證上崗等。

(9)普通機械：對建筑施工項目包含的施工升降機、土方工程機械等必不可少的施工設備，是否在安裝、檢測、使用、維修等方面進行了及時有效的控制。

3 基于AHP-DEMATEL評價模型

3.1 決策實驗室評價方法

DEMATEL(decision-making trial and evaluation laboratory)也稱決策實驗室評價法，用于通過矩陣和有向圖分析系統元素之間的因果關系建立直接風險矩陣，從而確定影響建筑施工項目安全風險各因素之間的影響程度與被影響程度[19]。用DEMATEL分析的各個步驟如下：采用0-4標度法對影響因素的強弱程度進行兩兩比較，確定直接影響矩陣并將直接影響矩陣進行規范化處理，進而得到綜合影響矩陣T，即

T=tn×n

(1)

式(1)中：t為規范化處理后的綜合影響因素值；n為影響因素的個數。

根據綜合影響矩陣T，計算得到影響度Ri、被影響度Di、中心度Ui和原因度Ni為

(2)

(3)

Ui=Ri+Di

(4)

Ni=Ri-Di

(5)

式中：tij為影響因素i對影響因素j所帶來的直接影響加上間接影響的程度及產生的綜合影響程度；tji為影響因素j對影響因素i所帶來的直接影響加上間接影響的程度及產生的的綜合影響程度；n是影響因素個數，1≤i≤n，1≤j≤n。

3.2 AHP-DEMATEL模型構建

由于層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)將各指標看作是相互獨立的，若單獨使用AHP計算建筑施工項目安全風險評價指標權重易產生偏差。而DEMATEL雖考慮了各指標之間的相互影響程度，但在權重上層次計算方面存在不足，將2種方法結合使用，可提高計算結果的客觀性和準確性[20]。通過運用AHP與DEMATEL對各指標的權重和中心度進行計算，得出各指標的綜合影響度Z。

(6)

式(6)中：Ui為運用實驗室決策評價法計算出各指標的中心度；Wi為運用層次分析法方法中確定出各指標的權重。

4 實例應用

以西安某體育場及室外配套工程項目為風險評價對象，邀請4名專家、3名施工技術人員和3名項目管理人員進行打分，運用AHP和DEMATEL確定建筑施工項目安全風險各評價指標的權重和影響程度，進而基于AHP-DEMATEL的評估模型計算出各影響因素的綜合影響權重。為使評價結果更具準確性，計算結果取10名打分人員得分的算數平均值。

4.1 指標權重確定

在建筑施工項目安全風險評價指標體系中，各個評價指標對評價結果的影響不同，需對評價指標進行權重的確定，研究運用AHP確定評價指標權重。再通過征求專家意見，建立判斷矩陣，計算出組合權重基礎權重，結合AHP-DEMATEL評估模型進行歸一化處理后計算得到一級指標的綜合影響度并經一致性檢驗[21]，得出各個指標權重，進而得到由層次總排序計算出的基礎權重。指標權重及基礎權重見表1。

表1 指標權重及基礎權重

4.2 綜合影響度計算

4.2.1 一級指標綜合影響度計算

通過運用DEMATEL計算中的式(1)～式(6)計算得到建筑施工項目一級指標的影響度、中心度、原因度。進而借助層次分析法得到各指標的基礎權重，結合AHP-DEMATEL評估模型進行歸一化處理后計算得到的一級指標的綜合影響度計算結果見表2。

表2 一級指標綜合影響度匯總表

由AHP計算出的一級指標權重與運用AHP-DEMATEL評估模型得到的計算結果基本一致，體現出建立的AHP-DEMATEL評估模型具有較強的適用性和推廣性。

運用AHP-DEMATEL評估模型計算后項目管理行為的影響度和綜合影響度較大，說明項目管理行為對施工狀態的影響較大，同時中心度和原因度也較大，表明該因素在建筑施工項目安全風險評價指標體系中是最重要的。而項目施工狀態的綜合影響度較小，說明該因素對建筑施工項目安全風險綜合評價的影響較小。

4.2.2 二級指標綜合影響度計算

二級指標的綜合影響度計算結果見表3。

表3 二級指標綜合影響度匯總表

由AHP計算出的二級指標權重與運用AHP-DEMATEL評估模型得到的計算結果基本一致，運用AHP-DEMATEL評估模型計算后施工單位的影響度和綜合影響度最大，同時，中心度和原因度也為最大，高處作業及防護次之。表明施工單位管理行為對其他因素的影響最大，高處作業及防護產生較大的影響，二者均是影響建筑施工項目安全風險的重要因素。

4.2.3 三級指標綜合影響度計算

三級指標綜合影響度的計算結果，只羅列影響度、原因度和綜合影響度，三級指標綜合影響度匯總情況見表4。

表4 三級指標綜合影響度匯總表

綜合影響度大于0.05的影響因素有U113、U122、U123、U131、U133、U135。其中安全制度U113和安全檢查及隱患排查管理U1352個因素綜合影響度均在0.1及以上，建筑企業需針對此類風險因素進行重點管控，以提高建筑施工項目安全風險管理水平。監理過程安全管控、安全生產責任管理、安全資金與教育培訓管理原因度和影響度均較高，表明這3個影響因素對其他因素產生的影響較大，也是較難受其他因素影響的。因此，監理單位應加大監督管控力度，施工單位應強化落實安全生產責任制度，提升安全資金的投入水平，重視和堅持對從業人員的日常安全教育培訓。而危險源辨識管理的原因度最低，說明該因素受其他因素的影響最大，與該項目的施工單位對人員的安全教育培訓力度加大時，危險源辨識管理水平會得以較大提升的情況相吻合；以上評價結果與該項目實際的安全風險狀況基本一致，體現出該評價體系具有較強適應性和實用性。

5 結論

風險評價的質量和可靠性，與評價指標體系的合理性有直接關系，通過系統分析研究，可以得出以下結論。

(1)結合中外研究現狀和系統思想，分析了“人-機-環”風險評價指標體系在構建方法上的不足，應用結構效應理論，建立了基于結構效應的安全風險評價模型，并結合《建筑施工安全檢查標準》和《施工企業安全生產評價標準》等法律標準，構建了建筑施工項目安全風險評價指標體系，包括2個一級指標，12個二級指標，18個三級指標。

(2)運用AHP-DEMATEL評價模型對建筑施工項目安全風險評價體系進行評價。結果表明：一級指標中項目管理行為的中心度、原因度、綜合影響度均為最高的；二級指標中施工單位的中心度、原因度、綜合影響度最高，高處作業及防護次之；三級指標中原因度較高的影響因素數值從高到低依次是安全生產責任管理、安全資金與教育培訓管理、監理過程安全管控，而危險源辨識管理的原因度最低。借助AHP計算出的指標權重與運用AHP-DEMATEL評估模型得到的計算結果基本一致，計算結果與實際相吻合，證明該體系實用性較強。