灰色關(guān)聯(lián)法在工程安全領(lǐng)域的應(yīng)用淺談與建議

摘要：文章概述了鄧式經(jīng)典灰色關(guān)聯(lián)法的原理及工程安全領(lǐng)域中的應(yīng)用，并通過該方法定量分析了近年來我國建筑工程中的安全事故傷亡人數(shù)與不同類型之間相關(guān)性，結(jié)果表明在房建市政工程中，易產(chǎn)生重大傷亡的工程安全事故中影響因素從大到小排序為：高處墜落、起重機械傷害、物體打擊、坍塌、其他因素，據(jù)此提出改善工程施工安全的一些建議，為安全決策提供參考。

[作者簡介]趙恒（1994—），男，碩士，助理工程師，從事建筑工程技術(shù)工作。

工程建設(shè)具有勞動密集型的特點，作業(yè)人員較多，且施工環(huán)境復(fù)雜，隨著行業(yè)朝著高、大、新方向的發(fā)展，不確定性因素的增多，安全問題日益凸顯，工程安全仍然是一個需要重視和嚴峻的問題。一些學(xué)者針對工程安全領(lǐng)域積極的進行了相關(guān)研究，并得到了有用結(jié)論，用以指導(dǎo)工程和提高施工過程中的安全性，減少成本。如姚鴻業(yè)等[1]針對煤礦采礦工程中的不安全生產(chǎn)技術(shù)，綜合分析的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納，提出了相應(yīng)的改善措施，具有工程實際意義。Hossein Karimi等[2]通過研究建立了建筑工人個人能力水平與項目整體安全性的泊松回歸模型，該模型為首個可量化二者間關(guān)系的模型。其他與安全相關(guān)的研究和技術(shù)也大范圍的開展起來。

基于此，我國建筑工程中發(fā)生的安全事故據(jù)統(tǒng)計總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但形勢仍不容樂觀[3]，加強對建筑安全事故的原因分析和數(shù)據(jù)信息提煉，找出深層次因素和給出相應(yīng)措施成為接下來重要工作內(nèi)容。影響工程安全事故發(fā)生的因素較多，主要包括有高處墜落、物體打擊、坍塌、起重傷害、其他傷害（機械傷害，觸電、車輛傷害、中毒窒息等）等，要想量化各因素與事故發(fā)生之間的關(guān)系并不是一件容易的事情，借助于數(shù)學(xué)系統(tǒng)中的灰色關(guān)聯(lián)法則能得到較好結(jié)果，本文旨在通過該法，對過去一段時間以來我國發(fā)生的安全事故做定量化分析，提出相應(yīng)改善措施和建議，對提高工程施工安全性提供參考，為建筑工程中的安全防控和決策提供些許參考。

1 灰色關(guān)聯(lián)法的工程應(yīng)用及簡介

1.1 灰色關(guān)聯(lián)法簡介

20世紀80年代，我國華中理工大學(xué)鄧聚龍教授首次提出灰色系統(tǒng)理論，該理論一經(jīng)問世，立刻引起學(xué)術(shù)各界強烈反響并在多領(lǐng)域得到迅速運用[4]。由灰色系統(tǒng)理論而衍生出的算法稱為灰色關(guān)聯(lián)法，可被用來解決信息不完備系統(tǒng)的問題，其基本原理是通過數(shù)學(xué)理論，探求比較因素與特征因素之間的幾何相似程度，以此判斷彼此的聯(lián)系緊密程度，曲線越接近表示關(guān)聯(lián)度越高。具體包括4個步驟：①確定分析序列因子;②數(shù)據(jù)無量綱化;③生成關(guān)聯(lián)系數(shù);④計算灰色關(guān)聯(lián)度。值得注意的是，處理過程中要避免序列的離散程度人為加大而導(dǎo)致最終結(jié)果錯誤。目前定量探究建筑安全事故的發(fā)生與各影響因素之間的先相關(guān)性還較少，因此利用灰色理論對建筑工程中安全事故的各影響因素做探究具有一定價值。

與其他數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析方法相比，灰色關(guān)聯(lián)法優(yōu)勢突出，具有樣本容量要求低下（3個以上即可），適用性強，計算便捷的特點，可得到盡可能多的信息且不會出現(xiàn)與定性分析相悖的情況[5]，即錯誤率低。根據(jù)經(jīng)典灰色關(guān)聯(lián)法計算，分析過程及公式如下：

1.2 灰色關(guān)聯(lián)法在工程安全中的應(yīng)用情況

灰色關(guān)聯(lián)法的適用領(lǐng)域越來越廣，在建筑領(lǐng)域中也逐漸能見到其應(yīng)用成果，尤其是在工程安全方面，如不同影響因素與事故發(fā)生的相關(guān)緊密程度、安全預(yù)測和有針對性措施的決策等方面取得了較好的效果。我國學(xué)者鹿中山等[7]（2008）基于實際工程案例，運用灰色關(guān)聯(lián)法分析了現(xiàn)場安全管理水平的優(yōu)劣，從而建立施工現(xiàn)場的安全評價體系，對指導(dǎo)施工具有現(xiàn)實意義。郝會娟等[8]（2020）對我國過去十年的建筑安全事故數(shù)據(jù)進行整理并引入了灰色GM（1，1）模型進行分析和檢驗，研究表明該模型具有可靠精度，其用于預(yù)測安全事故對預(yù)防措施的指定具有指導(dǎo)意義。蘇朝陽等[9]（2021）成功應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)法研究了化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故等級與其事故致災(zāi)因素間的影響規(guī)律，其思路對建筑工程領(lǐng)域的類似研究具有參考價值。雖然在工程安全領(lǐng)域已有一些相關(guān)研究得到展開，但是尚并不多見，針對工程安全事故容易出現(xiàn)群死群傷的惡劣后果情況，在眾多的安全因素中主次分明的有針對性防控就顯得尤為重要。

2 基于灰色關(guān)聯(lián)法的房建工程安全事故淺析

2.1 安全現(xiàn)狀分析

通過收集相關(guān)資料[10-11]得到了我國從2014—2018年的房屋市政建設(shè)工程安全事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用灰色關(guān)聯(lián)法分析不同時間段（以年為單位）的人數(shù)傷亡和各主要致害因素之間的相關(guān)性，從而排序不同因素之間的主次關(guān)系，確定出主要的防控內(nèi)容。主要致害因素見前文，原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表1所示。圖1較直觀地反映了近幾年的工程安全事故走勢發(fā)展。

從表1中可以看到，這些工程事故中，事故類型可分為高處墜落、物體打擊、坍塌、起重機械傷害和其他這幾類，而這些危險因素廣泛存在于施工現(xiàn)場中，從圖1中也可以看到，從2014年到2015年，事故傷亡人數(shù)略有下降外，此后呈逐漸上升趨勢，因此實際的工程安全生產(chǎn)現(xiàn)狀還需要提高。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析

（1）根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)法計算法則，選取2014—2018年的事故傷亡人數(shù)為參考序列Yi，不同的類型因素事故數(shù)為比較序列Xi。整理得表2。

（2）MATLAB數(shù)學(xué)軟件功能強大，具有豐富的函數(shù)工具和模塊，其工作界面如圖2所示，通過對其編程可以快速無量綱化見表3。

（3）由式（5），將表3數(shù)據(jù)載入已經(jīng)寫好的計算程序當中得到各影響因素與安全事故傷亡人數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)如表4所示。

（4）最后一步即灰色關(guān)聯(lián)度的計算，由式（6）很容易得到結(jié)果，如表5所示。

通過如上分析結(jié)果可知，在眾多與安全事故相關(guān)的因素當中，灰色關(guān)聯(lián)度的排序為X1>X4>X2>X3>X5，即在房建市政工程中，易產(chǎn)生重大傷亡的工程安全事故中的影響

因素排序為：高處墜落>起重機械傷害>物體打擊>坍塌>其他因素。

3 總結(jié)及建議

綜上所述，可以看到排在前面的影響因素為高出墜落和其中機械傷害，同事物體打擊傷害幾乎和排在第二的因素緊密程度相同，則在實際的施工過程中，作業(yè)人員的個人安全意識起到了決定性作用，而物的不安全狀態(tài)同樣影響深的遠的，諸如機械故障，物體掉落等事故。基于此，為了提高施工過程中的安全性，提出建議：

（1）從業(yè)人員必須強化安全意識，提高風(fēng)險識別和防控能力，做到不碰紅線。同時相關(guān)管理人員要強化安全教育和監(jiān)督，進一步避免因為認識不到位而產(chǎn)生的事故。

（2）避免物的不安全狀態(tài)，做好機械設(shè)備的檢修和排查;將隱患扼殺在萌芽中，落實防護作動，如設(shè)備防護和個人安全防護等。

（3）建筑行業(yè)作為一個高危行業(yè)，安全的課題任重而道遠，還有很多工作需要探究和推進[12]，對于已經(jīng)發(fā)生的經(jīng)驗教訓(xùn)，應(yīng)該更系統(tǒng)和科學(xué)的管理和分析，從中得到經(jīng)驗和總結(jié)。不同的安全事故其實式一個眾多因素和條件共同作用而催生的，只有更加細化和準確的分析各種案例和經(jīng)驗，充分采用先進理論工具，才能得到更科學(xué)合理，指導(dǎo)價值明顯的方法和決策。

參考文獻

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[11] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部安委會辦公室 2019 年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況通報[EB/OL].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/202006/t20200624_246031.html.

[12] 高金鳳.2018年我國建筑施工安全事故統(tǒng)計與分析[J].城市與減災(zāi)，2020（5）：43-46.