基于AHP的建筑施工安全管理风险控制策略

李松晨 杨高升

(河海大学工程管理研究所,江苏 南京 211100)

基于AHP的建筑施工安全管理风险控制策略

李松晨 杨高升

(河海大学工程管理研究所,江苏 南京 211100)

随着我国建筑工程行业的蓬勃发展,建筑施工的安全管理现状存在安全问题。介绍了建筑施工行业存在的安全隐患和潜在风险,提出了基于层次分析法(AHP)的建筑施工风险控制策略。将定性问题定量化,按照确定评价目标、建立递阶层次、构造判断矩阵等步骤对风险评价进行了具体的阐述;将定量评价与定性评价相结合,给出了评价值判定方法。结合建筑施工安全管理办法,该风险控制策略大大提升了建筑施工过程中的安全性。

建筑施工 层次分析法(AHP) 安全管理 风险控制技术 风险评价

0 引言

经济的快速发展、城镇化的快速推进使建筑行业迎来了蓬勃发展的时期。民用、工业、交通、城市基础设施建设等项目逐年递增。据不完全统计,建筑业2009年生产总值为7.6万亿元,为国民生产总值的25%左右[1]。建筑行业在我国国民经济中的地位是十分重要的,建筑从业人员已突破四千万,占世界建筑从业人员的四分之一[2]。建设工程项目逐渐向着大型化、复杂化、多元化、高层化的方向发展,建筑行业安全生产面临巨大的挑战。

建筑施工过程中存在的建设周期长,生产流动性大,作业过程单一性、重复性,高空作业和露天作业,施工人员素质偏低等诸多因素,都是导致建筑施工安全的隐患。建筑业如何在实现安全生产和保障劳动者的生命财产安全的前提下,达到其效益,已经被社会各界广泛关注。本文从风险控制的角度,对建筑施工的准备阶段、施工作业阶段所存在的风险进行了分析和预测,将风险控制到最低。

1 安全管理问题

1.1 建筑施工行业安全现状

每年我国建筑业建筑工人由于事故死亡的人数达千人,受伤者不计其数,安全问题严重,安全管理存在疏漏,风险控制不完善。建筑业的安全管理问题存在诸多因素。首先,工程建设方面的法律法规不完善,政府监管力度不够,应对突发性事件的能力不足。其次,施工单位对工人的安全教育、培训不够重视,大多流于形式,工人缺乏应急自救、救援的知识。再次,我国的建筑业安全生产科技水平落后,相关的科学研究不足,使得安全生产没有足够的科学依据。另外,建筑业企业对安全管理不够重视,管理水平低下,轻视安全生产。最后,建筑业诚信缺失,与市场脱节,与市场经济原则相悖,导致投入成本与安全生产成本相矛盾。

1.2 建筑施工行业事故原因分析

1.2.1 施工作业环境复杂

建筑施工的工作地点具有很强的流动性,工作环境变化频繁,对新环境的不适应增加了事故发生的几率。施工过程一般在具有一定高度的地方,如脚手架、梯子、模板等临时搭建的平台上工作,加上施工现场的天气情况、温度、噪声等的影响,施工人员长时间处于这种环境下高空重复劳动,发生危险的概率极高。

1.2.2 管理方式不标准

承包商只重视工作进度,忽略安全管理,建筑施工人员一般为短期雇佣,人员培训不足,施工人员操作不标准,也是导致安全问题的因素之一。

1.2.3 施工人员个人素质参差不齐

建筑业施工人员一般为农民工,文化程度不高,相对素质较低,安全防范意识较差,这也会增加事故发生的可能性。

2 风险控制概述

风险是对未来的不确定性的概述。风险控制就是建筑施工管理者对相关资料进行整合,运用科学的方法对施工过程中可能存在的风险进行判断、分析和预测,采用不同的方法和措施,对潜在的风险事件的发生进行抑制和消除,减少风险事件发生所造成的损失[3]。

2.1 风险的识别与预测

风险控制管理首先要对潜在的风险进行识别和预测。对于建筑施工的实际情况,对实际过程中存在的潜在风险进行判断、鉴别和归类[4]。在建筑施工过程中,根据现场的情况,判断是否存在潜在风险的要素,有可能产生什么风险,出现什么后果。风险的识别和预测就是对风险及其产生的因素进行罗列、归类,并对造成的后果作出估计,一般为定性的估计。

比如一些容易导致事故发生的重要危险源,设备、设施、防护工具的缺陷,裸露电源,信号标志的位置不当以及作业环境不良等,在进行风险的识别与预测过程中都要进行识别与预测。风险的识别和预测是非常重要的,正确的识别和评估是后续风险评估和处置的先决条件。

2.2 风险评估

建筑施工安全风险评估要以风险识别和预测为基础,建立系统模型。对风险的分析一般采用定性和定量分析相结合的方式[5],以估算风险发生的概率,预计风险可能产生的损失情况,从而找出建筑施工工程的主要风险,为预防和规避此类风险提供科学依据,为工程项目的顺利实施做好准备工作。建筑施工的风险评估定性分析根据历史资料和概率工具对施工安全进行评估,也可以理论概率分布进行评估。

2.3 风险处置

风险处置是制定并实施控制风险的计划,确定风险发生的可能性并将其减小或降至最低。风险处置的基本方法有4种:风险回避方法、风险控制方法、风险自留方法和风险转嫁方法[6]。针对建筑施工中的各种各样的风险,采取不同的处置办法。进行风险处理的目的就是规避风险、降低风险。

建筑施工具有自身的特点,如流动性大、临时性多、变动性强,人员组成复杂。针对建筑施工的特点,运用风险管理方法,制定适合建筑施工特点的风险控制办法并实施,有效从风险源头进行制止,降低建筑施工的安全风险。

3 风险控制策略

对风险进行控制,就要对危险源进行评价,在评价的基础上根据评价结论进行相应的控制,将风险降至最低。建筑施工的危险源众多,定性因素和不定性因素都有,如何科学客观地对建筑施工项目进行整体的危险性的评价,显得尤为重要。建筑施工过程中,对危险源、危险因素多为定性的评价,难以定量描述。本文提出层次分析法[7](analytic hierarchy process,AHP)对建筑施工过程中的危险源的综合评价问题建立行之有效的数学模型,将人的思维过程数学化,将定性的主观分析定量化,使危险源的评价过程具有一致性,并将定量评价与定性评价相结合。AHP法可以使建筑施工过程中的风险控制的分享评价更真实地反映施工的危险性评价结果。

3.1 确定评价指标

建筑施工中的评价指标分为三层,即目标层、方案层和准则层[8]。将建筑施工项目中存在的危险源分为三级,第一级为建筑施工的整体危险性,是目标层的评价指标。第二级包括自然环境危险性、内部施工环境危险性和管理环境危险性,是准则层的评价指标。第三级为各具体的危险源,是方案层的评价指标。建筑施工项目危险源综合评价指标如表1所示。

自然环境危险性的危险源一般包括建筑施工当地的天气状况、滑坡以及地震等自然现象带来的危险性。由于自然环境的变化尤其是天气变化是不可人为控制的,因此,自然环境的危险性对于工程建设来说其影响是非常显著的。一般应做好工作计划安排,在适宜的天气情况下进行户外建设工作,对于不可抗力产生的风险进行识别,在风险来到时,采取必要的措施将风险的影响降至最低。

建筑施工由于其工程本身的性质,存在较大的危险性。内部施工环境危险性是建筑施工危险性中最为重要的,如基坑支护与降水工程、土方开挖工程、起重吊装工程、脚手架工程等内部施工环境下危险性极高。另外,输送/储存易燃、易爆危险介质的设备,管道本体上进行动火作业,在易燃物周围包括上方进行动火作业等也存在极高的危险性[9]。如何在高危险性环境下进行安全作业,预防和防范危险的发生,是建筑施工安全管理的重中之重。

建筑施工过程中,离不开人的主观因素。针对建筑施工的安全隐患,安全管理部门是否对风险进行识别,是否制定完善的安全管理制度,是否行之有效的执行,以及是否对施工人员进行必要的教育培训等,都是管理环境的潜在危险性。

表1 建筑施工项目危险源综合评价指标Tab.1 Comprehensive evaluation indexes of risk sources for building construction

3.2 定量分析

采用半定量方法对建筑施工行业的危险性进行定量评价分析。危险性指标三因素的乘积表示施工人员的事故风险大小,该指标与系统风险有关,即:

式中:L、E、C为三个危险性指标;D为危险性,D的值越大则代表危险性越大。

L表示事故发生的几率,对于极小的事故发生情况,一般取L=0.1;对于某些发生可能性较大或者必然会发生的情况,取L=10;介于两者中间的情况,L取0.1～10之间的数值。

E表示暴露于危险环境的次数,建筑工人暴露于危险环境的次数越多、时间越长,则危险性越大。工人暴露在危险环境中,E=10;偶尔暴露在危险环境中,一般E=0.5。工人暴露于危险环境中的时间可以以年、月、周来计算,一般根据具体情况E取0.5～10之间的数值。

C表示发生事故后产生的后果,发生事故造成人身伤害的程度可大可小。定义C的区间为0～100,发生轻微伤害取C=1;出现人员伤亡事故的,取C= 100;介于二者之间的人员伤害,C取1～100之间的数值。

C的具体取值可以根据表2事故产生后果情况来确定。

表2 事故产生后果情况Tab.2 Accident consequences situation

根据L、E、C的值,即可根据三者的乘积确定建筑施工危险性的大小。根据危险性D的分值,划分危险等级,如表3所示。

表3 危险等级划分Tab.3 Hazard level classification

3.3 定性评价

3.3.1 建立递阶层次关系

根据AHP法的递阶原理,将建筑施工项目中的各评价指标的关系组成递阶结构,形成目标层、方案层和准则层的多层次的评价指标体系。各层之间的递阶关系为:准则层中的各种危险源元素支配方案层的某一因素,方案层的各种危险源因素支配目标层的整体危险性;同时,方案层和准则层的各危险性元素又受到目标层的支配[10]。建筑施工项目整体环境危险性综合评价指标递阶层次结构如图1所示。

图1 建筑施工危险性评价递阶层次结构Fig.1 Hierarchical structure of building construction risk assessment

3.3.2 构造判断矩阵

根据递阶层次结构,方案层的每一元素以目标层为准则,与准则层进行两两比较,将比较指标与目标层的相对重要性作出判断,并给出判断值A,形成判断矩阵。一般地,隶属于指标Ai的指标Bj(j=1,2,…,m),其判断矩阵为m维方阵。

式中:Bj为隶属于Ai的各项指标;bij为Bj的指标判别标度,指标i与指标j相比,对于指标j的相对重要性程度采用表4所示的标度进行判别。

表4 矩阵判别标度Tab.4 Hierarchical structure of building construction risk assessment

3.3.3 评价方法

对矩阵A进行一致性判断,并对每一指标合成权重,合成权重即每一指标相对总指标的权重,并进行专家打分。一致性判别通过,权重计算完毕,结合专家打分,对建筑施工项目的整体环境危险性进行评价,计算公式为:

式中:Z为整体环境危险性综合评价值;n为专家个数;Fij为第j个专家对第i个指标的评分,0＜Fij＜100;Ui为各指标i的合成权重值。

计算好整体环境危险性综合评价值后,即可对建筑施工项目的整体环境危险性进行评价判断。具体的评判标准如表5所示。

表5 整体环境危险性评判标准Tab.5 The overall environmental risk evaluation criteria

4 控制策略应用

以建设期为两年的某高层住宅楼的建筑施工工程为例,根据AHP风险控制策略,分别进行定量分析和定性分析,最后将各指标合成权重并求和,得出整体环境危险性综合评价值,以此进行该建筑施工工程危险性的综合评价。

①定量分析

该高层住宅楼建筑施工工程为一般建筑项目,故其事故发生几率介于极小的事故发生情况和发生可能性较大或者必然会发生的情况之间,取L=4。工人在脚手架上进行施工作业,在吊车下、在钢筋水泥中暴露时间较多,危险性相对较大,因此,工人暴露于危险环境的次数E取值为7。发生事故产生的后果取值为2。

由此可得,事故危险性的定量评价:D=56,根据表3危险等级划分,可知其危险等级为4级,为一般危险。

②定性分析

建立该高层住宅楼建筑施工工程的递阶层次,以其自然环境危险源、内部施工环境危险源、管理环境危险源分别为两个为例,即n=m=k=2。自然环境危险性的危险源界定为天气状况和地震;内部施工环境危险性的危险源界定为起重吊装工程和脚手架工程;管理环境危险性的危险源界定为制度执行不全面和施工人员受培训情况不全面。其判别矩阵为:

根据表4给出的矩阵判别标度,将准则层、方案层分别与目标层进行相对重要性程度的判别,得到每一个指标的权重。经过6个相关专家的评价,按照式(1)进行整体环境危险性综合评价值,同时将定量分析的结果D=56作为整体环境危险性综合评价值的一个子项。经过计算最后得到Z=68,整体环境危险性评价为一般,等级划分为C级,需要适当加强防范。

5 结束语

综上所述,建筑施工行业是一项重要的工程,建筑安全形势严峻。建筑企业要站在一定的高度,以全新的视角审视建筑施工中存在的安全问题,以科学的风险控制管理策略结合行之有效的安全管理办法,切实做好安全监督、管理,保障工人的生命安全的同时,顺利完成建筑施工任务。

[1] 建设部工程质量与行业发展司.全国建筑施工安全形势分析报告[J].建筑安全,2009,20(4):8-13.

[2] 华夏认证中心有限公司,中国铁路工程总公司,中国铁道建筑总公司.建筑施工企业一体化管理体系的建立与实施[M].北京:中国标准出版社,2009:102-151.

[3] 杨文柱.建筑安全工程[M].北京:机械工业出版社,2008:10-15.

[4] 魏安能.建立建筑施工安全保证体系的构想[J].建筑安全, 2011,20(3):37-39.

[5] Mustafa M A,AIBahar J F.Project risk assessment using the analytic hierarchy process[J].IEEE Transactions on Engineering Management,2009,38(1):46-52.

[6] 施红健.建筑施工重大危险源的辨识及控制[J].建筑安全, 2010(2):15-17.

[7] 燕燕.谈建筑企业重大危险源辨识及风险评价与控制的改进方法[J].建筑安全,2011(8):31-33.

[8] 李英文.层次分析法(AHP法)在工程项目风险管理中的应用[J].北京化工大学学报,2009(1):46-48.

[9] 王满林.建筑施工企业内部对重大危险源工程安全监督管理的要点[J].建筑安全,2010(5):17-19.

[10] 钟登华,张建设,曹广晶.基于AHP的工程项目风险分析方法[J].天津大学学报,2012,35(2):162-166.

Safety Management Risk Control Strategy Based on AHP for Building Construction Industry

Along with the vigorous development of the building construction industry in our country,the current status of safety management in this area is not perfect.The hidden dangers and potential risks in building construction are presented,and the control strategy based on analytic hierachy process(AHP)is proposed.With this strategy,the qualitative issues are quantified,in accordance with the determined evaluation objects,the hierarchy is established,and the judgment matrix is structured,thus the risk assessment is elaborated specifically.By combining the quantitative evaluation and qualitative evaluation,the determination method of the evaluation value is given.This risk control strategy greatly enhances the security of building construction.

Building construction Analytic hierachy process(AHP) Safety management Risk control technology Risk assessment

TU761

A

水利部公益性行业科研专项经费资助项目(编号:201201017)。

修改稿收到日期:2014-04-30。

李松晨(1989-),男,现为河海大学工程管理研究所在读硕士研究生;主要从事工程管理研究。