基于AHP的桥梁施工安全管理指标体系分析

庄严棋，陶卫中

(1.南华大学，湖南 衡阳 421001；2. 四川省核工业地质局，四川 成都 610017)



基于AHP的桥梁施工安全管理指标体系分析

庄严棋1，陶卫中2

(1.南华大学，湖南 衡阳 421001；2. 四川省核工业地质局，四川 成都 610017)

摘要：指出了虽然桥梁工程的施工建设已经取得了很大的进步，但是由于其施工现场的环境很复杂，现场施工人员的综合素质也都参差不齐，所以桥梁工程的施工难度也是非常大的，尤其是桥梁施工安全管理。对在建的天津外环线东北部调线工程第三合同段进行了分析和研究，建立了桥梁施工安全管理指标体系，并运用层次分析法(AHP)得出了科学的、有预见性的结论，而且更加符合客观实际。

关键词：层次分析法；桥梁施工；安全管理指标体系

1引言

桥梁工程的施工是一项复杂庞大的系统工程，在任何一个环节都有可能存在疏忽，这些疏忽都可能导致桥梁在施工过程中发生安全事故并造成经济损失和人员伤亡。但是已有文献针对桥梁施工安全管理采用指标研究分析方面的成果较少，所以笔者根据工作经验，建立了桥梁施工安全管理体系，并运用层次分析法将其定量化的表现出来，对结果进行了定性化的分析，希望能够对企业在桥梁施工安全管理方面提供帮助。

2研究方法的选择

层次分析法(AHP)是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂(T.L.Saaty)于20世纪70年代初提出的一种层次权重决策分析方法[1]，这种方法的特点是利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策，本文结合桥梁施工的实际情况，采用层次分析法对桥梁施工安全管理指标体系进行分析。

3桥梁施工安全管理指标体系的建立

桥梁施工安全管理指标体系分析是整个桥梁施工过程中对安全管理影响最大的方面。桥梁施工安全管理指标体系(为一级评价指标)是一个整体，其中分析指标的选取是否合适，将会直接影响最后分析的结果。笔者作为天津市外环线东北部调线工程第三标段的一位安全负责人员，在实际情况调查、分析的基础上，确定影响桥梁施工安全管理的二级评价指标为3个，在每个二级指标下面又分别设三级指标，见图1。

(1)人员因素。现场施工人员过多而且混杂，每个人的文化程度、技术素质和安全意识等都有不同，所以存在安全隐患最多的也是这些施工人员。同时，施工方领导对安全的重视程度等也都对保障施工安全起着重

要的作用。

(2)管理因素。包括安全管理机构的职责，项目安全管理人员对工人的安全教育以及培训，还有对安全方面的投入。

(3)现场因素。整个安全管理体系中现场因素也是必不可少的。当地的气候条件和土壤状况对于桥梁施工来说也是很重要的。现场的安全防护和安全标识牌也都是必不可少的。

4层次分析法综合分析模型

在构建过程中，指标体系中的各指标以指标定量化为基本准则和目标，在分析过程中没有定性指标直接参与分析过程，而是通过特定的处理方法将定性指标转化为定量指标，使其不影响分析过程以及分析结果[2]。

4.1构造两两判断矩阵

本文采用1～9标度两两比较法(表1)。通过比较判断，建立判断矩阵，之后对该矩阵进行计算，得出最终备选方案中的因素权重序列。

根据以上建立的桥梁施工安全指标体系，进行两两比较得到一级指标对总目标的权重矩阵如下。

表1　层次分析法1～9标度说明

注：1/2，1/3，1/4，1/5，1/6，1/7，1/8，1/9这些倒数是被比较元素发生变化产生的。例如：A与B相比稍微重要，则相应的值为3，那么B与A比相应的值为1/3

由此可得其它矩阵：

4.2计算权重向量及一致性检验

计算指标权重我们要计算层次单顺序，即根据判断矩阵计算对于上一层某元素而言本层次与之有关联的元素重要性次序的权值，通常用计算矩阵最大特征根及对应特征向量的方根法的计算步骤[3]：

将矩阵A按列归一化

(1) 按行求和：

(2) 归一化：

所得Wi(i=1，2，n)即为A的特征向量的近似值。在得到Wi后，需要对判断矩阵的准确性和一致性进行检验，根据层次分析法的原理，可以采用λmax与n之差检验一致性[3]。

(3) 求解λmax：

当判断完全一致时，应有λmax=n。定义一致性检验指标：

当一致时，CI=0;不一致时，一般有λmax>0，因此，CI>0。一般情况下，随着n的增加判断误差就不增加，因此判断一致性时应当考虑n的影响，使用随机性一致性比值[3]：

式中RI为平均一致性指标可见表2，由此可得，Wci(0)=(0.159 30.588 90.251 9)T。

表2　平均随机一致性指标RI

当满足CR<0.1时，认为判断矩阵的一致性可以接受。经计算可知一级指标的λmax=3.053 9，CI=0.026 936，由表知，当n=3时，RI=0.52，得到CR=0.051 8，证明该两两比较矩阵是满足一致性的。

4.3计算二级指标的权重Wci(k)

Wci(1)=(0.048 70.454 70.118 60.295 10.082 9)T

Wci(2)=(0.352 70.051 70.257 90.165 30.047 10.125 3)T

Wci(3)=(0.369 20.028 40.071 50.099 40.287 80.143 7)T

第2级目标上元素对系统目标的合成排序向量为W(k)=P(k)W(k-1)，根据合成权重，通过条形图的方式对最底层中各评价指标相对于总目标的权重大小进行统计并表示出来[2]，W(k)=(0.007 7，0.072 4，0.018 9，0.047，0.013 2，0.207 7，0.030 5，0.151 9，0.097 3，0.027 7，0.073 8，0.093，0.007 2，0.018，0.025，0.072 5，0.036 2)，见图2。

上式中CIi和RIi为Bi相对应的判断矩阵的一致性检验和随机一致性指标，同样取CR=CI/RI，计算可得二级指标同样具有满意的一致性。

5实证结果分析

根据以上得出的数据可知管理因素所占权重为0.588 9，其次是现场因素为0.251 9，最后是人员因素为0.159 3。下面对这3种因素进行具体分析。

5.1人员因素分析

通过数据分析可知人员因素中占权重最大的就是工人安全意识，这点毋庸置疑是的。如果一个工人压根就没把安全装在心中，没有安全意识，只顾着手里的活，就有可能造成无法挽回的事故。比如天气太热，就会有工人摘下安全帽，或者穿着短裤进入到施工现场施工，这都是工人没有安全意识的表现，他们殊不知事故就是在一瞬间发生的，在施工现场任何时候都不能疏忽。排在第二位的就是持证上岗，每种岗位有各自不同的“危险危害性”，无证上岗的工人缺乏对岗位的危险危害因素认识，发生事故的几率会增大。比如电工这个工种，对业务水平要求是最高的，容不得一点错误，倘若有一次接线没有按照规范来做，就有可能造成重大的损失。技术素质、各层人员协调程度和文化程度也都有着一定的重要性。如果发生事故不仅会给公司带来大量的损失，更会对事故者的家庭造成无法弥补的伤害。只有各方人员同时努力，不出现违反规章制度的情况，才能够更好的给施工人员安全的保障。

5.2管理因素分析

据以上得出的数据可知管理因素在整个桥梁施工安全管理方面起着举足轻重的作用。首先就是要设置健全的安全管理机构，制定完整的安全规章制度。现在我国已经落实了严格的安全责任制，安全一票否决制等，这无疑不显露出国家现在正指导着公司企业朝着安全方向前进，一个公司企业的好坏不再由效益好坏进行评判，而是由安全来重新定义。其次对现场施工人员和特种作业人员的安全教育培训工作，尤其是要做好“三级教育”和安全技术交底。另外，公司企业也只有通过对工人进行安全教育和安全进行技术交底的方式才能把现场存在的安全隐患交代清楚，培养工人的安全意识。同时企业领导对安全的重视程度也在安全管理中产生极大的影响，领导如果不重视安全生产，那么他手下的员工就更没有可能会重视安全，甚至会忽视安全，只做表面的功夫，根本没有把安全融入到企业文化中去，所以，领导在安全管理中扮演着极大影响者的角色。定期的安全检查也是非常必要的，只有这样，才能够更好的提高安全管理水平，减少事故的发生。另外，危险源辨识也能够帮助工人在现场及时的分辨危险源，采取一系列防护措施来消除事故。

5.3现场因素分析

首先，现场安全防护是很重要的，不可或缺的。因为现场安全防护能够把整个企业的安全文化全部都反映出来。另外对临时用电的防护，是否采用了三级控制配电系统和两级漏电保护系统的TN-S系统，还有安全防护栏杆的搭设是否规范，施工人员在高空作业时是否佩戴了安全带等，这些事项在桥梁施工现场都是重大安全隐患。其次，现场的安全标识牌是一定要有的，平时工人在做安全培训的时候就要告诉他们各种标识牌都是什么意思，企业管理现场则可以通过标识牌来提醒工人此处存在的安全隐患。事故处理的方案也很能够反映出一个企业对待安全的态度，企业一定要有相应的事故处理应急预案来预防突发事件的发生，这能够最快的对突发事件做出反映来减少企业的损失。另外在夜间施工的时候现场的照明情况也十分重要，夜间施工照明一定要充足，不能留死角以防由于夜间视线不好而发生事故。同时因为桥梁施工的施工现场比较长，经常达到了十多公里，所以当地的气候和土壤情况也会导致安全事故的发生，因此在施工前一定要对当地的情况做一定的了解。

6结语

通过以上的分析可知管理因素是在整个桥梁施工安全管理中最需要重视的方面。但是归根到底，一个企业安全工作做的是否到位都是通过在施工过程中是否发生了事故来确定的，即在施工过程中是否有人员伤亡。管理和现场因素都是为人员因素服务的，即企业做的安全管理工作，现场做的安全管理工作都是为了防止人员发生安全事故，三者相辅相成，密不可分。只有这样才是一个完整的安全管理体系。本文不仅仅是为了分析权重的大小，更主要的是希望能够通过这种分析方法得出的结论来给桥梁施工安全管理一个具有参考价值的建议，一定要做到“以人为本”，只有这样企业才能增强自己的安全管理能力，减少安全事故的发生，提高企业的经济收入和在同行中的知名度。

本文是作者根据在天津市外环线第三标段的实地工作，结合层次分析法建立了桥梁施工安全管理指标体系并且进行了分析和总结，运用层次分析法可以很好地将指标体系进行定性和定量化，最大限度地排除人为因素的干扰，具有一定的科学性和借鉴性。

同时，本文还存在一些不足，如指标的选择各指标权重的赋予等仍存在主观影响，还需要在工程实践中进一步调整完善，以便更好地指导桥梁工程施工安全管理。

参考文献：

[1]崔冬初，朱晓霞，宋之杰.基于AHP的河北省中小企业技术创新方式选择[J].企业经济，2014(5):97～100.

[2]刘亚静，毛善君，姚纪明，等.基于层次分析法的煤矿安全综合评价[J].矿业研究与开发，2007(2):82～84.

[3]张传燕.桥梁施工安全管理及评价系统研究[D].重庆：重庆大学，2008.

文章编号：1674-9944(2016)02-0156-03

中图分类号：U445.1

文献标识码：A

作者简介：庄严棋(1990—)，男，辽宁铁岭人，南华大学硕士研究生。通讯作者：陶卫中(1962—)，男，重庆人，正高级工程师，主要从事建筑安全方面的研究工作。

收稿日期：2015-11-13