基于LEC-AHP法的建筑施工作业危险性评价

郑应亨 王世雄 周兆银

(重庆科技学院， 重庆 401331)

基于LEC-AHP法的建筑施工作业危险性评价

郑应亨 王世雄 周兆银

(重庆科技学院， 重庆 401331)

对LEC评价法的优缺点进行分析，利用层次分析法(AHP)对该评价方法做出改进。在对建筑施工过程参与人员分类的基础上，建立针对作业参与人员的综合评价指标体系，计算其综合权重，从而对LEC作业条件危险性评价法中因素的取值进行了修正。

LEC； AHP； 建筑施工； 危险性评价

在作业前进行安全评价，预先判断潜在风险因素，从而采取有效控制措施规避风险，是避免建筑施工中事故发生的有效方法。常用的安全评价方法有故障树法[1]、安全检查表法、模糊综合评价法[2]、组合权重法[3]、粗糙集法等[4]。影响施工作业安全的因素众多，且各因素之间相互影响，给安全评价造成了很大的难度[5]。建筑施工作业安全评价的要点在于避免评价人员的主观性，切实反映实际工程状况，保证评价结果的准确性。

LEC作业条件危险性评价法(简称LEC评价法)是一种建筑施工作业安全评价方法，具有应用方便、评价结果清晰等优势。该方法将影响作业危险程度的因素分为三大类，且定义明确，能够应用于整个建筑施工的周期，相比其他安全评价方法，通用性上存在一定的优势。但和其他常用的安全评价法一样，评价结果一定程度上受到主观性因素的影响。

1 LEC评价法

LEC评价法是一种针对有潜在危险性的作业环境进行安全评价的方法，对影响作业环境危险性的因素予以量化，是一种半定量的评价方法[6]。

首先将环境风险有关的因素归结为以下3个：事故发生的可能性，记为L；人员暴露于危险环境中的频繁程度，记为E；一旦发生事故可能造成的后果，记为C[7]。根据3个因素指标数值的乘积来判定作业的危险程度(见表1 — 表3)。

表1 L —— 事故发生的可能性

表2 E —— 人员暴露于危险环境中的频繁程度

表3 C —— 一旦发生事故可能造成的后果

以3个因素分值的乘积D为作业危险程度，来评定建筑施工作业的危险程度：

D=L×E×C

式中，D的数值越高，说明该作业危险性越大。作业危险程度分级分值见表4[8]。

表4 D —— 作业危险程度分值

根据评价的结果采取不同的安全措施，以降低事故发生的可能性，或者减轻事故造成的损伤，保证施工作业的安全。

2 LEC评价法优缺点分析

2.1 LEC法的优点

(1) 应用简便。LEC作业条件危险性评价法将作业危险程度影响因素分解为L、E、C因素，每个因素均给出简明扼要、划分精细的评判等级，将L、E、C因素由定性评价转化为半定量评价。作业危险程度计算公式简单，乘数因子数值确定方便[9]。常规作业人员均可按此方法对某项作业进行安全评价，并给出危险性评判结果。

(2) 适用范围广。LEC作业条件危险性评价法在建筑施工作业安全评价中的适用范围相对较广。在对建筑施作业进行安全评价时，对施工作业类型未作严格的范围界定。该评价法中3个要素涵盖了影响建筑施工作业风险水平的各类因素，概括了各项作业风险的同类特征[10]。在实际应用过程中，各种工程作业均可应用此方法进行安全评价和风险分析，适用范围广泛。

(3) 评价结果明确。最终评价结果通过施工作业的危险程度来表示，根据危险程度数值的大小将作业危险程度分为5级[11]。评价结果明确，相应风险水平及危险程度准确反映，并提出相对应的控制措施。

2.2 LEC法的缺点

(1) 受主观影响较大。LEC评价法是一种半定量的作业安全评价方法。其中，L、C取值，受作业评价人员主观评价的影响比较大。作业评价人员安全意识水平、安全技能、作业经验和个人思想重视程度的差异等等，均可造成L和C因素取值的不同，结果将导致评价结果的多样性。

(2) 不同对象结果不一。LEC评价法中，E因素的分值会因不同作业人员的主观性而产生差异。LEC评价法是针对某一固定作业对象在某一固定作业阶段的安全评价，当作业对象改变(增加、减少或者是调换)或者作业流程两者之一发生变化的时候，需重新进行评价工作。对作业安全水平的整体评价，是此方法的弱势。

3 对LEC评价法的改进

建筑施工作业环境中存在复杂性和多变性，因而在安全风险的评价中多采用定向与定量相结合的方式[13]。根据上述LEC评价法的优缺点分析，对施工作业整体的安全水平作出较准确的评价，切实反映建筑施工作业过程中因人员流动引起的作业安全水平变化[14]。此处结合AHP层次分析法以及实际工程作业参与对象，对E因素的分值进行权重划分，结合各类工作人员暴露于环境的频繁程度，最终得出某项作业整体安全性评价结果。

3.1 建立层次模型

以“作业参与人员”为层次模型第一层，通过查阅相关文献[15]及施工现场的考查，第二层指标确定为“作业人员”、“监管人员”、“巡视监理”、“其他人员”4个指标(见图1)：

图1 参与施工作业人员层次结构

(1) 作业人员，施工、操作人员和特种作业人员等直接参与施工作业的人；

(2) 监管人员，施工作业人员内专职作业监管人员；

(3) 巡视监理，施工现场监理方作业巡视人员；

(4) 其他人员，因工序交叉出现的非本作业人员、建设单位巡视人员等非作业直接参与人员。

3.2 构造判断矩阵及计算

(1) 构造两两判断矩阵。对同一层次中的元素，以1-9标度方法为标准(见表5)，进行上一层次准则下重要性的两两比较[16]。

表5 1-9标度方法

构成判断矩阵(见表6)[17]:

表6 判断矩阵

(2) 计算权向量。计算单一准则下各比较元素的相对权重，采用几何平均法求解判断矩阵的特征根与特征向量[18]。

计算判断矩阵每一行元素的乘积Wi：

计算即判断矩阵的特征向量：Wi=[W1W2…Wn]T，其中，Wi表示第i个元素的权值。

计算判断矩阵的最大特征根λmax：

式中：(AW)i表示向量AW的第i个元素。

3.3 基本一致性检验

为检验各指标权重的计算排序结果是否合理，引入了判断矩阵一致性检验方法。当检验结果不满足一致性时，就需修改原判断矩阵，直至满足一致性为止。

计算一致性指标CI：

计算平均随机一致性指标：

当计算结果CR<0.1时，说明判断矩阵满足一致性，否则不满足。 式中：R为平均随机一致性指标，CR为一致性指标。具体取值如表7所示。

表7 1-9标度法的R取值

3.4 层次总排序一致性检验

层次总排序是指在同一层次中，所有因素对最高层元素的相对重要性权值综合排序。

如果B层次某因素对Aj单排序的一致性指标为CIj，相应的平均随机一致性指标为Rj，按下式计算层次总排序一致性比率CR：

当CR<0.1时，认为层次总排序结果是满意的。

3.5 权重计算结果的应用

计算得出各因素的权重系数值EiWi，用于计算综合E′：

计算得出综合E′后，将此数值带入LEC评价法中，计算得出某项作业的综合风险值：

D′=L×E′×C

4 LEC-AHP评价法的应用实例

以某酒店地下车库顶层排水管道安装作业为例，地下车库顶层楼板下排水管道安装，需利用门式脚手架搭设工作面。工作面高度4 m，根据相关标准规定，此次安装作业已属于高处作业范畴。参与作业人数3人，其中2人为作业面作业人员，1人为地面协助和作业监管人员。

4.1 构建判断矩阵

根据该作业参与人员情况，及其他可能参与到该作业范围的人员，建立层次模型(图1)。再根据表5，构建层次结构中，底层因素在顶层准则下的判断矩阵(见表8)：

表8 判断矩阵

4.2 计算各指标权重系数

经过计算得出：判断矩阵的特征向量W=[0.566 90.264 8 0.061 3 0.107 0]T，最大特征根为4.068 4，CI=0.022 8，R=0.90，CR=0.025 3，一致性检验结果符合要求。

最终计算出，第二层次各因素相对第一层次的权重系数分别为WB1=0.566 9，WB2=0.264 8，WB3=0.061 3，WB4=0.107 0。

4.3 计算综合E′、D′值

作业可能涉及到的人员包括：B1，作业人员(施工人员、操作人员、特种作业人员等直接参与劳动作业的人)；B2，监管人员(作业人员内专职作业监管人员)；B3，巡视监理(施工现场监理方作业巡视人员)；B4，其他人员(因工序交叉出现的非本作业人员、建设单位巡视人员等非作业直接参与人员)。

根据这4类人员在本次作业中所占的权重，计算综合E′值(见表9)。

表9 施工作业人员综合E′值

将计算得出的综合E′值代入LEC法中，对本次作业综合风险值作出评价：影响因素L值为6，E′为5.281 1，C为1，D′为31.7。最终计算结果表明，该作业危险程度属于一般危险，相对应的措施为提高作业过程安全意识，注意作业过程中的人员流动。

[1] 张健，隋杰明，苑宏利，等.工程施工现场安全评价方法的研究与应用[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版)，2009 (2) : 308-311.

[2] 丛杨.基于层次分析法和模糊综合法的建筑施工安全评价研究[J].建筑安全，2012(12)：20-24.

[3] 叶军，陈学嘉.组合权重法在建筑施工企业安全评价中的应用[J].安全与环境工程，2013，20(6):130-136.

[4] 袁宁，杨立兵.基于粗糙集-人工神经网络的建筑施工安全评价及研究[J].安全与环境工程，2012，19(1):60-64.

[5] 向鹏成，陈远方.建筑工程施工现场安全性评价及预警研究[J].项目管理技术，2016，14(9):50-55.

[6] 陈浩.LEC法在建筑工程安全风险评价中的应用[J].科技与企业，2014(22):30-31.

[7] 李常茂.作业条件危险性评价法在盾构施工安全评价中的应用[J].黑龙江科技信息，2014(18):198-199.

[8] 邓军，李贝，张兴华.LEC法在建筑施工企业安全生产事故隐患排查治理中的运用[J].安全与环境工程，2014(1):103-107.

[9] 陈浩.LEC法在建筑工程安全风险评价中的应用[J].科技与企业，2014(22):30-32.

[10] 牛天勇.基于PHA-LEC法的建筑工程项目安全评价问题研究[J].中国安全生产科学技术，2012(7):94-98.

[11] 王可意，杨春风.LEC-DEA方法在公路施工风险评价中的应用研究[J].公路工程，2015(2):178-181.

[12] 王伟.工作安全分析(JSA)与LEC法在建设项目危险辨识与评价中的应用研究[J].科技风，2014(12):82-83.

[13] 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.

[14] 刘正伟.建筑施工现场管理中存在的主要问题及提升策略[J].河南科技，2013(22):154.

[15] 刘建敏.基于事故树理论的建筑施工现场作业人员触电事故致因分析[J].科技信息，2011(3):738-740.

[16] 郭金玉，张忠彬，孙庆云.层次分析法的研究与应用[J].中国安全科学学报，2008(5)：148-153.

[17] 张万鹏，史天运.基于层次分析法的工务安全评价研究[J].铁路计算机应用，2014(11):1-4.

[18] 贺连芝，张争艳.层次分析法在安全评价中的应用[J].大众科技，2011(5):93-94.

Study on Risk Assessment of Construction Operation Based on LEC - AHP Method

ZHENGYinghengWANGShixiongZHOUZhaoyin

(Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China)

Through the analysis of the advantages and disadvantages of the LEC evaluation method, the AHP method is used to improve the evaluation method. Based on the classification of the participants in the construction process, the comprehensive evaluation index system for the participants of the operation is established and the comprehensive weight is calculated. The value of the E factor in the LEA operating condition risk assessment method is revised and evaluated.

LEC; AHP; construction; risk assessment

2017-06-02

住房和城乡建设部软科学研究项目“建筑工程绿色施工现状调查与激励机制研究 —— 以重庆市为例”(2014-R1-022);重庆科技学院研究生科技创新计划项目“基于AHP与LEC法的建筑工程风险控制研究”(YKJCX1620601)

郑应亨(1970 — )，男，博士，教授级高工，研究方向为技术经济、项目管理、建筑安全研究。

TU712

A

1673-1980(2017)04-0104-04