基于模糊层次分析法的校园周边施工工地对学生安全的影响评估

冯鑫淼， 周洪文

(上海应用技术大学 城市建设与安全工程学院， 上海 201418)

近年来，由于建筑业的迅速发展，为人们的生活提供了较多的便利。然而，随着建设项目施工工程的大规模开展，对人们的生活环境产生了较大影响，许多公共的安全事故和突发事件呈迅猛上升之态。因此安全问题成为人们关注的重点。而对于学生而言，健康成长的必要条件之一就是安全，安全也同时是完成学业的前提保障，更是构建和谐校园的重要组成部分[1]。

基于此，围绕“校园周边施工工地对学生安全的影响”这个议题，从人的不安全行为、物的不安全状态、施工环境因素、安全教育与管理因素4个方面展开针对性调查。针对此，国内外有着诸多研究。对于人群不安全心理与行为方面，Klohnen和Luo[2]提出，心理安全感对人际吸引有着重要的影响；王智懿[3]则通过在大学食堂里进行模拟逃生实验基础上，得出大学生在危机情况下的逃生路径以窥探他们的逃生心理。对于施工环境因素方面，王麒铭等[4]分析了施工环境污染现状，提出较为典型的污染源为粉尘污染、噪声污染、三废排放以及光污染。在安全教育与管理因素方面，叶云利[1]分析了中国高校的安全现状，并提出构建一个安全防控体系，来保证校园及周边的安全。

本文在借鉴国内外现有成果的基础上，以评价学生的安全状况为目标层，将人、物、环、管4个方面融合在一起并构建指标体系，采用层次分析法确定各指标权重，再将结果应用到模糊综合评价法中并计算评价总值，最后能准确地对学生的安全状况进行评价分析，为学校安全管理提供建议和指导。

1 构建指标体系

通过对在校学生的问卷调查、实地走访并结合国内外的相关资料，建立层次结构指标模型。该指标模型分为两个层次，一级指标由人的不安全行为、物的不安全状态、施工环境因素、安全教育与管理因素4个方面组成。为了能够更加全面地反映学生的安全状况，对这4个方面进行了更加深入的分析，将这4个一级指标又分解为14个二级指标，如图1所示。

图1 层次结构指标模型

1.1 人的不安全行为

在人的不安全行为中包含了负荷超限、心理异常、禁忌行为3个因素。

1)负荷超限。人体负荷极限分为体力负荷极限、听力负荷极限、视力负荷极限、其他负荷极限。实际调查与文献研究显示，一旦身处建筑施工环境中的人群达到生理负荷极限，就会表现出过劳状态，这种状态将加大反应时间，导致人身安全处于危险状态。

2)心理异常。人群心理上具有影响安全的性格、气质与情绪就属于一种心理上的不安全状态。调查显示，人群在突发事故面前可能产生由于过度恐慌而引发的防御心理，在紧急情况下疏散时的无序性与性别差异性，在突发事故面前个体呈现的过度紧张、警觉和焦虑情绪而变得谨慎，在突发事故面前产生否认与不作为的心理防卫，行为或言语上过度活跃等心理特点。

3)禁忌行为。调查结果表明，无关人员冒险或无意闯入施工区域的现象较为普遍，他们很大可能忽视施工现场各种临边洞口、安全标志等安全防护措施，从而增加危险性。

1.2 物的不安全状态

问卷调查显示，物的不安全状态包含防护缺陷、高空抛物坠落物、危险性气体泄漏、潜在的火灾、爆炸危险。其中，高空抛物、坠落物是指超高层建筑中的塔吊倾覆或建筑施工所用安全网质量差，不能有效拦截坠落物，从而造成地面人员伤亡。

1.3 施工环境因素

1)三废排放。指在工地施工过程中产生的废气、废水和废弃物。废气是指在施工过程中排放出的各种不能再度使用的气体；废水是指在施工过程中排放出的无法再次进入循环使用系统的并且含有有害物质或者具有毒性的污水；废弃物是指在施工过程中排出的固体废弃物，一般由许多工地多余材料垃圾或者一次性使用设备等组成[4]。

2)噪声污染。建筑施工工地中，噪声污染主要是施工过程撞击响声、材料搬运响声、运输设备响声、施工机械工作响声等。

3)粉尘污染因素。对于建筑施工现场，粉尘来源主要分为以下3类：废弃建筑物的拆除以及拆除以后建筑废弃物的运输；建筑施工过程中混凝土放料、搅拌，建筑材料堆放、装卸与运输，地基夯实、砂石运输、场地平整时的挖掘作业等；大风环境下施工作业，大型工程车行驶途中导致的道路扬尘[5]。当学生群体频繁活跃在施工强度大、粉尘种类复杂的高浓度粉尘空气中，长此以往，会对学生的呼吸系统、身体组织和重要器官造成危害，更有甚者将会增加学生化学中毒、细菌感染以及患癌的风险。

4)光污染。施工现场的光污染主要是夜间工地施工时使用的室外照明灯以及夜间用车的较强灯光[4]。

1.4 安全教育与管理因素

问卷调查显示，安全教育与管理方面的影响因素具体包括学校与工地的安全管理组织机构不健全、学校与工地的安全管理规章制度不完善、学校不积极的安全预防。

2 层次分析法确定指标权重

2.1 构建判断矩阵

判断矩阵是用来表示两两指标相对重要性的比较。联合相关专家，根据层次结构指标模型，使用Saaty 1～9标度法构造出判断矩阵[6]。一共得到了5个判断矩阵，分别为A、B1、B2、B3、B4，见表1～表5。

表1 目标层判断矩阵A

表2 判断矩阵B1

表3 判断矩阵B2

表4 判断矩阵B3

表5 判断矩阵B4

2.2 计算组合权重与一致性检验

由于在构建判断矩阵的过程中融入了较多的主观因素，为了使结果更加科学合理，在计算得出各判断矩阵的最大特征值和对应的特征向量后，还要进行一致性检验[7]。在计算权重时，使用和积法，将得出评价指标的权重，记为w。和积法的一般步骤如下。

1)将判断矩阵的每一列元素都经过归一化处理，即

(1)

2)将归一化后的矩阵按行相加，即

(2)

(3)

最终得到的w=(w1，w2，…，wn)T即为所求的特征向量。

4)再根据式(4)，进行一致性检验，即

(4)

式中，n为判断矩阵的阶数。为确定不同阶数判断矩阵的一致性，引入一致性指标RI见表6。

表6 判断矩阵RI

只有当CR<0.1时，才可以得出总结果具有满意的一致性。根据上述公式，判断矩阵的一致性检验结果与权重见表7，可见CR<0.1，结果具有满意的一致性。指标权重见表8。

表7 一致性检验结果

表8 指标权重

3 建立模糊综合评价模型

3.1 确定评语集

在使用模糊综合评价法对学生的安全状况评价之前，需要划分得分区间和完成指标评价情况的赋值。采用以下5级李克特量表进行评价[8]。

E=(e1,e2,e3,e4,e5)=(极好，较好，一般，差，较差)

(5)

将对应的得分区间划分给这5种情况，分别是“极好”为“80～100”，“较好”为“60～79”，“一般”为“40～59”，“差”为“20～39”，“较差”为“0～19”。相应的评价根据实际情况分别赋予新值，构成评价分值集P={90，70，50,30,10}。最终评价赋值见表9。

表9 评价赋值

3.2 构建模糊评价矩阵

将收集到的问卷数据进行处理和分析，最后得到模糊评价矩阵，记为R,见表10。

表10 模糊评价矩阵R

3.3 模糊综合评价

根据上文研究，已经计算得出了评价指标的组合权向量w和模糊评价矩阵R。现进行综合评价计算，得到综合评价向量，记为B，即

B=wR=

(a1,a2,a3,…,am)

(b1,b2,b3,…,bn)

(6)

以目标层为例，B=wR=(0.291, 0.253, 0.199, 0.169, 0.088)。同理可得，一级指标的隶属度向量，即有：人的不安全行为的隶属度向量为(0.383，0.292，0.136，0.130，0.055)；物的不安全状态的隶属度向量为(0.446，0.219，0.158，0.123，0.054)；施工环境因素的隶属度向量为(0.204，0.257，0.227，0.202，0.109)；安全教育与管理的隶属度向量为(0.261, 0.327，0.219，0.102，0.090)。

此外，将模糊评价矩阵的相对应部分作为二级指标的隶属度向量。

基于已经确立的评价分值集P={90，70，50,30,10}，将隶属度向量转化为百分制，结果为S，则S的计算方式为

S=BP

(7)

即S=0.291×90+0.253×70+0.199×50+0.169×30+0.088×10=60。

此外，一级指标和二级指标的百分制结果计算与整体评分S的计算方式相同。评价结果见表11。

表11 评价结果

4 评价结果分析

由计算得出，学生的安全状况评价的分数为60，基于表9，60处于60～79区间之内，即对学生的安全状况的评价为“较好”。但是，60这个分数已经非常贴近下一个评价为“一般”的得分区间，因而综合来看该学生的安全状况还是不容乐观，存在一定的不足之处，还留有较大的改进完善空间。

观察表11的结果，在人的不安全行为指标所占权重仅为0.094 401 3的情况下评价出了69.96的分数，物的不安全状态与之也相差不大。不难看出学生群体的不安全行为和心理以及物的不安全状态还是比较好的。

4个维度的评分只有一个评价分数小于60，而其所占权重竟是最大的，可见施工环境因素对学生的安全状况影响是非常大的。评价分数由低到高依次为噪声污染、粉尘污染、光污染、三废排放。其中，噪声污染的评价分数只有52.8。众所周知，声音容易感知，长期处于噪声较大的环境中，必定会给人们带来生理与心理上的影响，从而必须严格控制施工过程中的噪声。例如可以在校园与施工区之间设置消音器或者屏障来阻断噪声的传播，也可以跟施工方商量，将噪声强度大的工程尽量在白天施工，与学生的休息时间错开[9]。

在安全教育与管理因素中，学校不积极的安全预防的分数相对较低。表明学校应该将学生的安全放在首位，要树立“以人为本，安全第一”的思想。并且努力建立好校园的安全防控系统，同时加强安全预防教育的宣传，强化师生的安全防范意识，维护好校园秩序，打造出更加和谐的校园环境[1]。

5 结语

围绕“校园周边施工工地对学生安全的影响”，以学生的安全状况为目标，通过实地走访、问卷调查等方法来探究其危险源，并与模糊层次分析法相结合，建立综合评价模型，将无法量化的主观判断进行量化处理，在一定程度上可以使结果更加直观，从而对学生的安全状况进行更加准确地评估。根据研究结果，学校应该密切监管周边施工环境中噪声污染和粉尘污染的相关问题，必要时采取相应的安全措施以应对复杂的施工环境。与此同时，也应积极预防，切实做好各项安全工作，为学生创造出更加优良的学习环境。