基于SNA-结构熵权法的建筑施工安全评价

雷 跃，曹祥坤，杨秀龙，王 成

(1.咸宁市应急管理局，湖北 咸宁 437000；2.大冶市应急管理局，湖北 黄石 435100；3.定颖电子(黄石)有限公司，湖北 黄石 435000；4.湖北理工学院 环境科学与工程学院，湖北 黄石 435003)

0 引言

建筑业是我国的支柱产业之一，具有易发多发施工安全事故的特征。这不仅威胁了人们的生命健康和财产安全，也在一定程度上对社会和谐稳定造成了负面影响。因此，预防建筑施工安全事故发生，有效提高施工安全性，是建筑行业普遍关注的重点。建筑施工作为一项涉及多工种、多专业的复杂系统工程，具有生产要素密集、作业场所受限、交叉作业多、人员流动性大、受环境影响较大等特点[1]。通过对建筑施工进行安全评价，识别造成安全事故发生的关键指标，对提高建筑施工安全具有重要意义。

目前主要采用层次分析法、灰色理论和模糊数学等方法对建筑施工安全进行评价。翟瑞等[2]构建了基于层次分析法和变精度粗糙集的评价模型，确定了风险因素的权重，发现技术水平及施工组织设计等指标对提高施工安全至关重要。陈茸等[3]通过改进的CUOWGA算子对指标进行赋权，有效降低了主观性的影响，并结合灰色聚类对建筑施工进行分析，发现施工照明、安全检查和危险源控制等指标权重较大，应进行重点管控。李万庆等[4]结合灰色聚类理论和集对分析方法对建筑施工项目进行了分析，确定的风险指标权重排序为：人员>管理>技术>环境>材料。何立华等[5]利用层次分析法和灰色模糊综合评价法对施工阶段的安全性进行了分析，发现人员的技术水平、工程技术环境和施工技术复杂性是影响施工安全的主要因素。杜婷等[6]利用层次分析法和模糊数学法对建筑施工安全进行分析，并结合作业现场实际工作，依据最大隶属度原则确定了建筑施工作业的安全状况等级。张文博等[7]全面考虑了影响建筑施工安全的各种因素，利用AHP-Fuzzy综合评价法分析建筑施工现场，有效弱化了评价指标和评价过程的模糊性。

现有的建筑施工安全研究侧重于确定建筑施工的整体等级，或者提出相应的控制措施，以提高安全管理水平。但是，由于施工环境复杂，且忽视了不同指标间的相互关系对建筑施工安全性的影响，导致安全管理缺乏针对性，使得建筑施工安全事故的预防效果不显著。因此，本文结合社会网络分析法(Social Network Analysis，SNA)和结构熵权法分析建筑施工安全评价指标，以识别影响建筑施工安全的主要风险指标，并提出针对性管控措施，旨在提高建筑施工的安全性。

1 建筑施工安全评价指标体系

建筑施工过程是一个复杂的系统工程。根据评价目标，将建筑施工系统分为人员、施工设备及建筑材料、环境、安全管理和技术等子系统。以《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59—2011)和《建设工程安全生产管理条例》为基础，并查阅相关文献资料[8-9]，构建的建筑施工安全评价指标体系见表1。

表1 建筑施工安全评价指标体系

2 基于SNA-结构熵权法的建筑施工评价模型

SNA主要是通过分析网络中指标之间的相互关系，判别指标在网络中的权力地位，以反映指标在网络整体中的重要性[10]。SNA-结构熵权法是在建筑施工安全评价指标体系的基础上，利用调查问卷的方式量化指标之间的相互关系，构建1-模网(指标之间的相互关系模网)，确定指标的中心度，并利用结构熵权法确定指标权重，对中心度进行加权，得到加权中心度，再根据加权中心度的大小进行排序，确定影响建筑施工安全的主要指标。

2.1 构建关系矩阵

邀请m名从事建筑施工安全的管理人员、技术人员和施工人员填写调查问卷。每份调查问卷可转化1个指标关系矩阵。

(1)

2.2 中心度分析

中心度是社会网络分析研究的重点，可以衡量个体在整个网络中的中心地位。通常以1-模网数据为基础，利用Ucinet 6.0软件来计算建筑施工安全指标的中心度。

中心度分为度数中心度和中间中心度。度数中心度是指标在局部网络中权利地位的体现，显示指标与其他指标连接的数量，反映指标在整个社会网络中的重要程度。度数中心度高的指标是安全管控的重点和难点。中间中心度表示与其他指标存在相互关系时，必须通过该指标的最短路径(最短路径是2个指标相互联系时最少连接线)数量，反映了该指标在网络中对其他指标传递的控制能力。通过控制中间中心度高的风险因素，可有效阻绝影响在网络中的传递。

2.3 权重的确定

利用结构熵权法计算指标的权重，由专家根据主观经验对指标的重要度排序，再从客观的角度对主观评估值的不确定性进行定量分析和处理，分别确定一级指标和二级指标的局部权重，进而确定整体权重。

通过收集m位专家对n个指标的重要性排序，形成典型序列矩阵Y=[ysi]m×n，ysi表示专家s对指标i的重要性排序数。按照公式(2)对矩阵Y进行隶属度处理，即计算各专家指标的隶属度，构建主观隶属矩阵D；再通过公式(3)～(5)对主观隶属矩阵D进行客观化处理，计算指标的平均认识度(di)、认识盲度(Qi)和总体认识度(μi)，反映专家组对指标重要性的判断，降低主观性对权重确定的影响。最后，利用式(6)对指标的总体认识度归一化处理，确定指标的权重wi。

(2)

di=(d1i+d2i+…+dmi)/m

(3)

Qi=|{[max(d1i,d2i,…,dmi)-di]+[min(d1i,d2i,…,dmi)-di]}/2|

(4)

μi=di(1-Qi)

(5)

(6)

2.4 确定加权中心度

利用指标权重wi对指标的中心度加权，得到指标的加权中心度，反映指标之间的相互关系及对建筑施工安全的影响程度。根据加权中心度大小排序，识别出影响建筑施工的主要指标，并提出相应的管控措施。

3 误差仿真

3.1 构建模网

以某建筑施工为例，利用基于SNA-结构熵权法的建筑施工评价模型对建筑施工进行安全评价。邀请建筑施工研究人员、技术人员和安全管理人员共10名，填写调查问卷，并对确定的建筑施工安全评价指标进行重要度排序，构建1-模网。建筑施工安全指标影响关系邻接矩阵见表2。

表2 建筑施工安全指标影响关系邻接矩阵

3.2 中心度计算

利用Ucinet 6.0软件计算建筑施工安全指标的中心度，并通过公式(2)～(6)计算建筑施工安全指标的权重，进而计算指标的加权度数中心度和加权中间中心度。建筑施工安全指标的加权中心度见表3。

表3 建筑施工安全指标的加权中心度

3.3 主要指标的识别

由表2可知，根据加权度数中心度的排序，识别出影响建筑施工安全的主要指标为A1，C1，C2，D3，E2和E3，通过控制该类指标，可以有效改善指标的安全状况。根据加权中间中心度排序，确定影响建筑施工安全的主要指标为B1，C1，D1，D2，D3和E2，通过管控该类指标，能够有效切断指标影响在网络中的传递，有效阻隔风险，进而提高建筑施工的安全性。

4 管控措施

1)建立健全建筑施工安全管理制度，明确技术人员职责，定期对技术人员进行培训，提高技术能力和安全意识，考核合格后方能上岗。

2)现场机械设备人员必须取得操作合格证，持证上岗，禁止操作与证不符的机械设备，并对操作人员进行定期培训。

3)加强对建筑施工现场环境的管理，合理规划施工场地，办公、生活区与作业区分开设置，并保持安全距离，临时搭建物应符合安全使用要求，设备机械等放在规定区域，并做好安全防护措施、施工照明等基础工作，应做好极端天气下的事故预防工作。

4)合理设置安全管理机构及岗位，做到管理有序，各司其职；建立健全安全生产教育制度，定期开展作业人员的安全教育，提高人员的避灾能力和安全意识；应确保建筑施工作业所需的安全资金投入，并合理使用。

5)根据相关法律法规和规章制度，制定专项安全技术方案；施工作业前，采用培训或开会的形式告知作业人员施工中存在的危险、相关的技术措施和预防措施等内容，并由双方签字，明确责任划分。

5 结束语

以建筑施工安全评价为研究背景，建立了建筑施工安全评价指标体系，并利用基于SNA-结构熵权法的建筑施工评价模型对建筑施工安全进行评价，考虑了指标之间的相互关系及自身的重要性对建筑施工安全的影响，确定影响建筑施工安全的主要指标，有效解决了现有建筑施工安全管理针对性不强和忽视了指标之间相互关系对建筑安全影响等问题。针对确定的主要指标，提出相应的对策措施，可以有效提高建筑施工安全水平。