基于EW-SPA法的建筑施工高处事故安全评价

代婷伟DAI Ting-wei

（武汉工程大学，武汉 430073）

0 引言

随着我国城镇化的不断推进，建筑行业为推动现代化建设进程做出了突出的贡献。但由于从事建筑行业具有工作强度大，作业环境复杂以及危险性大等特点，在各类安全事故中占比最高。从住房和城乡建设部公布的数据显示[1]，目前由高处作业过程中出现的风险导致的伤害仍然不容忽视。因此找出引起事故的重要因素，从而针对这些因素制定有效的预防方案，对保障人民的身体健康和财产安全具有重大意义。

目前，国内外学者对于建筑施工高处事故发生的影响因素分析方面的研究大多集中在定性方法上，而在研究建筑施工高处事故安全评价方面使用较多的定量方法，有模糊综合评价法、层次分析法、故障树分析法等[2-5]。这些方法运用在建筑施工高处事故中不能较好地克服系统的模糊性和不确定性，本文利用熵权（EW）法可以克服确定指标权重过程中由专家打分带来的主观因素误差，具有较高的精确性和适应性。集对分析（SPA）法可以用来研究两个及以上集合的确定性及不确定性，在研究高处作业整个系统内确定性与不确定性问题上具有明显的优势。因此本文在确定指标体系之后，构建基于EW-SPA法的建筑施工高处事故安全评价模型，旨在弥补由主观性带来的误差，给各级建筑施工相关人员一个可靠的依据和指向。

1 评价指标体系与评价标准的构建

1.1 评价指标体系构建

通过查阅建筑行业相关技术标准，结合建筑施工高处作业的特点，并且综合分析大量高处事故调查报告和相关文献[6-9]，从而识别出在高处作业时潜在的风险因素。然后采用“4M1E”事故致因理论，依据相应的指标建立原则对潜在的风险因素进行筛选，最终筛选出来的因素与施工人员相关的指标6个、与施工现场物品相关的指标3个、与施工环境相关的指标2个、与施工现场管理相关的指标7个以及其他相关的指标3个，按照如图1所示的排列方式将各级指标构建成建筑施工高处事故安全评价指标体系。

图1 建筑施工高处事故安全评价指标体系

为验证所选指标的准确性，通过发放110份研究指标重要程度的调查问卷，来分析体系中各个指标的重要程度，将获得的专家评价等级取分值区间中位数整理为EXCEL表格。再运用SPSS软件对评分结果进行信度分析和效度分析，得到Cronbach’s α系数、KMO值。经检验Cronbach’s α系数为0.86表示信度不错，KMO检验值为0.83表示比较合适做因子分析。由此说明对于建筑施工高处事故安全评价领域来说上述所选的指标较为贴切，同时可以说明本次调查问卷数据的信度比较高，各调查对象对所选指标的赋值差值较小，综上可知所建的安全评价指标体系比较合理。

1.2 划分评价标准

通过收集多位建筑行业的专家意见，将评价建筑施工高处事故安全等级的标准及与取值范围划分为非常安全、安全、较安全、危险、非常危险等五个等级，为便于进一步定量决策分析，将五个等级进行分值划分如表1所示。

表1 专家评价分级

2 熵权-集对分析模型

2.1 熵权法原理

熵权法是客观赋值法中较为简单的一种赋值方法[10]。在信息论中，熵反映的是系统的无序化程度，熵越大代表数据包含的信息不确定性越大，可以根据评价数据之间的差异计算出各指标权。熵权法的计算步骤如下：

①确定初始数据形成的判断矩阵R：

m为评价对象，n为评价指标；rij为第i个评价对象对第j个评价指标的评分值。

②对矩阵R进行归一化，可得归一化矩阵B：

rmax、rmin为评价指标评分值中的最大值和最小值。

④计算第j个评价指标的权重：

2.2 集对分析评价理论

集对分析理论的核心思想就是将评价对象和评价标准看作一个集对，然后引入联系度从同、异、反三方面分析集对特性。将集合X与集合Y构建一个集对H（X，Y），假设集对共有N个元素，其中有S个元素的特性相同一，P个元素的特性相对立，余下的F个元素的特性不确定，则联系度μ为：

a为集对的同一度，a、b、c三者之和为1。i取值范围为[-1，1]为差异度系数；j=-1为对立度系数。

2.3 基于熵权的集对法分析模型

2.3.1 单个指标联系度的确定

在对建筑施工高处事故进行安全评价的过程中，将上述划分的五个等级的五个界限值作为同一度、差异度以及对立度的划分依据，则式（5）中的三元联系度表达式将转换为五元联系度表达式[11]：

联系度μds为：

对于越大越优型指标：

对于越小越优型指标：

式中：xd为评价指标d的实际得分值；s1～s5为评价指标d的划分界限值。

2.3.2 集对H（X，Y）综合联系度μxy的计算

其中W为评价指标的权重向量可从2.1节公式（4）得出；R为各指标的联系度分量矩阵，E=（1，i1，i2，i3，j）。通过确定表达式中i的取值，并且j的取值为-1，代入公式中。计算得出μxy（本文采取均分原则对i取值，i1取为0.5，i2取为0.01，i3取为-0.5），确定安全等级。

3 应用实例

以武汉市某建筑工程项目为例，利用本文构建的安全评价模型综合评价其高处作业安全状况。

3.1 指标权重计算

请5位相关专家根据已建立的评价指标体系，评判21项二级指标，评分区间为[0，100]（其中分数值越高代表安全性越好）。根据上述公式（1）-式（4），计算得出各指标权重，结果见表2。

表2 评价指标的熵值和权重

3.2 联系度计算

①单指标联系度确定。将专家打分值的平均值作为指标的评判值，以A1为例，见表3。

表3 评价指标的单指标联系度

②综合联系度计算。

经计算综合联系度μ=0.594。根据等比例取值的原则，将[－1，1]区间分成5等份，见表4。目标层μ=0.594，建筑施工高处作业的安全等级为安全。

表4 安全等级判断区间

3.3 结果分析

根据指标层的权重排名可知排列前三名的因素，已知安全投入不足的权重最大，建议施工企业应及时加大安全投入以控制其带来的安全隐患；根据已知隐患排查治理不到位所占权重第二，可以通过安排合理的隐患排查次数来减少施工过程中由于某些隐患导致的事故；根据已知安全生产责任制的权重排名第三，可以通过加强安全生产责任制度落实来明确各个层级管理者的职责。旨在降低建筑施工高处作业的风险。

4 结论

①经过多次分析造成高处事故的原因后，最终构建了建筑施工高处事故安全风险评价指标体系。本文利用熵权法确定各个指标的权重，以期使管理者和施工作业人员有依可循，可以通过权重数值大小来指导的工作实施；利用集对分析法评判建筑施工高处作业的安全等级。②经过实例验证，本文基于EW-SPA法的建筑施工高处坠落安全评价模型能够较好地避免人为因素造成的误差，更加客观地全面地把握建筑施工高处事故安全风险的具体情况，可为建筑施工企业的风险降低提供一定的方向和重点。