基于灰色欧几里德理论的脚手架工程安全性评价_魏欢.pdf

第 37 卷 第 1 期 工 程 管 理 学 报 Vol.37 No.1 2023 年 02 月 Journal of Engineering Management Feb.2023 基于灰色欧几里德理论的脚手架工程安全性评价 魏 欢1，张 辉2（1.兰州信息科技学院，甘肃 兰州 730300，E-mail：；2.陕西建工集团股份有限公司，陕西 西安 710003）摘 要：为提高脚手架工程的安全性，结合影响脚手架工程安全性因素的灰色系特点，依据脚手架管理过程的四阶段构建基于灰色欧几里德理论的脚手架工程安全性评价模型。结合工程案例，采用区间层次分析法确定脚手架工程安全评价指标的权重，通过灰色欧几里德理论计算指标的关联度，并结合指标权重和关联度对各影响因素进行排序。实证分析表明：该方法能较为客观的对脚手架工程进行安全评价，可为脚手架工程的安全管理提供依据。关键词：脚手架工程；区间层次分析法；灰色关联理论；安全性评价；指标权重 中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1674-8859（2023）01-114-05 DOI：10.13991/ki.jem.2023.01.020 Safety Performance Evaluation of Scaffolding Engineering Work Based on Grey Euclidean Theory WEI Huan1，ZHANG Hui2（1.Lanzhou College of Information Science and Technology，Lanzhou 730300，China，E-mail：；2.Shaanxi Construction Engineering Group Co.Ltd.，Xian 710003，China）Abstract：To improve the safety of scaffold engineering work，combined with the gray system characteristics of the factors affecting the safety performance of scaffold engineering work，the safety performance evaluation model of scaffold engineering work based on the gray Euclidean theory is constructed according to the four stages of the scaffold management process.Combined with case studies，the weight of each safety performance evaluation index of the scaffold project is determined by the interval analytic hierarchy process，and the correlation degree of the index is calculated by the grey Euclidean theory.Finally，the influencing factors are sorted by combining the index weight and correlation degree.The empirical results show that this method can objectively evaluate the safety performance of scaffold engineering work，and can provide a basis for the safety management of scaffold engineering work.Keywords：scaffolding engineering work；interval analytic hierarchy process；grey relevance theory；safety performance evaluation；index weight 随着我国社会经济的快速发展，建筑业生产力实现巨大飞跃，但目前建筑施工安全生产形势依旧严峻。脚手架工程作为危险性较大的分部分项工程，在建筑业各类型事故中其事故发生率位列前三1，此类事故的发生极易面临巨大的财产损失及惨重的人员伤亡，社会影响极大。因此，对脚手架工程安全管理进行详细分析并完成安全性评价，对降低此类事故的发生率，保护人民生命财产安全具有重大意义。常文广2从脚手架工程事故角度出发，通过灰色关联事故树确定薄弱环节。魏欢3基于贝叶斯网络法构建高支模安全风险评估体系，判断坍塌事故的发生概率。黄莺等4基于组合权重可拓物元，构建脚手架施工安全风险评价体系。黄宏伟等5运用风险评价指数矩阵法（MMRAC），综合判断脚手架搭拆过程中出现的坍塌、物体打击、高处坠落等事故的严重程度进行风险概率分析。郑霞忠等6研究了基于 ISM 和 D-S 证据理论的脚手架坍塌致因诊断。但因脚手架事故的发生为多因素综合作用的结果，上述评价方法较少考虑到安全影响因素间的灰色关联性，且缺乏从脚手架管理过程的各阶段进 收稿日期：2022-10-21 第 1 期 魏 欢，等：基于灰色欧几里德理论的脚手架工程安全性评价 115 行探究，系统地进行脚手架安全风险的管理与评价。鉴于此，本文为提高脚手架工程安全管理水平，针对脚手架工程可获安全因素的模糊与不确定等灰色系统特点，采用灰色欧几里德理论对脚手架工程进行安全性评价，依据脚手架管理过程的特点，分析影响脚手架工程的安全因素7。并根据文献资料、实测案例数据构建基于灰色欧几里德理论的脚手架工程安全性评价模型，从而为脚手架工程的施工安全提供有效的依据。1 评价指标体系的建立 参考建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011），结合专家问询及实地调研，依据脚手架工程管理过程的特点，从“专项方案编制、搭设安装、使用及现场管理、拆除及维护”4 个阶段进行指标划分，依据脚手架工程现场实际情况，建立如图 1 所示脚手架工程安全指标评价体系。脚手架工程安全评价指标A搭设安装B2专项施工方案的编制B1使用及现场管理B3拆除及维护B4立杆间距和步距C1剪刀撑的布置C2连墙件的设置C3扫地杆的设置C4材料的选型C5搭设高度C6设计计算C7安全技术交底C9材料质量把控C8检查验收C10使用过程监督、检查C11作业人员素质C13安全费用的投入C14安全防护C15及时维护破损C18严禁违规、违章作业C12严格按程序拆除C17拆除前设置隔离区域C16 图 1 脚手架工程安全评价指标体系 鉴于层次分析法（AHP）具有一定的主观性，易丢失大量决策信息8，并考虑到脚手架工程的复杂性及安全因素的不确定性，本文采用区间层次分析法（IAHP）9，即在 AHP 基础之上，采用区间数替代确定数值，以此增强结果分析的准确性。1.1 建立区间层次分析法判断矩阵 与层次分析法不同，区间层次分析法矩阵中的每一个元素都用区间数表示，区间数中点的确定采用的是 19 标度法10。因为矩阵 A=(aij)nn是一个互反型判断矩阵，则有,ijijijaa a=，且1jiijaa=11,ijijaa|，记,AA A-+=，()n nijAa-=，()ijn nAa+=。按照图 1 中层次分析结构采用标度法建立判断矩阵如表 1表 5 所示。1.2 计算区间矩阵的权重（1）求解区间层次分析法矩阵的权重向量 W=表 1 AB 区间层次分析法判断矩阵 A B1 B2 B3 B4 B1 1，1 3，4 2，3 2，3 B2 1/4，1/3 1，1 1/3，1 2，3 B3 1/3，1/2 1，3 1，1 3，4 B4 1/3，1/2 1/3，1/2 1/4，1/3 1，1 表 2 B1C 区间层次分析法判断矩阵 B1C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C11，1 1/2，1 1/3，1/2 1/4，1/3 1/5，1/4 1/7，1/6 1/9，1/8C21，2 1，1 1/2，1 1/2，1 1/3，1/2 1/4，1/3 1/8，1/7C32，3 1，2 1，1 1，1 1/2，1 1/3，1/2 1/6，1/5C43，4 1，2 1，1 1，1 1/2，1 1/3，1 1/5，1/4C54，5 2，3 1，2 1，2 1，1 1/2，1 1/4，1/3C66，7 3，4 2，3 1，2 1，2 1，1 1/3，1/2C78，9 7，8 5，6 4，5 3，4 2，3 1，1 表 3 B2C 区间层次分析法判断矩阵 B2 C8 C9 C10 C8 1，1 2，3 3，4 C9 1/3，1/2 1，1 1，2 C10 1/4，1/3 1/2，1 1，1 表 4 B3C 区间层次分析法判断矩阵 B3 C11 C12 C13 C14 C15 C11 1，1 1，2 3，4 4，5 1，2 C12 1/2，1 1，1 3，4 1，2 2，3 C13 1/4，1/31/4，1/31，1 2，3 1/2，1 C14 1/5，1/41/2，1 1/3，1/2 1，1 1/4，1/3C15 1/2，1 1/3，1/21，2 3，4 1，1 表 5 B4C 区间层次分析法判断矩阵 B4 C16 C17 C18 C16 1，1 1/3，1/2 1/2，1 C17 2，3 1，1 1，2 C18 1，2 1/2，1 1，1,Wkk-+=，将判断矩阵分解成两个矩阵 A-=,ijijaAa+=，分别求出最大特征根对应的正分量-、+。本文用的是方根法求解区间矩阵最大特征根及对应特征向量的计算步骤。求解区间判断矩阵各行元素乘积 Mi：1,(1,2,)niijjinaM=（1）求解 Mi的 n 次方根iW：niiMW=（2）向量123,TnWW WWW=正规化（归一化处理）：1iinijWWW=（3）则123,TnWW W WW=为要求解的特征向量。求解区间判断矩阵最大特征根max：max1()niiiAWnW=（4）式中，(AW)i表示向量AW的第i个元素。（2）由ijijaaAA-+=、计算k和m的值。116 工 程 管 理 学 报 第 37 卷 111111,nnnnjjijijiikmaa=（5）式中，k、m为满足0k-m+的全体正实数。（3）求解区间判断矩阵权重向量W。要选择最大的指标因素，所以本文用中心区间来表示权重向量的矢量，即：1()()2W Aikm-+=+（6）经计算得到的权重信息如表6所示。表 6 权重信息 准则层 准则层 权重 指标层 指标层权重综合权重专项施工方案 的编制 B1 0.350 立杆间距和步距 C10.0340.012剪刀撑的布置 C2 0.0600.021连墙件的设置 C3 0.0830.029扫地杆的设置 C4 0.0970.034搭设安装 B2 0.139 材料的选型 C5 0.1310.046搭设的高度 C6 0.1830.064设计计算 C7 0.4120.144材料质量把控 C8 0.5900.082安全技术交底 C9 0.2400.033使用及现场管理 B3 0.295 检查验收 C10 0.1700.024使用过程监督、检查 C11 0.3470.102严禁违规、违章作业 C12 0.2680.079作业人员素质 C13 0.1200.035拆除及维护 B4 0.216 安全费用的投入 C14 0.0780.023安全防护 C15 0.1870.055拆除前设置隔离区域 C16 0.2080.045严格按程序拆除 C17 0.4760.103 及时维护破损 C18 0.3200.0691.3 判断矩阵的一致性检验（1）计算CI。max1nCIn-=-（7）（2）查找RI，如表7所示，计算CR，即C