建筑企业安全投入的加权相关度及优化研究

陆 宁 刘 静

（长安大学建筑工程学院，陕西 西安710061）

安全是建筑企业的生命线．近年来，某些建筑企业片面追求短工期、低成本和利润最大化，安全防范意识薄弱，安全投入力度不足且权重配比不合理，导致安全事故频发，造成了大量的人员伤亡和巨额的经济损失，安全形势日益严峻．因此，进行建筑企业安全投入的相关度排序及安全投入力度优化研究，对于增加安全投入规模，调整安全投入结构，降低安全事故伤亡率，具有积极的现实意义．

国内外学者针对安全投入问题相继展开了研究．Jimmie Hinze等[1]指出安全投入由安全人员配置、企业安全培训、员工保护装备、安全管理组织及安全事故调查等构成．Marianne[2]通过研究建筑企业安全效益，给出关于安全效益特征和标准的准确描述．Chan K. H.[3]提出应增加安全投入中维护更新的费用，以提高建筑物的安全可靠性．张仕廉[4]通过研究建筑企业隐形安全成本及管理效率，认为提高管理水平和优化安全投入结构是减少隐形安全成本的有效途径．任海芝[5]借助层次分析法和灰色关联分析法，对煤炭企业安全投入规模与投入结构进行优化研究．杨高升[6]指出充足的安全投入和有效的政府监管力度是减少事故损失的有效手段．由此可见，国内外有关安全投入的研究多集中于安全投入构成、安全效益、安全评价等方面，鲜见在安全投入指标加权相关度排序的基础上，提出建筑企业未来安全投入力度优化的方法．因此，笔者基于建筑企业安全投入预防性、针对性和风险性等特征，建立科学全面的安全投入评价指标体系；构建安全投入相关度优化模型，创新性引入关联矩阵和权重矩阵，综合确定各项安全投入指标的加权相关度排序；动态优化建筑企业未来安全投入力度，并给出算例分析．本文研究旨在提高安全投入相关度排序结果的准确性，优化调整安全投入力度配比，降低事故伤亡率，确保建筑企业成本、进度、质量、安全目标的协同控制．

1 建筑企业安全投入评价指标体系

1.1 建筑企业安全投入特征

建筑企业安全投入[7-8]是指建筑企业在施工生产活动中，为降低安全事故伤亡损失，针对企业管理、企业员工、生产技术和机械设备等要素，所进行的一系列资源投入的总和．建筑企业安全投入具有以下特点：

（1）预防性和延滞性．作为建筑企业事前控制手段之一，安全投入对人员伤亡和经济损失的预防和抑制作用具有滞后性，其效果难以及时显现和准确评价．

（2）针对性和全面性．安全投入是针对施工生产过程中特定安全隐患与问题，所进行的有关人力、物力、财力等全方位的投入，旨在顺利实现建设企业的安全控制目标．

（3）风险性和收益性．作为一项投资活动，安全投入具有风险性．在科技水平发展的推动下，建筑企业应不断提高安全投入水平，优化安全投入结构，增加安全投入效益，降低安全投入风险．

因此，建筑企业在施工生产活动中，应尽可能将安全投入的延滞性转化为预防性，全面深入探究建筑企业安全投入的构成，增加效益，规避风险，确保建设项目安全控制目标的顺利实现．

1.2 建筑企业安全投入评价指标体系

基于建筑企业安全投入预防性、针对性和风险性等特征，依据陈万金、强茂山[9-11]等相关学者对安全投入指标的分类，在综合满足建设工程自然环境、施工周期、工艺技术等客观因素和企业员工安全意识、教育素质、技术经验等主观因素的前提下，从管理、人员、技术、设备等视角，将企业管理、健康教育、生产技术、机械设备作为安全投入一级评价指标，进而细分为日常管理、安全文明、教育培训、劳动防护、应急技术、施工技术、机械设施、设备更新等二级评价指标，构建科学的建筑企业安全投入评价指标体系，如表1所示．

表1 建筑企业安全投入评价指标体系Tab. 1 Evaluation index system of safety investment for construction enterprises

2 建筑企业安全投入相关度优化模型

2.1 事故损失矩阵

建筑企业事故损失由直接事故损失和间接事故损失构成．直接事故损失是指可依据建筑企业财务账目汇总核算得出的损失，主要包括人身伤亡救治损失、死亡员工赔偿损失、现场停工整改损失、事故善后处理损失、环境污染整顿损失等；间接事故损失难以准确运用货币直接或间接度量，可依据Heinrich关于间接事故损失约为直接事故损失4倍的结论[12]得出，主要包括停产减产价值损失、工效影响损失价值、生产资源价值损失、企业品牌价值损失、停工工期滞后损失及员工入职培训损失等．因此，事故损失约为5倍的直接事故损失．建立建筑企业事故损失矩阵P，如式（1）所示．

式中：n为时间跨度中各年所对应的次序号，选取时间跨度为8年，8,,2,1…=n；np为第n年建筑企业事故损失额，万元．

2.2 安全投入矩阵

通过建筑企业财务账目明细，分别核算得出表1中各项安全投入指标的安全投入额，进而建立建筑企业安全投入矩阵Q，如式（2）所示．

式中：m为安全投入指标项数，8,,2,1…=m；mnq为第m项安全投入指标在第n年中的投入额，万元．

2.3 事故损失和安全投入的标准矩阵

为了消除量纲和数量级上的差异，增强指标数据的可比性，对事故损失数据和安全投入数据进行0-1标准化处理[13]，得到事故损失标准矩阵*P和安全投入标准矩阵*Q ，如式（3）和式（4）所示．

2.4 安全投入与事故损失的关联矩阵

依据式（3）和式（4），分别得出第m项安全投入指标的最小极差 Δ qmin和最大极差 Δ qmax，如式m m（5）和式（6）所示．

由式（3）～式（6），得到安全投入与事故损失的关联矩阵L，表示各项安全投入指标同事故损失的关联程度，如式（7）所示．

式中： lmn为第n年中第m项安全投入指标与事故损失的关联系数； δ ∈（0,1），一般取δ=0.5．

2.5 安全投入指标的权重矩阵

为了准确得到各项安全投入指标的权重，对式（4）中安全投入标准矩阵 Q*进行归一化处理，得到安全投入归一化矩阵 Q**，如式（8）所示．

式中： qm为第m项安全投入指标在第n年中归一化投入额．

依据式（8），得出第n年各项安全投入指标的熵 en，如式（9）所示．

依据式（9），得出第n 年各项安全投入指标的权重矩阵W，如式（10）所示．

式中：nw为第n年各项安全投入指标的权重．

2.6 安全投入指标加权相关度矩阵

依据式（7）和式（10），得出安全投入指标的加权相关度矩阵R，如式（11）所示．

式中：mr为第m项安全投入指标的加权相关度，表示各项安全投入指标同事故损失的加权关联程度．

依据加权相关度 rm，可得出各项安全投入指标的相关度排序规律．rm值越大，表明该项安全投入指标与事故损失的相关程度越大；反之则越小．

2.7 安全投入力度优化

建筑企业在未来的生产经营活动中，在对各项安全投入指标加权相关度排序的基础上，尚应进一步对各项安全投入指标的力度进行优化调整，以提高研究成果的动态性和前瞻性．具体应减少 rm值较高的安全投入指标 qmax的过剩投入，同时增加 rm值m较低的安全投入指标 qmmin的投入力度．调整时，首先将0.67[14]的 rm值作为区分 qmmax和 qmmin的界限；进而在事故损失标准矩阵 P*和安全投入标准矩阵 Q*中，选取最末年度即第8年与最小损失年度n’中标准数列；最后计算 qmmax或qmmin的安全投入在第8年和第 n’年中占事故损失与各项安全投入之和的比值，其差值即为未来建筑企业安全投入应减少或增加的力度φ，从而实现安全投入力度优化和安全投入结构的合理量化分配．安全投入力度优化计算方法如式（12）所示．

3 算例分析

某建筑企业自成立至今，一直秉承“安全第一、预防为主；以人为本，综合治理”的生产原则，重视各项安全投入指标的投入，不断进行施工技术革新，加强管理体制建设，从未出现重大安全伤亡事故．通过建筑企业财务账目明细，汇总核算得出该企业 2007～2014年间事故损失额和各项安全投入额，依据式（1）和式（2），得到事故损失矩阵P和安全投入矩阵Q．

依据式（3）和式（4），得到事故损失标准矩阵*Q和安全投入标准矩阵*P．

依据式（5）～ 式（7）得到安全投入与事故损失的关联矩阵L．

依据式 (8) ～ 式( 10)，基于安全投入归一化矩阵**Q ，得到各项安全投入指标的权重矩阵W．

依据式（11），可得各项该企业安全投入与事故损失的加权关联度矩阵R．

由此可知，该建筑企业在2007～2014年期间各项安全投入的加权相关度由大到小排序为：机械设施投入、劳动防护投入、设备更新投入、日常管理投入、教育培训投入、施工技术投入、应急技术投入、安全文明投入．

为实现对建筑企业未来安全投入的合理优化，建筑企业在未来的生产活动中，应注重各项动安全投入力度配比的动态调整．具体来讲，依据式（12），建筑企业应在2014年各项安全投入的基础上，动态减少机械设施投入、劳动防护投入等高加权相关度指标的投入力度，减少力度分别为11.770%、5.590%；同时应当动态增加施工技术投入、应急技术投入、安全文明投入等低加权相关度指标的投入力度，增加力度分别为6.080%、9.920%、10.240%，从而优化建筑企业安全投入力度，实现安全投入结构的合理量化调整．

4 结 论

（1）鉴于建筑企业日益严峻的安全形势，结合建筑企业安全投入的特征，分别对管理、健康教育、生产技术、机械设备等各引入2项投入指标，建立全面而科学的建筑企业安全投入评价指标体系，据此评价建筑企业的安全投入．

（2）构建建筑企业安全投入相关度优化模型，通过关联矩阵和权重矩阵测算关联系数和指标权重，综合确定各项安全投入的加权相关度，在对各项安全投入排序的基础上，对建筑企业未来安全投入力度的量化分配做出优化．

（3）算例分析结果表明，该研究成果能够提高安全投入加权相关度排序结果的准确性，为建筑企业进行安全投入力度优化提供科学的理论依据，调整安全投入结构，提高建筑企业安全监督管理水平．

建筑企业应当重视各项安全投入和事故损失数据的搜集、分类、统计和更新工作，保证数据的准确性、可靠性和可比性，确保建筑企业的成本、质量、进度和安全控制目标的顺利实现．

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