施工作业行为的多属性投影安全评价研究

韩兰珍，黄日升

(1.三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；2.中国水利水电第十六工程局有限公司，福建 福州 350003)

施工作业行为的多属性投影安全评价研究

韩兰珍1，黄日升2

(1.三峡大学水利与环境学院，湖北 宜昌 443002；2.中国水利水电第十六工程局有限公司，福建 福州 350003)

施工作业安全是安全管理需要考虑的主要问题，针对施工作业行为变动较大、安全行为数据为区间型数据的情形，首先采用Delphi法确定施工作业安全行为的指标体系，然后构建施工作业行为的多属性投影模型，并给出了建模步骤，尝试利用多属性矢量投影方法对施工作业行为进行综合安全评价，以确定施工作业行为的安全程度，最后通过算例验证了结论的有效性。该方法能为施工作业的安全投入提供参考，并且有利于提高安全管理的质量和效率。

施工作业行为；安全评价；多属性投影；Delphi法

在安全事故发生过程中，不安全行为是直接原因，是最主要的初始触发危险源[1]。人的生理、心理状态往往不稳定，个性心理特征、非理智行为常会导致事先难以预料和防止的错误行为发生[2]。《企业安全生产费用提取和使用管理办法》规定：要建立企业安全生产投入长效机制，加强安全生产费用管理，保障企业安全生产资金投入，维护企业、职工以及社会公共利益。本文尝试利用多属性矢量投影方法对施工作业行为的安全程度进行综合评价研究[3-4]，从安全的角度对项目进行排序，得出不同项目作业行为的相对安全程度，从而为合理的安全投入提供依据。运用多属性投影安全评价方法对作业行为进行安全评价，具有清晰的数学含义，算法简便直观，且易于推广，具有很强的实用性。

1 施工作业安全行为的多属性指标体系

选择和构建合理的指标体系是进行安全行为评价的核心，决定着评价成果的信度和效度。为此，选择安全行为的评价指标时，应遵循科学性、结构性、系统性，以及可操作性等原则[5]。

由于施工项目安全行为的发生过程包含诸如随机性、模糊性、灰色性、中介性等不确定性要素，一般可采用专家规定程序调查法(Delphi法)、比较判定法和数据统计法来确定评价指标体系。专家主观法适用于数据不足的情况，依靠安全管理专家的经验知识来确定指标，虽然带有一定的主观性，但已经满足安全行为评价的分析要求。本文采用Delphi法，以调查征询的形式，向选定的施工安全管理专家提出关系到施工作业安全行为的主观和客观两类问题，汇总整理专家意见，完成提问和回答的过程4轮次，最终使意见趋于一致，由此提取的施工作业安全行为指标结构体系如图1所示。

图1 施工作业安全行为指标结构体系

每一项指标都会直接或间接地影响作业行为的安全程度，对安全行为的产生具有不可忽视的作用。针对以上12个指标的相对重要性，重复上述过程，经规范化处理得到各指标权重，其具体内容如表1所示。从表1分析可知，由于安全行为较复杂，且存在很大的不确定性，再加上人类思维常常具有模糊性，在安全行为评价中，行为信息往往以区间数形式来表达更为合适，且更具有可操作性。此外，表1中的指标按正向指标进行计算，即指标值越大，作业行为的安全程度越高。

表1 施工作业安全行为指标内容

2 多属性投影评价模型及其建模步骤

2.1 投影评价模型原理

(1)

为了构建投影评价模型，给出以下定义[3]。

(2)

其中，j∈m。

定义2：设α=(α1,α2,…,αm)和β=(β1,β2,…,βm)是两个向量，则向量之间的夹角余弦值表示如下:

(3)

定义3： 设α=(α1,α2,…,αm)，则

通常，一个向量由以下两部分组成即方向和模，而向量之间的夹角余弦值只能确定它们的方向有多么接近，但对模的大小没有影响，只有联合模的大小与夹角余弦的投影值才能真正说明向量之间的接近程度。

某土质心墙堆石坝，建基面高程为2 930.00 m，坝高150 m，顶宽14 m，坝体内设置黏土心墙防渗体，坡度均1∶0.25，顶宽6 m。大坝上下游坡面均在3 040.00 m高程处设4 m宽马道，上游马道以上坡比为1∶2.5，以下为1∶2.25，下游坡比均为1∶2.0。坝基以下为深度为500 m左右的深厚覆盖层，大致分为4层，在心墙底部设1.3 m厚、150 m深的混凝土防渗墙作为坝基防渗措施，插入心墙深度15 m，另在上游坝脚设置1.3 m厚、50 m深的副防渗墙，上游坝基面设水平防渗层。上游正常蓄水位3 070.00 m，对应的尾水位为2 940.00 m。

定义4：设α=(α1,α2,…,αm)和β=(β1,β2,…,βm)是两个向量，投影定义表示如下：

(4)

式(4)为向量α在向量β上的投影，Prjβ(α)值越大，表示向量α和向量β越接近，则

(5)

2.2 建模步骤

根据以上模型建立过程，给出以下实现方案。

(6)

其中，i∈n,j∈m。

步骤2：根据属性指标的权重向量w以及规范化评价矩阵T，构建加权规范化评价矩阵

3 实例分析

龙滩碾压混凝土坝是目前世界范围内在建最高的碾压混凝土重力坝，为优质高效地完成本工程的碾压混凝土施工，主体土建工程分为5个标段，相应设定5个项目部，依次可表示为si(i=1,2,…,5)；一标段为左岸岸坡和导流洞，二标段为右岸岸坡和导流洞，三标段为大坝和围堰，四标段为地下引水发电系统，五标段为通航建筑物。为了实现对作业行为安全性的宏观把控，预防安全事故的发生，结合表1所示的12项指标，现对5个项目部作业人员的作业行为进行安全评价。

已知权重向量为w=(0.10,0.05,0.10,0.05,0.04,0.06,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10)。邀请5个项目部的安全管理人员综合对本项目部整体作业行为的以上12个方面分别打分(满分为10分)，得到5个项目部的安全行为指标的区间型评价矩阵为：

如表4、表5所示。

表2 T P矩阵

表3 T Q矩阵

表4

表5

利用公式(2)求区间型正理想点，得：

利用公式(5)求出项目部si在区间型正理想点上的投影：

s3>s5>s2>s1>s4

项目部3的作业行为的安全程度最高，其次是项目部5、项目部2、项目部1，最后是项目部4，意味着项目部4的安全隐患最大，其次是项目部1，其他依次类推。在安全管理过程中，可分别对5个项目部进行不同的梯级式的安全投入，其中针对项目部4的安全投入最大，规范和计划需要更加详尽具体，安全维护花费的人力、物力、财力最多。其他项目部也需依据安全隐患严重程度的不同，制定相应的安全行为规范和安全教育培训，并采取相应的事故防范措施。由此，可使安全投入具有更强的针对性，从而节约不必要的安全费用支出。

4 结 论

通过构建影响作业行为的12个安全评价指标，采用区间型数值来进行定量表征，然后采用区间型数值的规范化方法生成规范化评价矩阵，求解各项目部安全行为指标向量在区间型正理想点上的投影，最终得出作业行为安全程度的排序。研究结果可为安全投入提供参考，由此可对安全程度不同的项目有针对性地采取梯级式的安全维护与支出，同时有利于安全管理效率和质量的提高。

值得一提的是，安全程度的大小比较是相对的，而且由于安全行为的多属性指标对安全评价结果的贡献大小尚不清楚，无法确定对于具体的指标如何进行提高或投入，这些还需进一步研究。

[1] 张跃兵,王凯,王志亮.危险源理论研究及在事故预防中的应用[J].中国安全科学学报,2011,21 (6):10-16.

[2] 周刚,程卫民,诸葛福民，等.人因失误与人不安全行为相关原理的分析与探讨[J].中国安全科学学报,2008,18 (3):10-14.

[3] 徐泽水.不确定多属性决策方法及其应用[M].北京:清华大学出版社,2004.

[4] 闫书丽,赵丽英,王传丽.基于投影的不确定多属性决策方法[J].河南科技大学学报(自然科学版)，2009,30(1):85-87+92.

[5] 张磊,蒋裕丰.基于粗糙集的水利水电工程施工安全影响因素重要性分析[J].三峡大学学报(自然科学版),2009,3(5):7-10.

变 更 启 事

2015年4月，经黑龙江省新闻出版广电局审核，国家新闻出版广电总局批准，由黑龙江省水利厅主管和主办的《水利天地》进行了系列变更：主办单位由黑龙江省水利厅变更为黑龙江省水利科学研究院，刊名由《水利天地》变更为《黑龙江水利》，刊号由CN 23-1031/TV、ISSN 1002-3305变更为CN 23-1594/TV、ISSN 2096-0506。

2015年6月《黑龙江水利》正式创刊出版，为月刊。 《黑龙江水利》全体人员有信心为作者及读者做好服务，期望大家对本刊继续给予关心和支持。

Safetyevaluationonconstructionoperationbehaviorwithmulti-attributeprojectionmethod

HANLanzhen1，HUANGRisheng2

(1.CollegeofHydraulicandEnvironmentalEngineering,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China；2.SinohydroBuearu6CompanyLimitedofPowerchina，Fuzhou350003，China)

Construction operation safety is what should be taken into prime consideration in safety management. As is known, construction operation safety behavior varies widely and its data exist in interval. In view of this, the Delphi method is adopted to determine the index system of construction operation safety behavior first. Then, the model of multi-attribute projection is built and a scheme for implementation is given, trying to apply multi-attribute vector projection to carry out a comprehensive evaluation on operation behavior to determine the safe extent of operation behavior. At last, an engineering example is used to prove the conclusion is effective. This method provides reference for the safety investment of construction and helps to improve the quality and efficiency of safety management.

construction operation behavior; safety evaluation; multiattribute projection; Delphi method

湖北省科学技术厅自然科学基金(2014CFB690)

韩兰珍(1988-)，女，硕士研究生，研究方向为水电经济、施工作业安全工效理论与应用。E-mail:744145672@qq.com

TU71;X948

A

2096-0506(2015)06-0014-05