基于AHP法模糊评价电梯工程项目的安全风险研究

祁 松

（北京市丰台区特种设备检测所 北京 100161）

基于AHP法模糊评价电梯工程项目的安全风险研究

祁 松

（北京市丰台区特种设备检测所 北京 100161）

我国的电梯工程项目数量巨大，电梯工程项目的安全生产风险尤为严峻。本文注重于风险管理，对电梯工程项目中的风险因素进行识别，采用层次分析法进行分类分析，最后用模糊综合评价法进行评价，得到电梯工程项目的风险评价，最后结合实例进行说明，有利于工程单位有针对性的对其电梯项目的安全风险进行管理。

风险管理 风险评价 层次分析法

电梯工程属于特种工程项目，危险性较高。据资料统计，2015年我国电梯万台事故率为0.14，万台死亡人数为0.11，在这些事故中，违章操作的占62.7%，设备缺陷占22.7%，非法使用设备占6.6%，意外占8.0%。发生事故的原因多种多样，但不外乎制造缺陷，安装、维护的不到位或使用单位没有认真履行安全责任。其中，在电梯的安装工程中，存在着安装调试、运行维护、故障排除等环节，投资规模大、项目复杂、施工环境有一定危险性，且涉及到土木工程及大量的设备制造和安装过程，具有施工周期长、交叉作业多、施工人员素质参差不齐等特征，在工程项目进行过程中存在着许多不确定的隐患，安全生产风险尤为严峻（本文的工程项目主要指电梯安装工程）。

1 电梯工程项目安全风险因素识别

1.1 风险因素识别依据

对电梯工程项目的安全风险进行评价，首先要对其风险因素进行识别。与电梯工程项目安全相关的因素涵盖电梯设备、相关人员、使用环境、运行管理在内的各个方面。

由于电梯项目的特殊性和复杂性，各个因素相互影响，相互制约，且每个工程又有其独特性，无法用具体的公式来分析套用，这时，专家的经验尤为重要，专家可以根据其多年的专业知识和经验来有效的分析该工程的风险因素，而考虑到电梯设计、施工过程技术的不同，及专家兴趣和工作经验的差异，为了减少偏见，应组织多位专家进行科学的风险因素的识别。本文主要采用德尔菲法（Delphi method），也称为专家调查法，借鉴GB/T 20900—2007《自动扶梯和自动人行道风险评估和降低的方法》中的方式和方法，建立专家评价组对电梯工程项目进行风险因素的识别。并结合相关电梯标准、法规，如：《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）、《电梯技术条件》（GB/T 10058—2009）、《电梯安装验收规范》（GB 10060—2011）等作为电梯项目风险因素识别的依据。

在本文中，风险因素识别主要采用德尔菲法（Delphi method），也称为专家调查法。该方法是目前应用最广的风险因素识别方法。

1.2 电梯工程项目风险因素识别

整个电梯项目造成风险的因素很多，本文经过专家调查、统计数据分析、伤害事件分类等方式对其进行风险识别。在电梯工程项目中，来自安装施工队的风险有：管理人员素质低，施工过程管理松散，对施工人员无安全培训，或使其疲劳作业，易造成个人伤害；施工人员个人安全防护意识淡薄，被高空坠物击中、因防护不足被硬物擦伤、甚至酒后作业等都将导致风险；触电风险，包括临时供电线路、电气设备电线电缆破损、设备漏电等；行为风险包括违章操作、工具脱手伤人、施工人员未相互配合，导致危险情况下电梯运行等；高处坠落包括其他施工单位高处坠物、脚手架上踏空坠落、高处施工未系安全带等。来自企业内部的风险：现场安全管理风险，包括现场对各施工单位安全监管不到位；技术风险，包含项目过程中相关设计及技术方案与实际不符等；组织行为风险，指企业的组织机构因在整个施工项目中决策、组织、指挥、协调出现失误等，如采用jumplift技术的跃层电梯的施工过程中，土建和电梯安装的协调不到位，易造成施工各单位之间的风险隐患；行为风险，包括配合此项目的各岗位人员不适当的行为造成风险隐患；消防、保卫的监管不力会导致项目过程风险增加。外协单位的风险主要包括未及时供应临时水电等必要保障；施工现场车辆运输及装卸过程中的意外伤害，塔吊也是重要风险点，涉及操作人员的能力、塔吊的数量、机械性能等。来自设备自身的风险包括电梯配件的质量、匹配情况。不可预见的风险，主要有社会风险和自然风险，例如，地震、战争、自然灾害等等。

2 电梯工程项目安全风险分析与评价

经过上文的分析，影响电梯工程项目安全风险的因素较多，通常在不同的运行状况下起的作用也不同。因此，要对其安全风险进行评价，在确定各因子的权重时必须加以区分。另外，由于评价因子较多，若使用单级模型，很难做到权重分配合理；且由于每个因子的权重值较小，甚至使评价得不到有价值的结论。因此，需对这些因子进行分层，采用层次分析法(AHP)将因素按某些属性分成几类，先对每一类作综合评价，再对评价结果进行“类”之间的高层次的综合评价，最后利用最大隶属度原则评出风险的级别。

专家评价组对影响电梯工程项目中的风险因素分为五个一级指标，每个一级指标分为若干二级风险指标，见表1。

表1 该项目各指标集风险因素

2.1 建立评价指标集

根据风险因素识别所确定的风险因素，设电梯工程项目评价体系的一级指标集合X = (X1, X2, X3, …, Xk)；设一级指标Xi(i = 1, 2, …, k)个有Ki个二级指标，分别记作Xi= (Xi1, Xi2, …, XiKi)( j=1,2, …, Ki))，其中Xij表示为Xi的第j个二级指标。

2.2 运用AHP法确定各风险因素相对权重

●2.2.1 建立权重集

设Xi的权重为Wi(i = 1, 2, 3, 4, 5),则一级权重集为：W = (W1, W2, …, Wk),其中0≤Wi≤1，设二级指标Xij的权重集为Wij= (Wi1, Wi2, …, WiKi)(i = 1, 2, 3, 4, 5; j = 1, 2, …, Ki),其中0≤Wij≤1。

●2.2.2 构造判断矩阵

采用9级标度法构造判断矩阵，将同一层次的某准则同另一准则的重要程度用1-9的数字来表示，并且要求对因子之间进行两两比较，构建出对称的判断矩阵A=(aij)n×n，假如i元素和j元素的比较结果在矩阵中以aij表示，其中，1-9级的标度见表2。

表2 判断矩阵元素aij的标度及定义

●2.2.3 计算判断矩阵对应的特征向量W

根据公式A·W =λ·W,可求出最大特征根λmax及对应的特征向量W，将特征向量W进行归一化处理，就可以得到n个因子的权重W=[W1, W2, …, Wn]T。

●2.2.4 检验判断矩阵的一致性

根据层次法原理，利用A的理论最大特征值λmax与n之间检验的一致性，进行容性指标的设置：CI= （λmax-n）/（n-1），为了检验矩阵的一致性，需要计算它的一致性指标C.R.，C.R. = CI/CR。

当指标一致性时，CI=0；不一致性时，λmax＞n，CI＞0。根据CI＜0.1进行判断，一般情况下，CI＜0.1、C.R.＜0.1时，判断矩阵的一致性可以接受，否则需要进行重新比较，而1-9阶矩阵，CR的取值范围见表3。

表3 平均随机一致性指标CR表

2.3 应用模糊综合评价法对风险进行评价

由于电梯工程项目的安全风险是一个十分复杂的综合性系统问题，有其固有的模糊性，难以用精确数学模型来定量的表示，并进行准确的等级划分。某个环节安全性发生变化，可能使综合评价的结果改变，这种小的量变所引起的质变有时用传统的方法很难反映出来。所以，通过AHP方法确定各风险因素的相对权重后，采用模糊综合评价法建立电梯项目风险评估模型。

●2.3.1 确定模糊评价集

风险因素评价集依据表4电梯系统总体风险等级划分来确定。通常设模糊评估集为V = (V1, ..., Vn)

其中，Vj(j=1, 2, …, n) 表示的是电梯工程项目的风险从低到高的各级的评语。

在本文中选取n = V1、V2、V3、V4、V5所表示的是由于风险因素所导致的投资风险的评语为“低风险”、“较低风险”、“一般风险”、“较高风险”以及“高风险”这五个等级分别打分为V = (1, 2, 3, 4, 5)。具体划分见表4。

表4 电梯系统总体风险等级划分

●2.3.2 隶属矩阵的确立

在进行完风险等级确定之后，则需要对隶属矩阵进行确定。对Xk中的每个单因素评判的隶属度向量矩阵形式为:

其中，rkij表示对Xk中的因素i评价为第j个评价的隶属度。

●2.3.3 进行模糊评价

二级模糊评价法就是采用层次分析法将风险因素集合X按照特定的属性分为几类，先对每一类因数集做评价，然后再对评价结果进行”类”之间的高层次综合评价，最后利用最大隶属度原则评价出最佳结果。

先对X1,X2,X3,…Xk二级指标的风险因素进行一级模糊评价。然后对X进行二级模糊评价，从而得出对整个项目的最终评价结果。

一级Bi模糊评价：

首先对二级指标内各风险因子进行模糊评价，由于单因素评判矩阵Rk仅反映了二级评价指标对象的某个评价等级的影响程度，还没有考虑各评价指标的重要程度，需要把二级评价指标的权重引入才能合理反映所有评价指标的综合影响，公式如下：

式中，Bi为二级指标风险因素Rk对风险因素评价集V的隶属向量，如Bi表示二级指标中不可控风险Rk隶属于风险“低风险”、“较低风险”、“一般风险”、“较高风险”以及“高风险”这五个等级。Wi为二级指标各风险因素权重。

二级B模糊评价：

根据一级模糊评价，可得一级评价结果矩阵R，即

同理于计算一级评价方法，用公式：

对B进行归一化处理得到B′，最后计算综合评分U=B′⋅ VT为最后评价结果。

3 评价过程及举例

本文以某写字楼电梯安装工程为例，通过对该项目安全风险的识别与分析，采用AHP方法确定权重，专家对每个风险因素进行评分，最后建立模糊评价模型对其安全风险进行评价。

3.1 一级综合评价

根据表1可以得知本项目共有5个二级指标，每个二级指标下有若干风险因子，以其中一个指标层“来自安装施工队”为例，对其进行权重确定及评价。具体步骤如下：

第一步：确定指标集为：

X1= (X11, X12, X13, X14, X15）

第二步：依据AHP方法确定判断矩阵并算出权重：

一般使用定性分析和定量分析相结合的方法对初试权重值进行确定。十位专家依据工作经验、本项目的评价指标体系和初步确定的指标重要性的量化标准，每位专家独立的为各评价指标赋予权重值，再综合专家意见，使各个评价项目的权值趋于一致，最终形成初始值。

X1X11X12X13X14X15X111 1/2 4 3 3 X122 1 7 5 5 X131/4 1/7 1 1/2 1/3 X141/3 1/5 2 1 1 X151/3 1/5 3 1 1

W1= (W11, W12, W13, W14, W15) = (0.263, 0.475, 0.055, 0.090, 0.110)

第三步：检验判断矩阵的一致性，通过判断矩阵求得λmax= 5.073，CI = 0.018，CR = 0.016≤0.1符合要求。

分别求出

第四步：建立二级指标判断矩阵：

通过AHP方法算出“来自外施工队”各风险因素所占的权重并通过一致性验证以后，根据模糊评价集Vj构建对Xk中的每个单因素评定的隶属度向量矩阵：

第五 进行模糊综合评判：

3.2 二级模糊评价

根据一级指标集合X = (X1, X2, X3, X4, X5)并依据AHP方法建立判断矩阵并计算出权重W=（W1, W2, W3, W4, W5) = (0.0820 0.1381 0.2599 0.2599 0.2599）

对B进行归一化处理B′= (0.251, 0.225, 0.150, 0.204, 0.170)

最后对整个项目进行综合评价

根据表4电梯系统总体风险等级划分，该项目整体风险判定为适度。

4 结束语

通过关于电梯工程项目安全风险管理体系的计划、建立、识别和评估，且根据实际经验，可以对电梯项目风险评估体系进行优化和调整，确保项目安全风险管理处于更良性的循环状态。从理论上而言，也就是需要建立一个风险评估系统，经过了一次循环后，通过在原有系统的基础上进行进一步的优化和改进确保其以更加优良的状态运作而这一过程，包括技术革新、管理手段的改进以及信息化互动等，最终达到对项目中风险的控制。本文以某项目为例，介绍了这种评价方法并举例，希望广大同行给予指正。

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Safety Risk Research of Elevator Project Based on AHP and Fuzzy Evaluation

Qi Song
（Fengtai District of Beijing Special Equipment Inspection Institute Beijing 100161）

There are a large number of elevator projects in China, so the safety of the elevator project is quite critical. This paper focuses on the risk management, regarding to the risky factors of elevator project to identify, analyze by using the Analytic Hierarchy Process, assess by using the fuzzy comprehensive evaluation method, to get the risk evaluation of elevator project. Finally explained with examples, it is benefit for the project management enterprises to manage the elevator safety project risk.

Risk management Risk evaluation Analytic hierarchy process

X941

B

1673-257X(2017)05-0044-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.05.010

祁松(1981～)，男，硕士，中级工程师，从事机电类特种设备检测及科研工作。

祁松，E-mail: 6345774@qq.com。

2017-03-22）