层次分析法在桥梁施工安评中的应用

张凤贵

(山西远方路桥(集团)有限责任公司，山西大同 037008)

0 引言

层次分析法作为一种有效的决策手段，在诸多领域之中都有着非常重要的应用，而桥梁工程作为工程建设领域中一个重要的内容，其施工安全问题长期以来都被人们所关注。因为桥梁工程施工的环境非常复杂，所以存在着各种各样的风险因素，而层次分析法在分析这些复杂问题时有着自身的优势，所以通过层次分析法对桥梁施工安全情况进行总体评价，可以更好地明确影响桥梁施工安全的主要因素，进而降低施工的安全风险。

1 层次分析法简介

层次分析法的核心就在于对层次的划分和对评价指标的选择，一般情况下，需要先找到同最终决策始终相关的元素，并且明确相应的目标、准则以及方案等层次，再对这些元素加以分解，分解之后通过特定的方式进行定性和定量的分析，以辅助决策。层次分析法在权重决策分析方面有着突出的优势，所以其被广泛地应用在了交通安全、公共安全以及矿山安全等领域之中。通过对于层次分析法加以应用，可以使得复杂的问题得以简化，通过对选取的指标进行两两比较的方式得到指标的重要程度，并且最终确定所有指标相对于最终目标的重要性程度，进而为选择最佳方案提供相应的依据。

2 桥梁施工安全风险因素

对于任何事件而言，风险都是存在的，桥梁施工也不例外，而由于桥梁施工的特殊性，导致其存在诸多影响安全的因素，这些影响因素严重地威胁到了作业人员的生命财产安全。而要有效地保证安全，首先必须要明确相应的影响因素。通过总结桥梁施工过程中所发生的安全事故，不难发现所有影响施工安全的因素不外乎四类:环境、人员、技术和制度。这些因素又包含许多不同的内容，比如说地质水文条件、气象等属于环境因素，会对桥梁工程施工安全造成威胁。同时如果人员的安全意识以及安全技能不足，也会影响施工安全。所以可见桥梁工程施工过程中，有诸多因素都会对施工安全造成影响，科学地对于施工安全影响因素进行分类，确定各种因素的重要性程度，可以更加有效地对于安全事故加以规避。

3 层次分析法在桥梁施工安全评价中的应用

3.1 评价指标的选择

在应用层次分析法进行桥梁施工安全评价的时候，评价指标的选择是一个非常重要的内容，只有合理地选择评价指标，才能够科学地对于桥梁施工安全情况进行评价。实际上在进行桥梁工程施工的过程中，高坠、电气伤害、设备伤害都是常见的安全事故，这些安全事故是由不同的诱因导致的，这些诱因分别可以归属于人员、物体、环境以及管理，在每一个诱因下又包含了多种多样的具体因素，因此本文共选择了11个基本指标，各个指标的具体内容以及关系如表1所示。

表1 桥梁工程施工安全评价指标

3.2 层次结构模型的建立

将评价指标确定之后，还需要依据各个评价指标的具体情况建立起层次结构模型，之所以要建立层次结构模型，实质上就是确定隶属关系，确定该层次结构模型，目的就在于便于后期各个指标权重的计算。因此本文结合桥梁工程施工的具体情况，建立起了一个二级三层的指标体系，目标层即为桥梁施工安全，第二层准则层主要是依据各项指标的共性进行划分的，而第三层则为基本指标，基本指标依据自身性质分属于不同的准则层指标。

3.3 指标权重的计算

在建立起层次结构模型之后，就需要对于各个指标的权重进行计算，在计算指标权重时，首先需要构建起判断矩阵。而在对于判断矩阵进行构造的时候，常常采用九级标度法，通过对各级指标进行两两比较，然后构建起两两判断矩阵。在构建判断矩阵的时候，由于桥梁施工现场的环境较为复杂，所以常常是通过专家以及现场工作人员评价的方式，最终得出一个判断矩阵。以本文所建立的层次结构模型为例，针对人的因素其两两判断的方式如表2所示，表2中所表示的是A11与A12，A13与A14相比两者同等重要，1/3所表示的是A11与A12相比，A11稍微不重要，相反3则表示的是A12稍微重要，1/7所表示的是A11比A13和A14重要得多，1/5表示的是A12比A13和A14重要，则通过上面的比较可以得到如下的判断矩阵。参照这种方式对于判断矩阵加以构建，并且再计算出不同判断矩阵的特征向量，最后再得到每一个评价指标的权重。

表2 二级评价指标两两判断方式

3.4 一致性检验

完成了指标权重的计算之后，即实现了对各个影响桥梁施工安全的因素的综合评价，但是仍然不能够有效地判断出各级指标之间的重要性关系，如果通过估计的方式进行判断，判断矩阵的特征值难免会出现一定的偏差，所以采取科学的方式进行相容性和误差分析就显得非常有必要。在对于一致性进行检验的时候，矩阵的最大特征值同矩阵阶数如果相等，则表明该矩阵是完全相容的，如果矩阵的最大特征根大于其阶数，则用二者的差值对于相容性关系加以确定，一般使用CI=(λmax－n)/(n－1)作为一致性检验的指标，其中λmax为矩阵的最大特征值，n为矩阵的阶数。如果通过计算得到CI≤0.01，说明此时各个判断矩阵是具有良好的一致性的。通过以上的方式就可以检验出判断矩阵的一致性。

3.5 总权重计算

在构建起判断矩阵并且进行相应的计算之后，已经得到了各层指标的权重，但是二级指标层的各项指标并不能够横向地进行比较，因此还需要对总权重进行计算。经过一致性检验之后，如果各个判断矩阵都能够满足要求，则可以进一步计算总权重，计算出总权重之后，就可以对各个二级评价指标进行比较，进而判断出哪一个具体的因素对于桥梁施工安全的影响最为显著。通过对于总权重进行计算，就可以直观地了解到各个因素对桥梁施工安全的影响程度。在将层次分析法用于实际的桥梁施工安全评价之中的时候，由于不同桥梁的具体情况存在一定的差异，因此在对于评价指标进行选择以及对于模型加以建立时，必须要结合工程的实际情况进行选取，因为在实际的桥梁工程之中，所涉及的影响安全的因素往往较多，所以各项指标的选择必须要符合工程实际，并且准确地对于指标的权重进行计算，以确保评价结果的准确可靠。

4 结语

本文以层次分析法和影响桥梁施工安全的主要因素为切入口，在对二者进行简要介绍的基础之上，说明了层次分析法在桥梁施工安全评价之中的应用。在进行桥梁施工安全评价时，要有效地对于层次分析法加以应用，应该从注重评价指标的选择以及层次结构模型的建立，在建立起相应的模型之后，再通过构造矩阵以及专家打分的方式对于各个指标的权重加以计算，确定所得到的判断矩阵能够通过一致性检验之后，再对于总权重加以计算。通过对于层次分析法的应用，能够明确影响桥梁施工安全的主要因素和次要因素，从而有针对性地采取相应的措施，避免桥梁施工安全事故的发生。