基于AHP模糊综合法的装配式建筑施工安全评价

王朝辉

中铁十八局集团房地产开发有限公司 天津 300222

装配式建筑具有高效、经济和节能等特点，目前国家和地方正鼓励发展装配式建筑。但装配式建筑在施工工艺上并未发展成熟，在其制造、运输、现场施工等过程中存在一系列问题。在施工阶段，由于管理人员、操作人员对新型工艺技术掌握的局限性，可能会造成装配式建筑在施工过程中的安全问题，因此在装配式建筑施工过程安全性评价方面，也需要制定针对性的指标。

在对工程项目评价方面，主要的方法有AHP模糊综合法[1]、灰色聚类法[2]、可拓学理论法[3]、贝叶斯理论[4]等。AHP模糊综合法又称为多层次模糊综合法[5]，其主要是利用层次分析法建立递阶层次结构，比较任意2种因素之间的重要性，建立判断矩阵，确定各个因素的层次，再结合模糊理论，将评价等级进行量化，从而对工程项目进行综合评价。

本文针对装配式建筑施工安全评价，基于AHP模糊综合法建立了相应的评价模型，为实际项目中的安全控制及评价提供依据[6-11]。

1 AHP模糊综合法

1.1 因素集和评语集的确定

在建立AHP模糊综合法评价模型前，需要对因素集和评语集进行确定，通常需要对评价指标进行分级，本文中第一级为A，第二级为B，第三级为C。评语集即为评价等级的集合，可以对评语集进行量化，通常将评价结果分为以下5个等级：优秀、良好、一般、差和很差，采用抉择评语集E=｛e1,e2,e3,e4,e5｝表示。

1.2 指标权重的确定

为衡量各个因素对项目的重要程度，需要对各个层次中的各个因素的指标权重进行确定。

首先需要引入不同元素之间的比例标度，并且根据比例标度来建立构造矩阵，以B层次的构造矩阵为例，其矩阵为：

其中：n为因素数量；bij表示层次B中的因素bi和bj的重要程度比较值，其值根据引入的比例标度进行确定，具体如表1所示。

得到各个层次的构造矩阵后，即可计算各个指标的权重Wi。

表1 判断矩阵标度

可以根据特征值对结果进行一致性检验，根据式（2）计算随机一致性比率RC：

式中：λmax——矩阵的最大特征值；

IR——平均随机一致性指标，可以根据表2得到。

表2 平均随机一致性指标IR值

当RC＜0.1时，一般认为判断矩阵具有完全一致性；否则就需要调整矩阵，直到满足要求。

1.3 建立隶属度矩阵

根据所建立的评价程度对各个评价指标进行量化评定，以确定某个评价指标的某个评价尺度可能性大小rij，即隶属度大小。得到全部隶属度后，建立隶属度矩阵R：

其中，h表示为所规定的评价等级总级数。

1.4 计算综合评定向量

将所得到的权重集合W和隶属度矩阵R进行复合运算，得到综合评价模糊子集E：

其中，“·”为合成W和R的计算方法模糊算子。

1.5 确定评价等级

为进一步对项目评价等级进行量化处理，需对抉择评语集E进行量化处理，得到由各个评定量化指标组成的参数列向量V，根据式（5）得到综合评定量化值N：

2 案例分析

2.1 工程概况

福建省福州市某住宅小区4#楼为高层装配式框架剪力墙结构，项目总建筑面积为52 000 m2，其中装配率达到71%。主要的预制装配构件有：剪力墙、叠合梁、叠合板、阳台、楼梯、填充墙、隔墙等。装配式构件由预制场运往施工现场构件存放点，再由施工现场的塔吊系统进行吊运。

2.2 施工过程安全评价

2.2.1 评价指标因素集的确定

根据装配式建筑施工的特点及相关文献[3]确定了两级评价指标，具体如表3所示。

表3 评价指标因素集

2.2.2 评语等级的确定、评价集的建立

根据装配式建筑的实际施工过程情况，建立5个评价指标等级：非常安全、安全、一般、危险和非常危险，利用E=｛e1,e2,e3,e4,e5｝进行表示。

2.2.3 权重指标确定

采用层次分析法确定各个指标因素的权重值，结合项目施工现场相关管理人员的意见，根据1.2节内容，可以得到各个判断矩阵及其权重。以B层次判断矩阵及其权重为例（表4），得到判断矩阵后，其权重以及一致性检验计算过程如下。

由表4得λmax=5.409，查表2得IR=1.12。由式（2）得RC=0.091 3＜0.100 0，因此判断矩阵具有完全一致性。

同理可以得到C层次判断矩阵及其权重，各个层次的权重指标如表5所示。其中，各个因素的综合权重为其在该层次的权重乘以所属上一层次的权重。

表4 B层次判断矩阵及其权重

表5 指标权重

2.2.4 量化评定值

对C层次各个指标按照非常安全、安全、一般、危险、非常危险这5个等级进行评价，经统计处理后，建立对应的隶属度矩阵。根据1.4节中的内容，得到综合评价模糊子集E={0.706,0.169,0.082,0.022,0.021}。

在得到综合评价模糊子集后，需要进一步对项目进行量化评价。首先将5个等级按照表6进行量化，并得到相应的评定列向量V=[80 60 40 20 0]T，根据式（5）得到综合评定的量化值N=70.55，位于良好区间内，因此可以判定该装配式建筑工程项目的安全评价结果为安全。

表6 等级量化

3 结语

1）基于AHP模糊综合法能够系统地对装配式建筑施工安全进行评价。

2）装配式建筑施工过程中，各个因素对安全的影响程度从大到小分别为：人为因素，构件安装，现场吊装，施工方案、监测，环境因素。

3）建议加强施工操作人员、管理人员在装配式建筑施工方面的培训。