模糊综合评价法在铁路工程建设安全管理评价中的应用研究

陶旭文

中铁十八局集团有限公司 天津 300222

我国幅员辽阔，人口众多，对交通运输有着重大需求，铁路即是非常重要的交通运输方式之一[1]。近年来，随着我国高速铁路的高速发展，新建铁路也都有了很大革新，逐渐向规模大、标准高、安全性要求更高的方向迈进，对应的管理难度亦在不断增大[2-5]。为了实现绝对安全这样的目标，就需要对铁路工程建设各参与方的安全管理进行有效的评价，以便在安全管理方面加大力度，并研究一些新的安全管理方式[6-7]。

本文以一铁路工程某标段为研究对象，阐述模糊综合评价法在铁路工程安全管理评价中应用的基本流程，重点评价业主的安全管理水平，对于项目其他参与方，可以采用相同的方法进行安全管理评价。根据安全评价的结果，结合项目实际，给出项目各参与方的安全管理措施，并对采取安全措施取得的应用结果进行了说明。

1 模糊综合评价法

我国著名学者汪培庄在模糊数学理论的基础上提出了模糊综合评价法[8]，其研究的对象具有模糊性，可以通过建立一些简单的模型实现定量评价模糊对象的目的。整个计算过程较简单，可以对受多个复杂因素影响的问题进行有效的解决，汇总、处理多个不同意见，并对评价对象的实际情况进行全面评估[9-10]。本文结合所研究的铁路工程实际，给出模糊综合评价法的基本过程。

1.1 建立影响因素集

建立影响因素集也称为建立模糊集合。主要通过对评估目标进行分析，结合实际工程情况，辨别、汇总、分类影响因素，获得影响因素集。影响因素集的表示如式（1）所示。

1.2 建立评语集

并不是所有的因素对评估目标都有显著影响，需要结合工程情况，在科学、全面分析影响因素的基础上，选择一些对评估目标具有主要影响的因素，建立和工程实际相吻合的评语集。评语集的通用表达式如式（2）所示。

1.3 建立模糊矩阵

在影响因素集和评语集建立完成之后，就可以量化处理影响因素，即对影响因素进行量化表示。模糊矩阵是对影响因素量化表示的有效方式，模糊矩阵的形式[11]如式（3）所示。

式中：rij——影响因素Uj相对应评语Vi的隶属度。

从中可以看出，模糊矩阵R中的元素反映了影响因素对评估目标的影响程度。

1.4 计算权向量

不同的影响因素对评估目标的影响程度通常不同，在模糊综合评价法中，需要反映这种影响程度的大小，具体通过影响因素的权向量体现。首先需要对各个影响因素的权系数进行计算，并采用归一化处理的方式对权系数进行处理，最后就可以获得影响因素的权向量。权向量的表示形式如式（4）所示。

1.5 计算模糊综合评价结果向量

基于模糊数学的相关理论，对模糊评价的结果向量进行计算。根据模糊矩阵和权向量的含义，对两者进行矩阵乘法运算就可以获得模糊评价结果向量A，其表示形式如式（5）所示。

1.6 归一化评价结果

对模糊综合评价结果向量进行归一化处理可以使评价结果更加明显，更好地进行量化表示，而归一化处理通常可通过最大隶属度法和加权平均法来实现。这里说明最大隶属度法对评价结果归一化的处理方式，具体见式（6）。

从式（6）中可以看出，对评估结果影响最大的就是向量中最大元素对应的影响因素。

2 某铁路工程建设安全管理评价及安全措施建议

2.1 工程概况

某高速铁路工程是贯穿我国云南和贵州两省的重要交通路线，该线路对于促进西南地区发展，提高区域交通运输能力非常关键。本文针对该铁路线的某标段进行研究，标段长度为33.952 km。在该标段中，隧道总长29.349 km，桥梁总长0.998 km，桥隧比大，达到了89.4%。沿线主要为沉积岩、变质岩、第四系残积土，并伴有较为发育的岩溶，地下水埋藏较浅，地质条件复杂，施工难度大，且施工标段经过少数民族地区，施工周围环保要求很高。因此，做好该工程的安全管理至关重要。

2.2 安全管理评价

在安全管理评价之前，需要对各影响因素的重要性进行分析，具体通过构建层次分析法中的比较判断矩阵进行比较[12]。

这里以业主为例，通过判断矩阵的构建、权重的分析，最终以计算的权重作为排序依据。表1为业主方11个影响因素的重要程度排序。

表1 业主方影响因素的重要程度排序

从表1中可以发现，重要性从高到低依次为：施工现场管理、建设管理、建设资金、资金计划的合理性、承包商资源配置、类似工程经验、资金的及时性、资金的稳定性、合同规定的资料和条件的提供、参建人员的职称、工作年限。

2.2.1 影响因素集

以业主方为例，将上述影响因素分类，得到了3个影响因素集，具体如下：

U业1={参建人员的职称,工作年限,类似工程经验}。

U业2={建设资金,资金计划的合理性,资金的及时性,资金的稳定性}。

U业3={建设管理,承包商资源配置,施工现场管理,合同规定的资料和条件的提供}。

同样，也可以对勘察设计方、施工方、监理方的影响因素通过判断矩阵的方法进行重要程度分析，从而建立影响因素集。

2.2.2 评语集

根据实际情况，建立安全管理评价的评语集，具体如式（7）所示。

式中，优、良、中、差、不合格分别对应的得分为5、4、3、2、1。

2.2.3 模糊矩阵

结合相关判断，在对影响因素进行判断时，需要依据上述评语集，接着就可以针对影响因素集建立相应的模糊矩阵，每一个影响因素集都对应一个模糊矩阵。这里依然以业主方为例，以其中的影响因素集U业1为例，建立对应的模糊矩阵，具体如式（8）所示。

同理，可以获得影响因素集U业2和U业3的模糊矩阵。同样，也可以对勘察设计方、施工方、监理方的模糊矩阵进行建立。

2.2.4 模糊综合评价值

获得了模糊矩阵以及权重后，就可以计算项目各参与方子目标的评价结果向量，然后进行归一化处理。接着结合工程整体安全目标，就可以获得模糊综合评价值，这里计算出综合评价值B＝4.027。根据评语集，可以得知所研究的标段项目对应的综合安全管理等级为良。

综合安全评价等级虽然达到了良，但安全隐患依然存在于项目建设过程中。对于项目的4个参与方，应该结合各方的子目标和总体目标，并对影响因素进行分析，确保有效的安全管理措施得以制订，实现标段安全等级提升的目标，确保项目如期、安全完工。

2.3 安全管理措施

基于上述安全评价结果，并结合现场情况，针对项目的4个参与方，本文分别给出一些合理化安全管理措施。

1）业主单位：业主方的安全管理意识需要进一步提高；在安全管理方面要投入足够的人力、物力；对于一些关键的分部分项工程需要重点管控；重视当地的环境保护工作管理，尊重当地风土人情。

2）勘察设计单位：对本单位人员进行全面的安全教育；优化勘察、设计工作任务，做到分工明确；对本单位内部强化管理。

3）施工单位：禁止出现违法分包的现象；通过安全教育培训，提高施工人员的安全意识水平；进一步提升施工单位的安全管理能力；在安全生产过程中，要提高这方面的研究力度。

4）监理单位：对于一些重点、隐蔽部位，如桥梁、隧道等，应提高监督管理力度；保证监理单位的权力得以发挥；提高监理从业人员的能力。

2.4 管理措施的应用结果

基于模糊综合评价法的结果，针对各参与方的职能给出了相应的管理措施建议，取得了一定的效益。其特点是可以对工程施工中影响安全的因素进行辨别，并给出合理的评价，不仅降低了安全事故的发生率，而且减小了施工对周边环境的影响，保证了文明、和谐施工。

3 结语

本文以一铁路工程的某标段为研究对象，采用模糊综合评价法对其安全管理进行评价，所得到的结论如下：

1）对模糊综合评价法进行阐述，包含6个基本过程，其中影响因素分析和影响因素集的建立是关键第一步。

2）对影响该铁路工程某标段的安全管理因素进行了分析，其中业主方主要包含12个影响因素，通过判断矩阵明确了12个因素的影响程度大小。经系列操作，结合工程的整体安全目标，得到综合评价值，表明安全管理评价等级为良。

3）根据安全管理评价等级，并结合工程实际情况，对业主、勘察设计、施工、监理四方分别给出了安全管理措施和建议。实际应用结果表明，标段工程按期、按质、按量完工，降低了安全事故的发生率，得到了业主的肯定。