基于灰色GM（1，1）模型的建筑施工安全事故预测

郝会娟 申商坤

【摘要】本文通过引入二阶弱化算子，对2010-2019年我国建筑施工安全事故统计数据进行处理，构建灰色预测模型GM（1，1），并对模型参数求解和精度检验。结果表明，灰色GM（1，1）模型求解的模拟值符合精度要求，适用于建筑施工安全事故预测。本文利用该模型预测了我国2020年和2021年安全事故发展趋势，对事故预防和措施的制定具有现实指导意义。

【关键词】灰色系统理论;GM（1，1）模型;建筑施工安全事故预测

2019年，全国共发生房屋建筑市政工程生产安全事故773起、死亡904人，比2018年事故起数增加39起、死亡人数增加64人，分别上升5.31%和7.62%[1]。从事故数据统计来看，一些地区事故总量较大，群死群伤事故未得到有效遏制，我国建筑施工安全生产形势依然严峻复杂。因此，深挖安全事故数据规律，研究我国建筑施工安全状况，预测安全事故的发生趋势，对事故预防和措施制定具有重要的现实意义。

建筑安全生产和管理是一个十分复杂的系统， 受到人、环境、设备、制度、法规等因素的影响，具有统计数据少、数据波动较大、数据规律性差和易受外界因素影响等特点[2]。基于灰色系统理论的灰色预测所选用的样本分布不需要有规律性，需要的数据量少，计算简便，预测比较准确，精度较高，因此目前被广泛应用于建筑、化工、环境、交通等领域。

1. 灰色系统理论

灰色系统理论是将某灰色系统提供的少量且信息不完全的、杂乱无章的、没有规律或者规律性不强的原始数列转化成规律性很强的、存在明显规则的数据序列，然后针对对象系统的具体情况进行模型的选择和构建，对事物的发展趋势做出预测[3-4]。

2. 构建GM（1，1）预测模型

构建GM（1，1）模型前，通过引入适当的序列算子，如二阶弱化算子、均值生成算子、累加生产算子等对原始数据序列进行处理，使其成为光滑序列后再进行建模[5-6]。建模过程如下：

2.1建立原始数据序列

2.2引入二阶弱化算子D2

2.3建立白化方程和时间响应序列

2.4利用时间响应式，求得模拟序列，并进行精度检验

符合模型精度要求后，即可对未来年份进行事故起数和死亡人数的预测。

3. 预测分析

本文以2010-2019年全国建筑安全事故起数和死亡人数为数据基础，建立GM（1，1）预测模型，预测2020年和2021年事故发生情况。2010-2019年我国建筑安全事故起数和死亡人数实际值见表1。

3.1 原始数据处理

首先从2010-2019年我国建筑安全事故死亡人数展开研究。

3.2 白化方程和时间响应序列

3.3 模拟预测

根据时间响应式进行模拟计算，模擬预测结果见表2。

3.4 预测结果

运用2.3中构建并经过精度检验的GM（1，1）模型，对2020年和2021年的建筑施工死亡人数进行预测。同理运用3.1、3.2、3.3的数据处理方法和步骤对2020年和2021年建筑施工安全事故起数进行预测。预测值见表3。

4. 结论

（1）根据我国2010-2019年的建筑施工安全事故统计数据，建立灰色预测模型。经计算和检验，灰色预测模型GM（1，1）精度较高，适合对建筑施工安全事故发生趋势进行预测。

（2）预测结果表明，未来两年事故起数和死亡人数均现上升趋势。我国建筑施工安全生产和管理总体形势不容乐观，需加大预防控制措施，减少和避免事故发生。

参考文献

[1]住房和城乡建设部安委会办公室2019年房屋市政工程生产安全事故情况通报[EB/OL].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/202006/t20200624_246031.html.

[2]杨灿生，黄国忠等.基于灰色-马尔科夫链理论的建筑施工事故预测研究[J].中国安全科学学报，2011，21（10）：102-106.

[3]赵翠. 基于灰色理论的起重机械事故预测研究[D].安徽理工大学，2014.

[4]温丽华. 灰色系统理论及其应用[D].哈尔滨工程大学，2003.

[5]张辉，胡适耕. GM（1，1）模型的精确解法[J].系统工程理论方法应用，2001（1）：72-74-106.

[6]刘思峰，杨英杰等. 灰色系统理论及其应用[D].科学出版社，2014.

（作者单位：河南建筑职业技术学院）

【中图分类号】TU714

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362（2020）09-0054-02