基于层次分析法的公路施工风险影响量化研究

郑艳江

（山西交通控股集团有限公司 长治高速公路分公司，山西 长治 046000）

0 引言

公路工程施工项目具有施工周期长、工程投资规模大、施工技术复杂等典型特点[1]，在项目的整个施工过程中，受环境、人员、技术条件、机械设备等因素的叠加影响，导致施工项目风险点众多，且分布广泛[2]，如不采取必要的应对措施，必将不同程度地影响和干扰公路工程施工项目的正常开展。为了进一步提高公路工程施工风险的控制水平，建立基于风险影响因素权重下的工程风险管理与应对机制，切实提高风险管控的精细化水平，本文拟借助层次分析法对产生公路工程施工风险点的潜在因素进行量化评定，并基于量化评定结果给出了公路工程施工风险的管理与应对措施。

1 层次分析法概述

层次分析法英文简称“AHP”法，是最常用的多目标决策模型之一，层次分析法的核心在于将一个复杂的多目标问题视为一个“总目标”，根据目标特性将“总目标”分拆为多个子目标，不同子目标对应不同的指标体系，总目标、子目标级指标体系共同构成层次分析体系，依靠对不同指标体系的量化评定，得出不同子目标的权重比例及总体排序[3]。与其他决策模型不同的是，层次分析法兼顾了决策过程中的定量与定性问题，提出了主客观兼具的“定量+定性”分析体系，层次分析法适用于层级复杂、指标体系繁多的目标决策场景[4]。层次分析法更偏重于在多个方案中“择优”，无法创造新的方案，且随着层次分析法层级的提高，矩阵计算量随之增长，计算效率下降，这也是层次分析法的劣势。图1给出了标准的层次分析法应用流程。

图1 层次分析法标准应用流程

2 基于层次分析法的公路施工风险影响因素量化分析

2.1 公路施工风险影响因素层次结构建立

通过总结分析大量工程案例发现，外部环境、“工料机”、现场管理是造成公路工程施工风险的三大最主要因素，为了清晰地展现出不同影响因素对工程施工风险的影响水平，从而实现施工风险的精细化管理，本文从外部环境、“工料机”、现场管理三方面切入，基于层次分析法建立相应的层次结构。公路工程施工风险影响因素层次结构示意详见图2所示。

图2 公路工程施工风险影响因素层次结构示意图

2.2 公路施工风险影响因素权重指标计算

为了明确同一层级上的不同影响因素之间的相对权重，需对相同层级上的影响因素进行循环遍历对比，具体对比采用两两对比的方式，以图2中给出的层次结构为例，影响因素层需进行6次两两对比，方可实现循环遍历；为了量化两因素之间对比的权重大小，需提前定义评定集合P，P={±1，±3，±5，±7，±9}[1]。不同评定结果代表的含义详见表1所示。

表1 两因素对比后不同评定结果代表的含义

采用专家打分法、问卷调查法等方式获取同一层级内不同因素之间的相对评定结果，同时给出具体的分值，根据量化分值建立对应层次内的判断矩阵，判断矩阵方程详见式（1）所示：

式中：T为比较矩阵；ω为判断矩阵；λ为判断矩阵的最大特征根。

以专家打分和问卷调查后的最终结果为依据，从评定集合P中选出合理的权重值，以外部环境影响因素、“工料机”影响因素及现场管理影响因素代表的指标权重构成的比较矩阵T如式（2）所示：

式（1）中判断矩阵的最大特征根，计算公式如式（3）所示：

式中：λi为特征根；n为判断矩阵除数；mi为矩阵第i行全部元素的乘积对应的n次方根。

计算判断矩阵ω内的元素即为对应不同影响因素对公路施工风险的影响程度量化指标，经计算，具体结果详见表2所示。

表2 公路施工风险影响因素权重计算结果

分析计算结果发现，经层次分析法得到的影响因素权重量化指标分别为0.603、0.348、0.049，表明施工项目的外部环境是造成施工风险的最重要原因，也是诱发各类施工风险的根源；此外，施工过程中涉及到的“工料机”对施工风险的影响也不容忽视，两因素总占比超过95%；现场管理对施工风险的影响虽然存在，但影响程度明显低于另外两因素，但并不意味着可以忽略。本着风险控制的“兜底”原则，在公路工程施工风险管理的实践中，应合理分配风险控制资源，根据权重量化结果做好内部协调和统筹。

3 基于量化结果的公路施工风险管理与应对

为了进一步提高公路工程施工项目的风险控制能力，提高风险控制的精细化水平，本文以风险影响因素量化分析结果为依据，从主要影响因素出发，给出了针对性的施工风险管理与应对策略。

3.1 做好工程勘察工作，全面评估外部环境

全面、科学的工程勘察是获取公路项目地质、水文、地形、气候等各类外部环境的重要措施和手段，准确、详实的工程勘察基础数据及资料是施工阶段的重要参考和基础，其对工程施工质量及风险控制具有决定性影响。对于公路工程施工项目，工程勘察工作应突出针对性，根据路基、桥涵施工标段，制定差异化的工程勘察方案，路基标段应重点做好路基土体取样、地下水分布、冻土识别及取样等勘察工作；桥涵标段则应重点做好桥梁基础埋深范围内的土体取样、地下水及河流冲刷线、围岩节理、岩体风化侵蚀破损等方面的勘察工作。建议引入工程管理中经典的PDCA循环控制方法，提高工程勘察的全局化、动态化水平[5]，严格推进方案制定、方案执行、勘察结果校核及勘察结果修改4个循环基本过程，从施工外部环境出发，彻底阻断绝大部分的施工风险源，为后期的施工顺利开展奠定良好基础。

3.2 从“工料机”出发，合理规避施工风险

从公路施工的参与性角度分析，“工料机”贯穿项目全过程，同时也是风险源类型和数量最多的地方，科学、合理地组织施工人员，严控施工原材料，保证原材料进场质量，定期检查施工机具性能，做好施工机械组织是合理规避施工风险的关键。首先，在施工人员方面，施工人员技术水平不足、施工人员组织调配不合理、施工人员不遵守施工标准及工艺流程都是引发施工风险的潜在危险因素，项目经理应承担起施工人员的管理责任，关键岗位应确保持证上岗，定期开展施工技术培训，做好施工技术交底工作，制定标准化的施工操作规程，保证施工人员“按章执行”；在施工原材料方面，原材料质量不达标、进场质控存在漏洞都是诱发施工风险的重要隐患，项目部应针对原材料进场、存放、调配、使用等环节组建施工原材料控制队伍，严把原材料质量关；最后，在施工机具方面，施工机具性能下降、施工机具调配组织不合理都容易诱发施工风险，尤其在路基、路面摊铺及压实环节，因施工机具问题造成的施工风险更加凸显，项目经理应成立专门的施工机具维护管理部门，对全部施工机具采取动态管理，实时掌握机具性能状态，建立针对性的维保方案，保证施工机具始终处于最佳工作状态。

3.3 强化现场管理，做好风险管理的“兜底”工作

通过分析影响因素量化结果发现，虽然现场管理对风险的影响权重较小，但并不意味着应该放弃现场管理，施工风险决定着项目的成败，做到风险控制的“全覆盖”是实现公路工程施工风险“兜底”工作的唯一途径，因此，仍应重视现场管理工作。从风险控制层面考虑，现场管理应重点做好以下两点：第一，重点强化安全管理分项工作，成立风险安全检查监督组织，针对项目开展过程中可能出现的安全风险开展预测、评价，编制风险控制预案，划拨风险控制专项经费[5]；第二，落实风控人员培训与奖惩制度，项目部牵头定期举办施工风险与安全方面的专题培训班，组织风险控制与安全保障沙龙，施工人员相互交流风险控制经验，明确奖惩机制，对于风险控制与安全管理责任落实不到位的，必须严惩，同时表彰风险管控模范组织或个人，给予适当的物质奖励。

4 结语

各类施工风险贯穿于公路工程施工全过程，如不加以管控和应对，必将对工程质量造成无法逆转的危害。为了进一步明确施工过程中不同影响因素对施工风险的影响程度，选用层次分析法，对施工风险影响因素进行了量化研究，掌握了外部环境影响因素、“工料机”影响因素及现场管理影响因素的具体影响权重指标。基于权重大小，提出了针对性的风险管控与应对措施，希望能够为同类公路工程施工项目的风险识别与管控提供借鉴。