基于AHP法模糊評價電梯工程項目的安全風(fēng)險研究

祁 松

（北京市豐臺區(qū)特種設(shè)備檢測所 北京 100161）

基于AHP法模糊評價電梯工程項目的安全風(fēng)險研究

祁 松

（北京市豐臺區(qū)特種設(shè)備檢測所 北京 100161）

我國的電梯工程項目數(shù)量巨大，電梯工程項目的安全生產(chǎn)風(fēng)險尤為嚴(yán)峻。本文注重于風(fēng)險管理，對電梯工程項目中的風(fēng)險因素進(jìn)行識別，采用層次分析法進(jìn)行分類分析，最后用模糊綜合評價法進(jìn)行評價，得到電梯工程項目的風(fēng)險評價，最后結(jié)合實例進(jìn)行說明，有利于工程單位有針對性的對其電梯項目的安全風(fēng)險進(jìn)行管理。

風(fēng)險管理 風(fēng)險評價 層次分析法

電梯工程屬于特種工程項目，危險性較高。據(jù)資料統(tǒng)計，2015年我國電梯萬臺事故率為0.14，萬臺死亡人數(shù)為0.11，在這些事故中，違章操作的占62.7%，設(shè)備缺陷占22.7%，非法使用設(shè)備占6.6%，意外占8.0%。發(fā)生事故的原因多種多樣，但不外乎制造缺陷，安裝、維護的不到位或使用單位沒有認(rèn)真履行安全責(zé)任。其中，在電梯的安裝工程中，存在著安裝調(diào)試、運行維護、故障排除等環(huán)節(jié)，投資規(guī)模大、項目復(fù)雜、施工環(huán)境有一定危險性，且涉及到土木工程及大量的設(shè)備制造和安裝過程，具有施工周期長、交叉作業(yè)多、施工人員素質(zhì)參差不齊等特征，在工程項目進(jìn)行過程中存在著許多不確定的隱患，安全生產(chǎn)風(fēng)險尤為嚴(yán)峻（本文的工程項目主要指電梯安裝工程）。

1 電梯工程項目安全風(fēng)險因素識別

1.1 風(fēng)險因素識別依據(jù)

對電梯工程項目的安全風(fēng)險進(jìn)行評價，首先要對其風(fēng)險因素進(jìn)行識別。與電梯工程項目安全相關(guān)的因素涵蓋電梯設(shè)備、相關(guān)人員、使用環(huán)境、運行管理在內(nèi)的各個方面。

由于電梯項目的特殊性和復(fù)雜性，各個因素相互影響，相互制約，且每個工程又有其獨特性，無法用具體的公式來分析套用，這時，專家的經(jīng)驗尤為重要，專家可以根據(jù)其多年的專業(yè)知識和經(jīng)驗來有效的分析該工程的風(fēng)險因素，而考慮到電梯設(shè)計、施工過程技術(shù)的不同，及專家興趣和工作經(jīng)驗的差異，為了減少偏見，應(yīng)組織多位專家進(jìn)行科學(xué)的風(fēng)險因素的識別。本文主要采用德爾菲法（Delphi method），也稱為專家調(diào)查法，借鑒GB/T 20900—2007《自動扶梯和自動人行道風(fēng)險評估和降低的方法》中的方式和方法，建立專家評價組對電梯工程項目進(jìn)行風(fēng)險因素的識別。并結(jié)合相關(guān)電梯標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)，如：《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）、《電梯技術(shù)條件》（GB/T 10058—2009）、《電梯安裝驗收規(guī)范》（GB 10060—2011）等作為電梯項目風(fēng)險因素識別的依據(jù)。

在本文中，風(fēng)險因素識別主要采用德爾菲法（Delphi method），也稱為專家調(diào)查法。該方法是目前應(yīng)用最廣的風(fēng)險因素識別方法。

1.2 電梯工程項目風(fēng)險因素識別

整個電梯項目造成風(fēng)險的因素很多，本文經(jīng)過專家調(diào)查、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析、傷害事件分類等方式對其進(jìn)行風(fēng)險識別。在電梯工程項目中，來自安裝施工隊的風(fēng)險有：管理人員素質(zhì)低，施工過程管理松散，對施工人員無安全培訓(xùn)，或使其疲勞作業(yè)，易造成個人傷害；施工人員個人安全防護意識淡薄，被高空墜物擊中、因防護不足被硬物擦傷、甚至酒后作業(yè)等都將導(dǎo)致風(fēng)險；觸電風(fēng)險，包括臨時供電線路、電氣設(shè)備電線電纜破損、設(shè)備漏電等；行為風(fēng)險包括違章操作、工具脫手傷人、施工人員未相互配合，導(dǎo)致危險情況下電梯運行等；高處墜落包括其他施工單位高處墜物、腳手架上踏空墜落、高處施工未系安全帶等。來自企業(yè)內(nèi)部的風(fēng)險：現(xiàn)場安全管理風(fēng)險，包括現(xiàn)場對各施工單位安全監(jiān)管不到位；技術(shù)風(fēng)險，包含項目過程中相關(guān)設(shè)計及技術(shù)方案與實際不符等；組織行為風(fēng)險，指企業(yè)的組織機構(gòu)因在整個施工項目中決策、組織、指揮、協(xié)調(diào)出現(xiàn)失誤等，如采用jumplift技術(shù)的躍層電梯的施工過程中，土建和電梯安裝的協(xié)調(diào)不到位，易造成施工各單位之間的風(fēng)險隱患；行為風(fēng)險，包括配合此項目的各崗位人員不適當(dāng)?shù)男袨樵斐娠L(fēng)險隱患；消防、保衛(wèi)的監(jiān)管不力會導(dǎo)致項目過程風(fēng)險增加。外協(xié)單位的風(fēng)險主要包括未及時供應(yīng)臨時水電等必要保障；施工現(xiàn)場車輛運輸及裝卸過程中的意外傷害，塔吊也是重要風(fēng)險點，涉及操作人員的能力、塔吊的數(shù)量、機械性能等。來自設(shè)備自身的風(fēng)險包括電梯配件的質(zhì)量、匹配情況。不可預(yù)見的風(fēng)險，主要有社會風(fēng)險和自然風(fēng)險，例如，地震、戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害等等。

2 電梯工程項目安全風(fēng)險分析與評價

經(jīng)過上文的分析，影響電梯工程項目安全風(fēng)險的因素較多，通常在不同的運行狀況下起的作用也不同。因此，要對其安全風(fēng)險進(jìn)行評價，在確定各因子的權(quán)重時必須加以區(qū)分。另外，由于評價因子較多，若使用單級模型，很難做到權(quán)重分配合理；且由于每個因子的權(quán)重值較小，甚至使評價得不到有價值的結(jié)論。因此，需對這些因子進(jìn)行分層，采用層次分析法(AHP)將因素按某些屬性分成幾類，先對每一類作綜合評價，再對評價結(jié)果進(jìn)行“類”之間的高層次的綜合評價，最后利用最大隸屬度原則評出風(fēng)險的級別。

專家評價組對影響電梯工程項目中的風(fēng)險因素分為五個一級指標(biāo)，每個一級指標(biāo)分為若干二級風(fēng)險指標(biāo)，見表1。

表1 該項目各指標(biāo)集風(fēng)險因素

2.1 建立評價指標(biāo)集

根據(jù)風(fēng)險因素識別所確定的風(fēng)險因素，設(shè)電梯工程項目評價體系的一級指標(biāo)集合X = (X1, X2, X3, …, Xk)；設(shè)一級指標(biāo)Xi(i = 1, 2, …, k)個有Ki個二級指標(biāo)，分別記作Xi= (Xi1, Xi2, …, XiKi)( j=1,2, …, Ki))，其中Xij表示為Xi的第j個二級指標(biāo)。

2.2 運用AHP法確定各風(fēng)險因素相對權(quán)重

●2.2.1 建立權(quán)重集

設(shè)Xi的權(quán)重為Wi(i = 1, 2, 3, 4, 5),則一級權(quán)重集為：W = (W1, W2, …, Wk),其中0≤Wi≤1，設(shè)二級指標(biāo)Xij的權(quán)重集為Wij= (Wi1, Wi2, …, WiKi)(i = 1, 2, 3, 4, 5; j = 1, 2, …, Ki),其中0≤Wij≤1。

●2.2.2 構(gòu)造判斷矩陣

采用9級標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣，將同一層次的某準(zhǔn)則同另一準(zhǔn)則的重要程度用1-9的數(shù)字來表示，并且要求對因子之間進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建出對稱的判斷矩陣A=(aij)n×n，假如i元素和j元素的比較結(jié)果在矩陣中以aij表示，其中，1-9級的標(biāo)度見表2。

表2 判斷矩陣元素aij的標(biāo)度及定義

●2.2.3 計算判斷矩陣對應(yīng)的特征向量W

根據(jù)公式A·W =λ·W,可求出最大特征根λmax及對應(yīng)的特征向量W，將特征向量W進(jìn)行歸一化處理，就可以得到n個因子的權(quán)重W=[W1, W2, …, Wn]T。

●2.2.4 檢驗判斷矩陣的一致性

根據(jù)層次法原理，利用A的理論最大特征值λmax與n之間檢驗的一致性，進(jìn)行容性指標(biāo)的設(shè)置：CI= （λmax-n）/（n-1），為了檢驗矩陣的一致性，需要計算它的一致性指標(biāo)C.R.，C.R. = CI/CR。

當(dāng)指標(biāo)一致性時，CI=0；不一致性時，λmax＞n，CI＞0。根據(jù)CI＜0.1進(jìn)行判斷，一般情況下，CI＜0.1、C.R.＜0.1時，判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要進(jìn)行重新比較，而1-9階矩陣，CR的取值范圍見表3。

表3 平均隨機一致性指標(biāo)CR表

2.3 應(yīng)用模糊綜合評價法對風(fēng)險進(jìn)行評價

由于電梯工程項目的安全風(fēng)險是一個十分復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)問題，有其固有的模糊性，難以用精確數(shù)學(xué)模型來定量的表示，并進(jìn)行準(zhǔn)確的等級劃分。某個環(huán)節(jié)安全性發(fā)生變化，可能使綜合評價的結(jié)果改變，這種小的量變所引起的質(zhì)變有時用傳統(tǒng)的方法很難反映出來。所以，通過AHP方法確定各風(fēng)險因素的相對權(quán)重后，采用模糊綜合評價法建立電梯項目風(fēng)險評估模型。

●2.3.1 確定模糊評價集

風(fēng)險因素評價集依據(jù)表4電梯系統(tǒng)總體風(fēng)險等級劃分來確定。通常設(shè)模糊評估集為V = (V1, ..., Vn)

其中，Vj(j=1, 2, …, n) 表示的是電梯工程項目的風(fēng)險從低到高的各級的評語。

在本文中選取n = V1、V2、V3、V4、V5所表示的是由于風(fēng)險因素所導(dǎo)致的投資風(fēng)險的評語為“低風(fēng)險”、“較低風(fēng)險”、“一般風(fēng)險”、“較高風(fēng)險”以及“高風(fēng)險”這五個等級分別打分為V = (1, 2, 3, 4, 5)。具體劃分見表4。

表4 電梯系統(tǒng)總體風(fēng)險等級劃分

●2.3.2 隸屬矩陣的確立

在進(jìn)行完風(fēng)險等級確定之后，則需要對隸屬矩陣進(jìn)行確定。對Xk中的每個單因素評判的隸屬度向量矩陣形式為:

其中，rkij表示對Xk中的因素i評價為第j個評價的隸屬度。

●2.3.3 進(jìn)行模糊評價

二級模糊評價法就是采用層次分析法將風(fēng)險因素集合X按照特定的屬性分為幾類，先對每一類因數(shù)集做評價，然后再對評價結(jié)果進(jìn)行”類”之間的高層次綜合評價，最后利用最大隸屬度原則評價出最佳結(jié)果。

先對X1,X2,X3,…Xk二級指標(biāo)的風(fēng)險因素進(jìn)行一級模糊評價。然后對X進(jìn)行二級模糊評價，從而得出對整個項目的最終評價結(jié)果。

一級Bi模糊評價：

首先對二級指標(biāo)內(nèi)各風(fēng)險因子進(jìn)行模糊評價，由于單因素評判矩陣Rk僅反映了二級評價指標(biāo)對象的某個評價等級的影響程度，還沒有考慮各評價指標(biāo)的重要程度，需要把二級評價指標(biāo)的權(quán)重引入才能合理反映所有評價指標(biāo)的綜合影響，公式如下：

式中，Bi為二級指標(biāo)風(fēng)險因素Rk對風(fēng)險因素評價集V的隸屬向量，如Bi表示二級指標(biāo)中不可控風(fēng)險Rk隸屬于風(fēng)險“低風(fēng)險”、“較低風(fēng)險”、“一般風(fēng)險”、“較高風(fēng)險”以及“高風(fēng)險”這五個等級。Wi為二級指標(biāo)各風(fēng)險因素權(quán)重。

二級B模糊評價：

根據(jù)一級模糊評價，可得一級評價結(jié)果矩陣R，即

同理于計算一級評價方法，用公式：

對B進(jìn)行歸一化處理得到B′，最后計算綜合評分U=B′? VT為最后評價結(jié)果。

3 評價過程及舉例

本文以某寫字樓電梯安裝工程為例，通過對該項目安全風(fēng)險的識別與分析，采用AHP方法確定權(quán)重，專家對每個風(fēng)險因素進(jìn)行評分，最后建立模糊評價模型對其安全風(fēng)險進(jìn)行評價。

3.1 一級綜合評價

根據(jù)表1可以得知本項目共有5個二級指標(biāo)，每個二級指標(biāo)下有若干風(fēng)險因子，以其中一個指標(biāo)層“來自安裝施工隊”為例，對其進(jìn)行權(quán)重確定及評價。具體步驟如下：

第一步：確定指標(biāo)集為：

X1= (X11, X12, X13, X14, X15）

第二步：依據(jù)AHP方法確定判斷矩陣并算出權(quán)重：

一般使用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法對初試權(quán)重值進(jìn)行確定。十位專家依據(jù)工作經(jīng)驗、本項目的評價指標(biāo)體系和初步確定的指標(biāo)重要性的量化標(biāo)準(zhǔn)，每位專家獨立的為各評價指標(biāo)賦予權(quán)重值，再綜合專家意見，使各個評價項目的權(quán)值趨于一致，最終形成初始值。

X1X11X12X13X14X15X111 1/2 4 3 3 X122 1 7 5 5 X131/4 1/7 1 1/2 1/3 X141/3 1/5 2 1 1 X151/3 1/5 3 1 1

W1= (W11, W12, W13, W14, W15) = (0.263, 0.475, 0.055, 0.090, 0.110)

第三步：檢驗判斷矩陣的一致性，通過判斷矩陣求得λmax= 5.073，CI = 0.018，CR = 0.016≤0.1符合要求。

分別求出

第四步：建立二級指標(biāo)判斷矩陣：

通過AHP方法算出“來自外施工隊”各風(fēng)險因素所占的權(quán)重并通過一致性驗證以后，根據(jù)模糊評價集Vj構(gòu)建對Xk中的每個單因素評定的隸屬度向量矩陣：

第五 進(jìn)行模糊綜合評判：

3.2 二級模糊評價

根據(jù)一級指標(biāo)集合X = (X1, X2, X3, X4, X5)并依據(jù)AHP方法建立判斷矩陣并計算出權(quán)重W=（W1, W2, W3, W4, W5) = (0.0820 0.1381 0.2599 0.2599 0.2599）

對B進(jìn)行歸一化處理B′= (0.251, 0.225, 0.150, 0.204, 0.170)

最后對整個項目進(jìn)行綜合評價

根據(jù)表4電梯系統(tǒng)總體風(fēng)險等級劃分，該項目整體風(fēng)險判定為適度。

4 結(jié)束語

通過關(guān)于電梯工程項目安全風(fēng)險管理體系的計劃、建立、識別和評估，且根據(jù)實際經(jīng)驗，可以對電梯項目風(fēng)險評估體系進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保項目安全風(fēng)險管理處于更良性的循環(huán)狀態(tài)。從理論上而言，也就是需要建立一個風(fēng)險評估系統(tǒng)，經(jīng)過了一次循環(huán)后，通過在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)確保其以更加優(yōu)良的狀態(tài)運作而這一過程，包括技術(shù)革新、管理手段的改進(jìn)以及信息化互動等，最終達(dá)到對項目中風(fēng)險的控制。本文以某項目為例，介紹了這種評價方法并舉例，希望廣大同行給予指正。

[1] 羅蕓，樊運曉，馬曉春．風(fēng)險分析與安全評價[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

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Safety Risk Research of Elevator Project Based on AHP and Fuzzy Evaluation

Qi Song
（Fengtai District of Beijing Special Equipment Inspection Institute Beijing 100161）

There are a large number of elevator projects in China, so the safety of the elevator project is quite critical. This paper focuses on the risk management, regarding to the risky factors of elevator project to identify, analyze by using the Analytic Hierarchy Process, assess by using the fuzzy comprehensive evaluation method, to get the risk evaluation of elevator project. Finally explained with examples, it is benefit for the project management enterprises to manage the elevator safety project risk.

Risk management Risk evaluation Analytic hierarchy process

X941

B

1673-257X(2017)05-0044-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.05.010

祁松(1981～)，男，碩士，中級工程師，從事機電類特種設(shè)備檢測及科研工作。

祁松，E-mail: 6345774@qq.com。

2017-03-22）