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台山市碧桂园房地产开发有限公司
摘要：随着社会经济的发展，大城市用地紧张局势加剧，高层建筑也越来越多，本文根据高层建筑自身的施工特点，分析了高层建筑背后潜在的施工安全因素，构建了高层建筑施工安全管理效果评价指标体系，利用层次分析法和模糊数学理论对高层建筑施工过程中的安全管理效果进行评价研究，并辅之以具体案例。
关键词：高层建筑；施工安全；层次分析法；模糊评价
1概述
高层建筑施工安全管理效果是指在高层建筑施工过程中建立安全管理体系，针对风险源，采用相关安全管理措施，在安全管理上取得的管理效果。而一般的评价方法有很多，如层次分析法[1]、模糊层次分析法[2]、专家打分法[3]、主成份分析法[4]等。在本文中，采用的是模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process）。
本文重点讨论的是高层建筑的施工安全问题，高层建筑有别与其他普通建筑，这是安全管理效果影响因子中的客观因素。高层建筑越高，工程越复杂，需要的设备和人员越多，越容易形成安全风险，安全措施的效果反而越不明显。
通过查阅相关文献[5-7]本文总结了高层建筑施工的一般施工特点如下五个方面：
1）高层建筑工程量大、工序复杂
高层建筑施工中包括施工、土方、钢筋、模板、混凝土、砌筑以及装修设备管线等用量非常大.同时施工工序繁多，需要土方、模板、钢筋、混凝土、砌筑、电管、通风、电焊等多个专业交叉进行，增大了各个组织之间的配合复杂程度，而且施工现场设备数量与种类多。
2）高层建筑施工准备工作量大
由于高层建筑体积、建筑面积大，施工时需要大量的建筑材料和多个工种施工同时进行，所以在施工开始前需要大量的准备工作。准备工作包括建筑材料、机械设备的安放、采购和运输路线的规划铺设、各专业的人力和物力准备工作，以保证工程顺利的进行。
3）高层建筑施工的工期紧、周期长
高层建筑工程量大，工期较紧；施工密集，造成施工时间跨度比较大。
4）高层建筑地基和基础的处理麻烦，基础埋深较大。
高层建筑对一般对地基的要求都很高，同时需要建地下停车场以及地下室，加上对地下水的处理要求比较高，造成地基处理技术相当复杂，这又是高层建筑有别其它种类建筑的一大特点。
5）高层建筑高处作业较多，安全防护要求严格。
高层建筑在施工时要进行大量的材料、设备以及人员的垂直运输。加上高空作业场地狭窄，工作立体性强，需要各种安全防护措施，保证施工场地和地面行人的安全。
在分析高层建筑施工的一般施工特点的基础上，本文通过罗列高层建筑施工过程中影响安全管理效果的因素，建立高层建筑施工安全管理效果评价指标体系，并利用层次分析法（AHP）对安全管理措施的重要性进行排序；再利用模糊数学理论，对高层建筑施工过程的安全管理效果进行评价研究。
2 基于层次分析法的高层建筑施工安全管理效果评价
层次分析法（AHP）作为一种定性与定量分析方法相结合的综合性评价方法，在安全和环境研究的多个领域得到广泛应用。
安全管理效果的影响因子主要可以分为两方面：一方面是客观因素；另一方面是主观因素。客观因素指客观存在的风险因素，本文认为项目越复杂，周期越长等因素都是潜在的风险因素。客观因素主要包括：职工安全素质、环境、设备、施工复杂度、工期长度等因素。本文认为主观因素就是积极发挥人的主观能动性，通过各项积极措施来降低风险。主观因素包括：制度、教育、技术等安全管理措施。
本文首先利用AHP评价方法对高层建筑施工安全管理的效果进行综合性评价。
2.1构建高层建筑施工安全管理效果评价指标体系
根据上述所分析的安全管理效果的影响因子，参考一般建筑施工安全评价采用的指标体系[8]，结合高层建筑的特点，应用专家咨询法，将影响高层建筑施工安全管理效果的因素划分为以下层次：第一层为目标层，即高层建筑施工安全管理效果；第二层为准则层，包括项目特征、施工环境、安全管理制度、安全管理文化、安全技术四个一级指标；第三层是指标层，为准则层的进一步深化，由19个二级指标构成。具体递阶结构如下图所示：
图1 高层建筑施工安全管理效果评价指标体系递阶结构
有关的各个因素按照不同属性被分解成若干层次，同一层的诸因素从属于上一层的因素，或者对上层因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。
在本文的层次结构模型中，评价指标体系的多级梯阶结构是完全独立结构。基于此，运用层次分析法构造成对比较矩阵。首先对三个层次指标进行编号，依次为：第一层次为A；第二层依次为B1，B2，B3，B4，B5；第三层依次为：C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15，C16，C17，C18，C19。
2.2 构造成对比较矩阵
接着利用成对比较法和1—9比较尺度构造成对比较阵，直到最下层，比较矩阵具体打分情况如下所示：
运用成对比较法构造指标成对比较矩阵完成后，需要计算指标矩阵的权重向量，并进行一致性检验。
2.3计算权重向量并做一致性检验
构造好成对判断矩阵后，需要根据判断矩阵计算针对某一准则层各元素的相对权重，并进行一致性检验。
本文利用规范列平均法（求和法）计算相对成对比较矩阵中各因素的重要性程度；一致性比例C.R.（consistency ratio） ，其中 。当CR<0.1时，判定成对比较阵A具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受的；否则就调整成对比较矩阵A，直到达到满意的一致性为止。 相对权重矩阵以及一致性比例CR计算结果如下所示（此处略去计算过程，仅给出计算结果）：
从表中可以看出每组判定矩阵的一致性比例CR<0.1，符合一致性检验。最后计算各因素的综合重要度，以结果降序排列，得到下表1：
从分析结果来看，现场设备检查制度C9、安全违规处理制度C12是高层建筑最为重要的安全管理措施，这表明一级指标安全管理制度在高层建筑施工过程中起到至关重要的作用；其他各项相关安全管理措施的重要性排序如上表所示。
从准则层指标出发，我们可以将相应的施工过程的安全管理措施分为非常重要、重要、一般重要三个层次，具体如下图2所示：
图2 安全措施重要性
3 高层建筑施工安全管理效果模糊综合评价
3.1根据评价指标集合构造指标评语集合
从图1可知一级指标集合为{B1，B2，B3，B4，B5}；其中一级指标项目特征B1下的二级指标集合为{C1，C2，C3}；等等均是评价指标集合。
评语集合指评价人员对任意一个评价指标可能给出的评价结果所构成的一个集合。本文中对指标都按对施工过程中安全风险大小的的{优、良、中、差}4个等级标准来评价。如对于高层建筑高度，高度越低，安全风险越小，指标越接近水平优。采用德尔菲法，由数位专家对各方案的风险进行风险适应性打分，然后平均求得各因素的风险程度值，这样就可以得到模糊评价矩阵。
本文以某市某区房地产项目为例，进行模糊综合评价[9]。该项目由多层花园洋房和小高层建筑组成，我们以其中的18层住宅施工过程为例评估。详细评价见下表2
3.2 模糊综合评价
从表4可知，一级指标B1下的二级指标集合{C1，C2，C3}的模糊评价矩阵R1为： ；
同理可求的一级指标B2的模糊评价矩阵为：
B3的模糊评价矩阵为：
结果表明：评价小组中25%的人认为该项目18层住宅项目施工的安全管理效果为“优”；45%的为“良”；23%的为“中”；8%的为“差”。根据最大隶属度原则，我们可以认为该项目的施工安全管理效果属于“良”的水平。
如果改用百分制评价，把评语集合{优，良，中，差}改用百分制标准，如{ 95，85，75，55}。于是，该项目的施工安全管理效果水平为（0.25，0.45，0.23，0.08）*（95，85，75，55）T= 83.65分，同样为“良”等级。
4 结论
近些年来，高层建筑的建设呈逐年上涨趋势，高层建筑施工安全管理问题也日渐突出。本文运用模糊层次分析法，开展了高层建筑施工安全管理效果评价研究。把主观和客观因素有机地结合起来，既克服了主观权重的随意性，又反映专家的知识和实际经验以及决策者的意见，结果更为准确合理。
参考文献：
[1]张万君，建设项目安全管理系统的评价与实证研究，硕士，东北大学，2008
[2]李成华，李慧民，云小红，基于模糊层次分析法的建筑安全管理绩效评价研究，西安建筑科技大学学报（自然科学版），2009，（02）：207～212
[3]张传燕，桥梁施工安全管理及评价系统研究，硕士，重庆大学，2008
[4]苏义坤，张守健，孙三龙，工程建设安全管理效果评价，佳木斯大学学报（自然科学版），2003，（04）：383～389
[5]乔元路，高层建筑施工安全管理研究，硕士，青岛理工大学，2011
[6]李伟，高层建筑施工安全评价，科技视界，2013，（01）：69～118
[7]廉凤梅，高层建筑施工安全评价研究，硕士，辽宁工程技术大学，2006
[8]李成华，李慧民，云小红，基于模糊层次分析法的建筑安全管理绩效评价研究，西安建筑科技大学学报（自然科学版），2009，（02）：207～212
[9]赵瑛，张艳利，基于模糊数学的高层建筑施工安全评价研究，河南科技，2012，（17）
摘要：随着社会经济的发展，大城市用地紧张局势加剧，高层建筑也越来越多，本文根据高层建筑自身的施工特点，分析了高层建筑背后潜在的施工安全因素，构建了高层建筑施工安全管理效果评价指标体系，利用层次分析法和模糊数学理论对高层建筑施工过程中的安全管理效果进行评价研究，并辅之以具体案例。
关键词：高层建筑；施工安全；层次分析法；模糊评价
1概述
高层建筑施工安全管理效果是指在高层建筑施工过程中建立安全管理体系，针对风险源，采用相关安全管理措施，在安全管理上取得的管理效果。而一般的评价方法有很多，如层次分析法[1]、模糊层次分析法[2]、专家打分法[3]、主成份分析法[4]等。在本文中，采用的是模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process）。
本文重点讨论的是高层建筑的施工安全问题，高层建筑有别与其他普通建筑，这是安全管理效果影响因子中的客观因素。高层建筑越高，工程越复杂，需要的设备和人员越多，越容易形成安全风险，安全措施的效果反而越不明显。
通过查阅相关文献[5-7]本文总结了高层建筑施工的一般施工特点如下五个方面：
1）高层建筑工程量大、工序复杂
高层建筑施工中包括施工、土方、钢筋、模板、混凝土、砌筑以及装修设备管线等用量非常大.同时施工工序繁多，需要土方、模板、钢筋、混凝土、砌筑、电管、通风、电焊等多个专业交叉进行，增大了各个组织之间的配合复杂程度，而且施工现场设备数量与种类多。
2）高层建筑施工准备工作量大
由于高层建筑体积、建筑面积大，施工时需要大量的建筑材料和多个工种施工同时进行，所以在施工开始前需要大量的准备工作。准备工作包括建筑材料、机械设备的安放、采购和运输路线的规划铺设、各专业的人力和物力准备工作，以保证工程顺利的进行。
3）高层建筑施工的工期紧、周期长
高层建筑工程量大，工期较紧；施工密集，造成施工时间跨度比较大。
4）高层建筑地基和基础的处理麻烦，基础埋深较大。
高层建筑对一般对地基的要求都很高，同时需要建地下停车场以及地下室，加上对地下水的处理要求比较高，造成地基处理技术相当复杂，这又是高层建筑有别其它种类建筑的一大特点。
5）高层建筑高处作业较多，安全防护要求严格。
高层建筑在施工时要进行大量的材料、设备以及人员的垂直运输。加上高空作业场地狭窄，工作立体性强，需要各种安全防护措施，保证施工场地和地面行人的安全。
在分析高层建筑施工的一般施工特点的基础上，本文通过罗列高层建筑施工过程中影响安全管理效果的因素，建立高层建筑施工安全管理效果评价指标体系，并利用层次分析法（AHP）对安全管理措施的重要性进行排序；再利用模糊数学理论，对高层建筑施工过程的安全管理效果进行评价研究。
2 基于层次分析法的高层建筑施工安全管理效果评价
层次分析法（AHP）作为一种定性与定量分析方法相结合的综合性评价方法，在安全和环境研究的多个领域得到广泛应用。
安全管理效果的影响因子主要可以分为两方面：一方面是客观因素；另一方面是主观因素。客观因素指客观存在的风险因素，本文认为项目越复杂，周期越长等因素都是潜在的风险因素。客观因素主要包括：职工安全素质、环境、设备、施工复杂度、工期长度等因素。本文认为主观因素就是积极发挥人的主观能动性，通过各项积极措施来降低风险。主观因素包括：制度、教育、技术等安全管理措施。
本文首先利用AHP评价方法对高层建筑施工安全管理的效果进行综合性评价。
2.1构建高层建筑施工安全管理效果评价指标体系
根据上述所分析的安全管理效果的影响因子，参考一般建筑施工安全评价采用的指标体系[8]，结合高层建筑的特点，应用专家咨询法，将影响高层建筑施工安全管理效果的因素划分为以下层次：第一层为目标层，即高层建筑施工安全管理效果；第二层为准则层，包括项目特征、施工环境、安全管理制度、安全管理文化、安全技术四个一级指标；第三层是指标层，为准则层的进一步深化，由19个二级指标构成。具体递阶结构如下图所示：
图1 高层建筑施工安全管理效果评价指标体系递阶结构
有关的各个因素按照不同属性被分解成若干层次，同一层的诸因素从属于上一层的因素，或者对上层因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。
在本文的层次结构模型中，评价指标体系的多级梯阶结构是完全独立结构。基于此，运用层次分析法构造成对比较矩阵。首先对三个层次指标进行编号，依次为：第一层次为A；第二层依次为B1，B2，B3，B4，B5；第三层依次为：C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15，C16，C17，C18，C19。
2.2 构造成对比较矩阵
接着利用成对比较法和1—9比较尺度构造成对比较阵，直到最下层，比较矩阵具体打分情况如下所示：
运用成对比较法构造指标成对比较矩阵完成后，需要计算指标矩阵的权重向量，并进行一致性检验。
2.3计算权重向量并做一致性检验
构造好成对判断矩阵后，需要根据判断矩阵计算针对某一准则层各元素的相对权重，并进行一致性检验。
本文利用规范列平均法（求和法）计算相对成对比较矩阵中各因素的重要性程度；一致性比例C.R.（consistency ratio） ，其中 。当CR<0.1时，判定成对比较阵A具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受的；否则就调整成对比较矩阵A，直到达到满意的一致性为止。 相对权重矩阵以及一致性比例CR计算结果如下所示（此处略去计算过程，仅给出计算结果）：
从表中可以看出每组判定矩阵的一致性比例CR<0.1，符合一致性检验。最后计算各因素的综合重要度，以结果降序排列，得到下表1：
从分析结果来看，现场设备检查制度C9、安全违规处理制度C12是高层建筑最为重要的安全管理措施，这表明一级指标安全管理制度在高层建筑施工过程中起到至关重要的作用；其他各项相关安全管理措施的重要性排序如上表所示。
从准则层指标出发，我们可以将相应的施工过程的安全管理措施分为非常重要、重要、一般重要三个层次，具体如下图2所示：
图2 安全措施重要性
3 高层建筑施工安全管理效果模糊综合评价
3.1根据评价指标集合构造指标评语集合
从图1可知一级指标集合为{B1，B2，B3，B4，B5}；其中一级指标项目特征B1下的二级指标集合为{C1，C2，C3}；等等均是评价指标集合。
评语集合指评价人员对任意一个评价指标可能给出的评价结果所构成的一个集合。本文中对指标都按对施工过程中安全风险大小的的{优、良、中、差}4个等级标准来评价。如对于高层建筑高度，高度越低，安全风险越小，指标越接近水平优。采用德尔菲法，由数位专家对各方案的风险进行风险适应性打分，然后平均求得各因素的风险程度值，这样就可以得到模糊评价矩阵。
本文以某市某区房地产项目为例，进行模糊综合评价[9]。该项目由多层花园洋房和小高层建筑组成，我们以其中的18层住宅施工过程为例评估。详细评价见下表2
3.2 模糊综合评价
从表4可知，一级指标B1下的二级指标集合{C1，C2，C3}的模糊评价矩阵R1为： ；
同理可求的一级指标B2的模糊评价矩阵为：
B3的模糊评价矩阵为：
结果表明：评价小组中25%的人认为该项目18层住宅项目施工的安全管理效果为“优”；45%的为“良”；23%的为“中”；8%的为“差”。根据最大隶属度原则，我们可以认为该项目的施工安全管理效果属于“良”的水平。
如果改用百分制评价，把评语集合{优，良，中，差}改用百分制标准，如{ 95，85，75，55}。于是，该项目的施工安全管理效果水平为（0.25，0.45，0.23，0.08）*（95，85，75，55）T= 83.65分，同样为“良”等级。
4 结论
近些年来，高层建筑的建设呈逐年上涨趋势，高层建筑施工安全管理问题也日渐突出。本文运用模糊层次分析法，开展了高层建筑施工安全管理效果评价研究。把主观和客观因素有机地结合起来，既克服了主观权重的随意性，又反映专家的知识和实际经验以及决策者的意见，结果更为准确合理。
参考文献：
[1]张万君，建设项目安全管理系统的评价与实证研究，硕士，东北大学，2008
[2]李成华，李慧民，云小红，基于模糊层次分析法的建筑安全管理绩效评价研究，西安建筑科技大学学报（自然科学版），2009，（02）：207～212
[3]张传燕，桥梁施工安全管理及评价系统研究，硕士，重庆大学，2008
[4]苏义坤，张守健，孙三龙，工程建设安全管理效果评价，佳木斯大学学报（自然科学版），2003，（04）：383～389
[5]乔元路，高层建筑施工安全管理研究，硕士，青岛理工大学，2011
[6]李伟，高层建筑施工安全评价，科技视界，2013，（01）：69～118
[7]廉凤梅，高层建筑施工安全评价研究，硕士，辽宁工程技术大学，2006
[8]李成华，李慧民，云小红，基于模糊层次分析法的建筑安全管理绩效评价研究，西安建筑科技大学学报（自然科学版），2009，（02）：207～212
[9]赵瑛，张艳利，基于模糊数学的高层建筑施工安全评价研究，河南科技，2012，（17）