模糊数学法在建筑施工安全评价中的应用.doc

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1、模糊数学法在建筑施工安全评价中的应用摘要:在建筑施工过程中，大多数安全状态的辨别都受人为的主观因素影响较大，为了使辨别的结果更加科学合理，应用模糊数学及层次分析的综合评判方法，对施工安全状态进行定量表达，该方法运算简便，可操作性强，较其他方法更适合于施工现场普遍存在的文化水平低、凭经验判断安全状态的现象，便于施工现场管理人员掌握，并及时发现事故隐患。0 引言为更合理、科学评价安全状况，在分析研究了管理科学中的评价理论基础上，借鉴其中较为成熟的模糊综合评价方法以及层次分析法，结合建筑业的特点，构建了运用模糊评价模型对建筑施工现场进行安全综合评价的方案。应用该方法，不仅可以了解和掌握施工现场的整体

2、安全性，准确地查找事故隐患和管理缺陷，而且能够提供预防和完善改进措施。同时，该方法也可以作为企业评比考核的依据以及保险公司确定项目工伤提供预防和完善改进措施。1建筑施工安全模糊综合评价模型的建立1.1建筑施工安全评价指标体系建立的原则建筑施工安全评价体系是由一系列衡量建筑施工安全水平的评价指标或标准组成，用于安全评价的安全因素的集合。指标体系作为建筑施工安全评价的理论基础具有不可替代的作用，该体系设置的合理与否关系到评价结果的准确性。因此，指标体系的建立应考虑的原则有：科学性原则、系统性原则、规范性原则、动态化原则、预防性原则、可行性原则以及定量与定性相结合的原则。按照上述原则,针对安全评价对

3、象的具体特点，才能建立起正确的建筑施工安全评价指标体系。1.2建筑施工安全评价指标体系的建立影响建筑安全的因素很多, 有技术因素和非技术因素,无论是技术因素还是非技术因素均可归属于人、机、环境这三大系统, 据此建立反映建筑安全生产的递阶层次结构,该结构由目标层、制约因素层和基本因素层组成。图1中，建筑安全评价为目标层；人、机、环境这三大系统为制约因素层, 即一级子指标; 身体、技能、知识、组织、机械、设施、材料、场地、条件、气候为基本因素层， 即二级子指标。四、模糊综合评价 系统安全状况是个极其复杂的多因素、多变量、多层次的人机系统。在这个系统中，除了客观事物的差异在中介过渡阶段所呈现的“亦此

4、亦彼”性外，还有人们思维和行动中的模糊性。可以说，系统安全状况中的各种问题，从信息决策到目标控制，都有不可忽视的模糊性。用模糊数学理论建立的系统安全评价模型对安全管理工作具有指导意义。1. 模糊评价数学模型现以二级模糊评价为例加以说明。(1) 确定因素层次。设因素集为： U = u1，u2，umui（i = 1，2，m）为第一层次（也即最高层次）中的第i个因素，它又由第二层次中的n个因素决定，即 ui = ui1，ui2，uin ( j =1，2，n )(2) 建立权重集。根据每一层次中各个因素的重要程度，分别给每一因素赋以相应的权数，于是得各个因素层次的权重集如下： 第一层次的权重集： =

5、(a1，a2，ai，am) ai ( i = 1，2，m )是第一层次中第i个因素ui的权数。第二层次的权重集： i= (ai1，ai2，aij，ain) ( j = 1，2，n )aij是第二层次中，决定因素uij的权数。(3) 建立备择集不论因素层次有多少，备择集只有一个。设总评判的结果共有p个，则备择集可一般地建立为： V = v1，v2，vp (4) 一级模糊综合评判 由于每一因素都是由低一层次的若干因素决定的，所以每一因素的单因素评判，应是低一层次的多因素综合评判，则第二层次的单因素评判矩阵为：i = 决定ui的uij的因素有多少个，Ri矩阵便有多少行；备择集元素有多少个，Ri矩阵便

6、有多少列。 于是，第二层次模糊综合评判集为：i = i i 即 i = (ai1，ai2，ain) =（bi1， bi2，,，bip） (5) 二级模糊综合评判。一级模糊综合评判仅是对最低一层因素进行综合，实际上仅是上一层次的单因素评判。为了综合考虑所有因素的影响，还必须进行二级模糊综合评判，即对上一层次中各因素的影响进行综合。即第一层次的单因素评判矩阵为： = = 于是, 二级模糊综合评判集为： = = = ( b1，b2，bp ) (6) 求系统安全评价的总得分ff = BST式中，ST 各级别的分值。(7) 求综合评价系统的安全等级 系统安全得分 90 8089 7079 6069 50

7、59 50 安全等级 很好 好 良好 中等 较差 差 2. 应用实例某钢铁厂利用模糊评价法对本厂安全状况进行评价。(1) 建立综合因素评价集U U = u1，u2， u3， u4， u5， u6 = 伤亡事故，安全管理，安全教育，安全技术，生产环境，劳动卫生 (2) 各因素的权重分配 A = ( a1，a2，a3，a4，a5，a6 ) = (0.3，0.2，0.15，0.15，0.1，0.1 ) (3) 建立各评价因素的子因素uij，见表6-24中的第5项。(4) 建立各评价因素的子因素的权重分配Aij，见表6-14中的第6项。 (5) 建立评价矩阵R i。根据专家投票得各因素Ui的评价矩阵R

8、 i，如表6-14中的第9项。(6) 求各因素评价矩阵i = i i 其结果如表6-14中的第10项。(7) 归一化处理。其结果如表6-14中的第11项。(8) 建立总评价矩阵RR = = (9) 求综合因素评价矩阵 = = (0.3，0.2，0.15，0.15，0.1，0.1 ) = (0.3，0.25，0.25，0.15，0.133 )(1) 采用层次分析法可以合理地确定出各评价指标的权重.(2) 采用模糊评价技术可以全面和客观地反映建筑施工企业的安全生产状况,比当前采用的检查表法是一个进步.(3) 该指标体系还存在一些问题有待进一步研究,以使该方法更为科学有效.本文从安全生产管理制度,资

9、质、机构与人员管理,安全技术管理,设备与设施管理四个方面出发建立了一种建筑施工企业安全评价方法。分析了安全评价的各个因素,建立了模糊综合评估的数学模型,确定了建筑安全等级的隶属函数,通过算例计算分析了模糊综合评价指标,所建立的方法简单有效。96 表6-14 某 企 业 安 全 状 况 模 糊 评 价 表归一化处理 0.3 + 0.25 + 0.25 + 0.15 + 0.133 = 1.083 B = ( 0.3/1.083，0.25/1.083，0.25/1.083，0.15/1.083，0.133/1.083 ) = ( 0.277，0.231，0.231，0.138，0.123 )(10) 求系统总得分。上式表明，对系统的安全状况按五个等级评价时，所得结果的分布。如对各种级别都按百分制给分(见下表)，可求得系统的总得分f。 分 数 95 80 60 50 40 安全级别 好 较好 中 较差 差 f = a1b1a2b2a3b3a4b4a5b5 = 950.277800.231600.231500.138400.123 = 70.5 该厂安全状况属于“良好”等级。