建筑安全生产预警体系研究是以企业预警体系论为指导,针对建筑企业安全生产不适于建筑发展现状的矛盾提出的一种新型的、具有创造意义的研究课题。它通过对现有建筑安全生产模式的分析论证,提出一种能够监测、诊断、预控安全事故的建筑安全生产预警体系系统。旨在为建筑安全生产管理提供一种具有实际运用价值和可操作性的建筑安全管理新模式。

　　针对建筑企业而言,建筑安全生产预警管理技术的本质在于预先控制、事前管理,其目的就是要在建筑安全工作中实现预警管理,变原来的跟踪调节为预期调节,实现管理思想和管理方式的根本转变。建筑安全预警管理需要从事故危险源出发,重视对危险源和隐患进行监控预警,采用高新技术手段实施各种监控预警措施,变事故处理为事故预防,随时发现隐患,随时进行排除,把事故消灭在萌芽状态,牢牢掌握安全管理的主动权,从而把安全管理工作的水平提高到一个新层次。

1　建筑安全预警指标体系的建立

　　要进行建模研究,就必须先找到能够合理反映建筑安全生产的指标。本文从人员、机械、环境和管理4个方面来建立指标体系。当然各方面涉及到的内容有所不同,其基本方法是通过统计各个指标的百分比来进行预警。只有这四方面协调发展才能保证建筑的安全生产,忽视任何一个方面都将对建筑生产造成一定的安全隐患。

1 1　建筑施工人员监测指标(Ｈ1)

　　(1)违章作业率(Ｐ1)　违章作业是建筑安全事故的主要原因。违章作业率=(工作人员的违章次数 现场施工人员总数)×100%。

　　(2)违章指挥率(Ｐ2)　违章指挥率主要是针对现场管理人员的不安全行为而建立的预警监测指标。违章指挥率=(指挥人员的违章次数 现场施工人员总数)×100%。

　　(3)作业人员技术水平达标率(Ｐ3)　未达到国家规定的生产技术水平就上岗操作,则必然为事故的发生埋下隐患。作业人员技术水平达标率=(技术达标人员数 现场施工人员总数)×100%。

　　(4)作业人员超时作业率(Ｐ4)　作业人员得不到充分休息、疲劳作业也是导致安全事故发生的主要原因之一。作业人员超时作业率=(作业人员超时工作日 作业人员总工作日)×100%。

1 2　施工机械监测指标(Ｈ2)

　　(1)机械维修保养合格率(Ｐ1)　设备维修保养不良是设备不安全状态的主要表现。维修保养合格率=(抽检设备维修保养合格数 抽检设备总台数)×100%。

　　(2)设备故障率(Ｐ2)　及时了解并掌握设备故障率的变化趋势,将有利于控制设备的不安全状态,保障安全生产。设备故障率=(设备故障停机时间 设备生产运转时间)×100%

　　(3)设备更新率(Ｐ3)　机械设备损耗随着生产的不断进行,必然会在一定程度上影响建筑生产的效率和生产安全质量,因此就需要定期对设备进行更新。设备更新率=(某段时间内设备更新台数 同期建筑拥有总设备数)×100%。

　　(4)设备带病作业率(Ｐ4)　要彻底控制建筑设备不安全状态,必须控制设备带病作业率。设备带病作业率=(设备带病作业数 使用设备总台数)×100%。

　　(5)安全防护设备合格率(Ｐ5)　安全防护作为建筑生产的主要保护措施,在整个作业环境中起着举足轻重的作用。安全防护设备合格率=(安全防护设备合格数 建筑拥有的设备总数)×100%。

1 3　管理状态监测指标体系(Ｈ3)

　　(1)安全管理制度完善率(Ｐ1)　主要指针对建筑安全生产情况,在制订安全管理制度时,是否考虑到建筑生产的各方面因素,包括“内部、外部;职工、管理层” 等诸方面因素。安全管理制度完善率=(实用安全管理制度数 安全管理制度总数)×100%。

　　(2)安全管理制度标准率(Ｐ2)　针对每一条款而言,将安全管理加以细化,使每一项制度符合建筑安全的生产特点,而且通过努力可以实现。安全管理制度标准率=(标准安全管理数 安全管理制度总数)×100%。

　　(3)专业安全管理人员占有率(Ｐ3)　安全管理作为管理的一个重要方面,必须有专门的安全管理人员来执行,否则安全生产问题将被忽视。专业安全管理人员占有率=(专业安全管理人员数 全部安全管理人员数)×100%。

　　(4)安全管理组织的协调性(Ｐ4)　作为一个组织,必然有许多部门,因此在执行任务的过程中必须强调组织的合作精神,任何一个部门脱节都将影响到整个组织的工作。任务执行的满意度=(任务执行的满意数 组织接受任务的总数)×100%。

　　(5)事故率(Ｐ5)=事故件数 同期内完成的工程量。(6)伤亡率(Ｐ6)=伤亡人数 同期内完成的工程量。

1 4　现场作业环境监测指标体系(Ｈ4)

　　(1)文明施工达标率(Ｐ1)=文明施工检查项目不合格数 文明施工检查项目总数。

　　(2)脚手架达标率(Ｐ2)=脚手架检查项目不合数 脚手架检查项目总数。

　　(3)基坑支护与模板工程达标率(Ｐ3)=基坑支护与模板工程检查项目不合格数 基坑支护与模板工程检查项目总数。

　　(4)“三宝、四口”防护达标率(Ｐ4)=“三宝、四口”防护检查项目不合格数 “三宝、四口”防护检查项目总数。

　　(5)施工用电达标率(Ｐ5)=施工用电检查项目不合格数 施工用电检查项目总数。

　　(6)施工机具达标率(Ｐ6)=施工机具检查项目不合格数 施工机具检查项目总数。

2　综合预警模型的建立

　　由于各指标都只反映某一个方面的内容,无法从整体上把握建筑安全管理情况。为了建立科学、合理的预警指标体系,必须对各个层级预警监测指标的重要程度统一度量,即对各个层级监测指标的权重予以确定。在此,本文通过层次分析法(ＡＨＰ)对各个监测指标的权值进行分析。

(1)比较矩阵的构成

　　比较矩阵Ｅ是表示同一层次几个因素相对于上一层次中某个因素而言,两两比较其相对重要程度的矩阵。为了方便决策人(专家)对各要素的重要度做出判断比较,本文比较矩阵采用三标度判断而得。其构成方法如下。

　　层次Ｐ中的ｎ个因素(Ｐ1,Ｐ2,……,Ｐｎ)相对于上一层次Ｈ中的某因素Ｈｉ的比较矩阵Ｅｉ为:

　　ｅｉｊ表示层次Ｐ中因素ｉ相对于因素ｊ而言的“重要程度”的判断值,此值是以上一层次中的因素Ｈ为判断标准,而得出的。由此,各因素的重要性排序指数ｋｉ可按式(2)计算。

(2)判断矩阵的构成

　　判断矩阵Ｆ是表示各两两因素间的相对重要程度的矩阵,矩阵中的各元素按式(3)来确定。

(3)判断矩阵一致性的检验

　　应用层次分析法必须考虑“一致性检验”问题,即判断矩阵Ｆ有如下关系:

(4)归一化的权重计算

　　层次单排序是对上一层中某因素有关联的本层次中的各个因素进行权重分析。依据变通方法,如果判断矩阵的相容性好,则可求得估计权重模糊向量 Ｗ′=(ｗ′1,ｗ′2,…,ｗ′ｎ),其中:

　　然后再进行归一化处理,求得归一化的估计权重向量 Ｗ为:

　　为了进一步了解各个因素对整个建筑安全生产预警体系的影响程度,还需在各层因素单排序的基础上进行系统整体排序,通过层次总排序可求得各个因素对整个预警体系的排序权值。

(5)预警指数计算

　　由上述层次单排序求得层次Ｐ中的因素Ｐ1,Ｐ2,…,Ｐｎ对层次Ｈ中的各因素Ｈ1,Ｈ2,…,Ｈｍ的单排序权重,构建权重模糊矩阵: Ｑ=[ｑｉｊ](ｉ=1,2,…,ｎ;ｊ=1,2,…,ｍ)。ｑｉｊ表示层次Ｐ中因素Ｐｉ对层次Ｈ中因素Ｈｊ的单排序权值,当Ｐｉ与Ｈｊ无关联时,ｑｉｊ=0。由此,Ｐ层次中Ｐ1,Ｐ2,…,Ｐｎ对总指标Ａ的总排序值可按下式求得:

　　式中: Ｗ0为层次Ｈ中Ｈ1,Ｈ2,…,Ｈｍ对总指标Ａ的权重模糊向量;ｗａ1,ｗａ2,…,ｗａｎ为层次Ｐ中因素Ｐ1,Ｐ2,…,Ｐｎ对总指标Ａ的总排序权值。

　　先对指标进行归一化是因为不同指标体系及其相关指标的值,由于量纲不同,无法直接进行比较。为保证方案间相同指标的可比性,需对原始数据进行无量纲化处理,由于所有指标都是以百分率表示,即可令:

　　公式(8)适用于值越大越好的指标属性,公式(9)适用于值越小越好的指标属性。(ｘｉ)ｈｙｐ为行业平均值。

预警指数ＴＩ可表示为:

3　工程应用实例

　　某市人民医院功能综合楼工程,建筑物长52 5ｍ,宽47ｍ,底层建筑面积约5860 94ｍ2,总建筑面积约52053 16ｍ2;设有1层地下室作停车用,地面以上主体建筑共23层;其中首层层高4 5ｍ,2～22层层高3 4ｍ,23层层高3 9ｍ。建筑物总高79 8ｍ。

　　按建立的预警指标体系权重分析模型,即可对预警指标体系的各层指标权值逐一确定。邀请了设计院、监理单位、质量安全监督站及本公司的7位专家对各项预警监测指标以指标体系为判断准则进行1～10的评分比较,再将7位专家评分相加,得出该项指标的评价参照值。结果如下:

Ｈ1={Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4}={违章作业率,违章指挥率,作业人员技术水平达标率,作业人员超时作业率}={54,24,42,31};

Ｈ2={Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4,Ｐ5}={机械维修保养合格率,设备故障率,设备更新率,设备带病作业率,安全防护设备合格率}={35,29,12,53,53};

Ｈ3={Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4,Ｐ5,Ｐ6}={安全管理制度完善率,安全管理制度标准率,专业安全管理人员占有率,任务执行满意度,事故率,伤亡率}={44,14,28,36,51,56};

Ｈ4={Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4,Ｐ5,Ｐ6}={文明施工达标率,脚手架达标率,基坑支护与模板工程达标率,“三宝”、“四口”防护达标率,施工用电达标率,施工机具达标率}={42,57,57,50,50,50};

Ａ0={Ｈ1,Ｈ2,Ｈ3,Ｈ4}={人员状态指标,机械状态指标,管理状态指标,作业环境状态指标}={47,38,47,55}。

　　按所建立的综合预警模型计算,求得归一化的估计权重模糊向量如下:

Ｗ1=(ｗ1,ｗ2,ｗ3,ｗ4)=(0 4375,0 1875,0 0625,0 3125)。

　　由以上结果可知,对于现场施工人员监测指标体系,违章作业率和作业人员超时作业率对现场施工人员的影响最明显。对于Ｈ2,Ｈ3,Ｈ4,Ｈ0同理可得:

Ｗ2=(ｗ1,ｗ2,ｗ3,ｗ4,ｗ5)=(0 12,0 20,0 04,0 28,0 36);

Ｗ3=(ｗ1,ｗ2,ｗ3,ｗ4,ｗ5,ｗ6)=(0 1944,0 0278,0 0833,0 1389,0 2500,0 3056);

Ｗ4=(ｗ1,ｗ2,ｗ3,ｗ4,ｗ5,ｗ6)=(0 0278,0 2778,0 2778,0 1389,0 1389,0 1389);

Ｗ0=(ｗ1,ｗ2,ｗ3,ｗ4)=(0 2500,0 0625,0 2500,0 4375)。

　　其中 Ｗ1, Ｗ2, Ｗ3, Ｗ4分别表示对Ａ层次中指标体系Ｈ1,Ｈ2,Ｈ3,Ｈ4有关联的层次Ｐ中各指标的归一化估计权重模糊向量; Ｗ0表示层次Ｈ中各指标体系对预警指标总体系Ａ的归一化估计权重模糊向量。

　　将上述各层次单排序权重的计算结果,代入公式(7),即可得到如下预警指标体系总排序的权值:

Ｗα= Ｗ0 Ｑ=(0 1094,0 0469,0 0156,0 0781,0 0075,0 0125,0 0025,0 0175,0 0225,0 0486,0 00695,0 0208,0 0347,0 0625,0 0764,0 0122,0 1215,0 1215,0 0608,0 0628,0 0628)。

　　各项指标进行归一化处理,根据公式(8)、(9)可计算,式中(ｘｉ)ｈｙｐ可用2003年度各项指标平均值作为取值。由于公司在2003年度无出现重大伤亡事故,在各级安全监管部门的多次安全检查评比中都取得了优秀的成绩,因此用2003年度各项指标平均值作为进行归一化处理的参考值。

　　公司安全管理部在工程施工期间对该工地进行了建筑安全生产预警管理,图1是在12个月的施工期内对该工地监测的预警指数值。从中可以分析当期的安全管理状态,也可以分析这种状态的形成过程及发展趋势,同时还可以观察各项指标的变动是否正常或稳定。对于预警预控管理活动而言,绿灯与黄灯的信号价值最大,如果处于绿灯区域内,但信号图显示信号在上半部分或波动剧烈,则意味着安全状态不稳定,出现了事故征兆。当处于黄灯区域内,则说明建筑安全生产状态很不稳定,需立即查处根源并采取对策。在黄灯和红灯区域内,若曲线斜率大,图形陡峭则说明建筑安全生产状态迅速恶化并陷入危机;若曲线斜率较小,图形平缓则说明建筑安全生产已处于危机状态,并且危机状态由多种矛盾累积而成。

4         结语

　　建筑安全生产预警体系是一种新颖的项目安全管理方法,通过对现有建筑安全生产模式的分析,提出一种能够监测、诊断、预控安全事故的具体措施,经过工程实例应用,证明它具有较好的可操作性,希望能进一步完善,并在更多实际工程项目中得到印证,为提高我国项目安全管理水平作出贡献。

参考文献:

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