胡文巖，孫齊超

（中核華興達豐機械工程有限公司，上海 200333）

1 研究背景

影響塔機工程安全的因素有多種，如管理、技術(shù)和環(huán)境等，因此，如何進行安全評價是一個復(fù)雜的過程。目前，有不少評價方法應(yīng)用到塔機工程中，比較簡單的方法有安全檢查表法和專家評議法。這些方法雖然簡單直觀，但是評價效果受決策專家的素質(zhì)和專業(yè)經(jīng)驗影響，有很大的主觀性，也無法量化安全程度，評價周期長[1]。因此，需要建立一種綜合評價方法對塔機工程進行合理評估，有利于預(yù)防塔機事故，對塔機工程優(yōu)化管理和項目方案的決策提供指導(dǎo)。

目前綜合評價方法有層次分析法（The Analytic Hierarchy Process，AHP）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法、模糊方法和灰色綜合評價法等。徐格寧等[1]把AHP 方法和模糊評價方法結(jié)合起來，應(yīng)用到橋式起重機綜合安全評價中，能夠評價出整機的安全級別，并分析各因素對系統(tǒng)安全的貢獻程度；歐陽蒙[2]運用模糊數(shù)學(xué)原理建立塔機的安全綜合評價指標體系，提出了一種降低建筑機械事故發(fā)生率的安全措施，供行業(yè)參考。潘友杰[3]也運用了模糊評價方法，建立了塔機安全性評價模型，并給出安全實施步驟；鄧錚強等[4]利用GA-BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開展了施工升降機安全評價和預(yù)測研究，對施工升降機安全評價工作提供一定參考；張小琴[5]分析了人、機、環(huán)境、管理等影響塔機安全的因素，建立了AHP 分析模型。金久富[6]使用AHP 方法應(yīng)用到了塔機安拆綜合評價中，孫齊超等[7]對AHP 方法在塔機安全性評價方面的應(yīng)用進行了總結(jié)和分析，并對應(yīng)用中可能存在的問題進行探討，并給出了一些建議，為塔機安全評價提供了參考。

也有一些較復(fù)雜的方法應(yīng)用塔機安全評價中，周劍學(xué)等[8]在塔機施工安全風險評價研究應(yīng)用了模糊貝葉斯方法，于家碩等[9]采用熵權(quán)法-多維云模型進行起重機安全評價，王建兒等[10]在起重機安全評價中引入用熵權(quán)法（EWM）、關(guān)聯(lián)準則重要性賦權(quán)法（CRITIC）和博弈論。這些方法在實際應(yīng)用中有難度，不便于推廣，對于一般的評價也未必需要復(fù)雜的方法去解決。

AHP 方法在塔機安全評估方面的應(yīng)用較為廣泛，不需要復(fù)雜的理論和計算，得到研究者的青睞。然而在實際應(yīng)用中，一些注意事項可能會被忽略。本文結(jié)合實際工程經(jīng)驗，分析AHP 方法在實際工程中的適用性，并對塔機安全性評價工作提出一些建議，為管理、規(guī)劃和項目方案決策提供參考。

2 AHP方法在塔機工程中的適用性

2.1 AHP綜合評價模型的特點和實施流程

AHP 綜合評價體系包括三部分，如圖1 所示，最下面一層是評價層（方案層），指的是需要評價的個人、單位（組）、機構(gòu)或者方案，中間層是準則層，即安全指標，包括可量化指標和非量化指標；第一層是目標層，通過交叉比較對評價層進行權(quán)重劃分，進而評價出最優(yōu)的一項作為目標。

圖1 AHP綜合評價模型

AHP 方法是通過行業(yè)的專家或者有經(jīng)驗的從業(yè)者進行打分，結(jié)果形成判斷矩陣，再進一步求解判斷矩陣的特征值和特征向量，經(jīng)過一致性檢驗后，便可以得到評價層次上每個元素相對于決策層的權(quán)重。通過加權(quán)方法即可求解出每一個評價層次元素相對于總目標層的權(quán)重比例，權(quán)重比例最大的即可視為最佳方案或最優(yōu)目標。

AHP 方法實施流程是構(gòu)建準則層判斷矩陣A和決策層判斷矩陣B。根據(jù)指標體系的層次結(jié)構(gòu)，采用兩兩比較的方法，逐層確定各因素的相對重要性，建立判斷矩陣。假設(shè)該系統(tǒng)由m個準則層單元和n個決策層單元組成。對于準則層，所有指數(shù)成對比較，得到準則層單元的判斷矩陣A。對于決策層，比較不同的決策層單元以確定其相對重要性，得到判斷矩陣Bj（j=1，2，…，m）。

AHP 方法重要性對比可選擇可量化指標，也可選擇非量化指標，進而從主觀和客觀2 個角度進行評價。常用方法是采用1～9 標度法對決策判斷進行量化，指標交叉對比時權(quán)重劃分如表1 所示，可對專家的主觀判斷進行客觀量化，構(gòu)造出準則層比較矩陣和決策層的判斷矩陣。

表1 判斷矩陣的標度及其含義

從圖1 可以看出，準則層指標應(yīng)相互獨立，且與決策層密切相關(guān)，評價層至少應(yīng)有2 個候選目標或者方案，否則沒有評價的必要性。

計算判斷矩陣A和Bj（j=1，2，…，m）的最大特征值及其對應(yīng)的特征向量WA和Wj（j=1，2，…，m），利用式（1）進行一致性檢驗

式中，CI為一致性指標，λmax為最大特征值，n為評價指標的數(shù)量，RI為平均隨機一致性指標，RI的值可通過表2 中矩陣隨機一致性指數(shù)查出。CR為一致性比率。當CR＜0.1 時，即認為判斷矩陣滿意的一致性，否則需要重新打分，對判斷矩陣進行調(diào)整。

表2 1～9階矩陣隨機一致性指數(shù)

特征向量Wj（j=1，2，…，m）組成矩陣WB

AHP 計算的決策層單元的權(quán)重向量為

以文獻[6]為例，對某公司4 個安拆班組進行考核，如圖2 所示，即決策層有4 個單元，而考核指標有5 個，分別從技術(shù)、客戶滿意度、管理、經(jīng)濟效益和環(huán)境等5 個一級指標進行評價。那么判斷矩陣A 為5 階方陣。判斷矩陣Bj（j=1，2，3，4，5）均為4 階方陣。

圖2 AHP塔機安拆評價模型

為更合理地打分，針對一級指標可以細分為多個二級指標作為參考，如技術(shù)全面性可以用安全可靠性、安超熟練度、技術(shù)復(fù)雜程度和作業(yè)故障率來衡量。評價標準更加清晰，結(jié)果更加公正。

還可利用AHP 評估模型進一步進行靈敏度分析，通過改變某個一級指標的權(quán)重，分析目標層的權(quán)重變化，可以得出目標層單元對準則層不同指標單元的依賴程度，進而更好的判斷個把握不同決策單元的特點，并針對其特點實施改進策略。

2.2 AHP評價方法適用性

如文獻[11]提出的一種AHP 模型（圖3），準則層考慮8 個指標，前5 個為成本指標，剩余3 個為效益指標，利用AHP 方法對決策層中傳統(tǒng)塔機還是半自動塔機方案進行安全評估，綜合考慮了安全、成本和效益3 個方面，當決策方案不唯一時，進行綜合評價，評價出一種合理的方案。

圖3 AHP方案決策模型

該應(yīng)用強調(diào)決策者直覺判斷的重要性及決策過程中選擇方案比較的一致性。決策者根據(jù)知識和經(jīng)驗進行判斷，因此，AHP 方法很好地符合決策者的主觀行為，其優(yōu)點是將有形和無形因素以系統(tǒng)的方式組織起來，為新施工技術(shù)實施相關(guān)的決策問題提供了一種結(jié)構(gòu)化并且相對簡單的解決方案。AHP 方法適用于具有定性或兼有定量決策的分析方法，操作簡單，不需要大量的調(diào)查測試數(shù)據(jù)，便可定性分析，具有一定的科學(xué)性。主要應(yīng)用于存在多種相互矛盾的方案或者決策時難以篩選的問題。

AHP 方法作為主觀方法，還可以結(jié)合基于數(shù)據(jù)的客觀評價方法進行主、客觀綜合評價。比如文獻[12]提出了一種AHP 和變異系數(shù)法結(jié)合的方法，用于交通事故抽樣指標的權(quán)重分配中。既有AHP 評價，又融合基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的變異系數(shù)法，結(jié)果既體現(xiàn)決策者的主觀意愿，又根據(jù)實際數(shù)據(jù)進行權(quán)重分配，效果更佳。而文獻[1]針對復(fù)雜的起重機系統(tǒng)中存在邊界模糊，無法定量描述的因素，把模糊的思想加入到AHP 分析中，有效彌補了評價指標的模糊性和隨機性的缺陷，評價結(jié)果更加合理和客觀。

3 塔機安全性評價應(yīng)用建議

AHP 方法可以應(yīng)用任何行業(yè)中，也適用于塔機行業(yè)的各個領(lǐng)域。決策層和準則層可以根據(jù)實際靈活制定，也可以組合客觀評價方法進行綜合評價。然而在評價過程中，需要注意一些事項。

1）制定明確的決策層，如文獻[11]從2 個方案中評價出綜合性更好的一項；文獻[7]對公司不同的安拆工程班組進行綜合績效評估，決策層是4 個工程班組。在準則層中，不僅要考慮安全，也要從成本和效益方面出發(fā)，考慮人、機、環(huán)境、管理等因素，提出重要性指標，更能體現(xiàn)綜合性，這樣評選的方案不會為了安全太保守，也不會太激進。

2）評價者在評價過程中的作用是極其重要的。盡量選擇有專業(yè)素養(yǎng)的專家進行評價。評價工作也不以某個專家的結(jié)果為標準，而是采用專家小組形式進行評價，可對不同專家結(jié)果同樣采用權(quán)重的方式進行統(tǒng)計，最終結(jié)果會更具權(quán)威性。

3）指標數(shù)量選取要適當，并非越多越好。如果無關(guān)緊要的指標太多，會增加評價難度，也會對評價的準確度有影響。指標之間要相對獨立，等級分明，每層之間不存在因果關(guān)系，應(yīng)具有可比性和可行性，方便比較和操作。

4）AHP 方法仍具有一定的主觀性。AHP 聯(lián)合客觀評價方法（如模糊方法和灰色綜合評價方法）進行分析，既體現(xiàn)出決策者的偏好，又能體現(xiàn)客觀事實，依據(jù)量化指標進行客觀評價，結(jié)果更具有綜合性。而客觀方法是以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的方法，需要收集可靠的數(shù)據(jù)，或者制定可靠的置信區(qū)間（模糊區(qū)間）。

5）評價工作固然重要，而實際的安全管理和執(zhí)行力更應(yīng)該落到實處，這樣才能使評價工作發(fā)揮出重要的作用。安全管理必須引起領(lǐng)導(dǎo)、各級管理人員、操作人員和維修人員的高度重視，做到責任劃分明確、獎罰分明，注重安全意識，提高專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，使用、維修、保養(yǎng)工作按嚴格按照程序進行。持之以恒，保持居安思危的憂患意識，這樣才能做到“預(yù)防為主”，才能夠杜絕事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

1）通過綜述多個安全評價方法，AHP 方法在塔機安全評價方面的應(yīng)用較廣泛，操作簡單，能從主觀和客觀兩個方面進行綜合評價。進一步對AHP 方法的特點和適用性進行分析，并結(jié)合工作經(jīng)驗，對安全評價工作提出一些建議。

2）安全評價是均衡成本、效益和安全的一種綜合方法?？蔀榘踩芾砗蜎Q策提供一種合理的方案。而安全評價只是塔機工程的安全的輔助手段，其安全性更應(yīng)該落實到執(zhí)行的每一步，意識上高度重視，行為上嚴格按照規(guī)章制度操作，不斷學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提高專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，才能最大程度杜絕事故的發(fā)生。