水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)研究
摘要：鑒于水電工程施工難度大、安全問(wèn)題頻發(fā)，提出一種將熵權法與集對分析相結合的水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)模型，由此對風(fēng)險進(jìn)行規避。首先從危險源的三個(gè)構成要素出發(fā)構建評價(jià)指標體系并建立評價(jià)標準；然后利用熵權法對評價(jià)指標進(jìn)行定量賦權，并結合集對分析理論建立評價(jià)指標與評價(jià)等級之間的集對關(guān)系，計算單指標聯(lián)系度及綜合聯(lián)系度從而判斷出水電工程施工安全風(fēng)險等級；最后，應用該評價(jià)模型對某一在建水電工程進(jìn)行實(shí)例評價(jià)。結果表明，該水電工程施工安全風(fēng)險大小為一般，評價(jià)結果與實(shí)際情況基本相符。
關(guān)鍵詞：水電工程施工；熵權法；集對分析；安全評價(jià)
1前言
在水電工程中，由于其多施工于地形復雜、地質(zhì)條件差、氣候惡劣等偏僻地區，其面臨的不安全因素較多，因而發(fā)生事故以及突發(fā)事件的概率往往較高[1]。為此，眾多學(xué)者從水電工程安全施工所涉及的安全影響因素以及施工中的風(fēng)險評估等方面展開(kāi)了研究。目前，國內外研究水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)的方法頗多，相關(guān)理論也趨于成熟。鄭霞忠等[2]利用Euclid評價(jià)方法對北盤(pán)江某水電工程樞紐施工現場(chǎng)的安全水平進(jìn)行評定。江新等[3]提出基于云模型改進(jìn)的水電工程施工疲勞風(fēng)險模糊綜合評價(jià)方法，對水電施工作業(yè)疲勞風(fēng)險進(jìn)行量化評估。陳志鼎等[4]建立了基于熵權和改進(jìn)AHP的中小型水電工程施工風(fēng)險評估模型，然后對各指標進(jìn)行評價(jià)，綜合得出最終的評價(jià)結果。吳鵬飛等[5]進(jìn)行了結構方程的理論引導及方法應用，為安全風(fēng)險評價(jià)指標的確定提供了參考。吳泥等[6]從水電工程施工危險源辨識的角度，探討其目前存在某個(gè)單位的問(wèn)題并提出相應的對策。上述風(fēng)險評價(jià)方法雖對水電工程施工的安全評價(jià)有一定的參考價(jià)值，但由于水電工程施工中存在較多的不確定性因素，其評價(jià)結果并不一定能夠完全真實(shí)準確地反映施工現場(chǎng)的真實(shí)情況。鑒于熵權—集對分析理論在水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、山區丘陵公路邊坡安全評價(jià)以及多級生態(tài)塘功效綜合評價(jià)等多領(lǐng)域評價(jià)體系中的成功應用，本文借鑒此方法精髓，在充分識別水電工程施工安全風(fēng)險的基礎上，建立了基于熵權—集對分析的水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)模型，并應用該模型對某水電工程實(shí)例進(jìn)行探討。
2熵權-集對分析模型
2.1熵權法
在信息論中，熵值是評價(jià)信息無(wú)序化程度的度量值。具體到水電工程安全施工風(fēng)險評價(jià)中，某一指標的熵值越小，表明該指標的不確定性越大，所攜帶的信息越多，因而對整體的安全風(fēng)險影響也越大。熵權法正是依據此思路對各不確定性指標賦權，進(jìn)而定量地分析評價(jià)對象。較之于傳統的賦權方法，熵權法具有受主觀(guān)因素影響小、適用性強等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應用于各個(gè)領(lǐng)域[7-11]。熵值的計算過(guò)程如下。（1）構造判斷矩陣設有m個(gè)評價(jià)指標，每個(gè)評價(jià)指標下有n個(gè)評價(jià)值，構造判斷矩陣P如下：（2）對構造矩陣P作無(wú)量綱化處理得到矩陣Q對于越大越優(yōu)型指標，無(wú)量綱化計算如下：（1）對于越小越優(yōu)型指標，無(wú)量綱化計算如下：（2）其中，ij表示各評價(jià)指標的觀(guān)測值，ma、min分別為各個(gè)評價(jià)指標的最大值和最小值。（3）計算各評價(jià)指標的熵值根據信息熵的定義求出各評價(jià)指標的熵值如下：（4）根據熵值確定各指標權重由上一步得出的熵值E1，E2，…Em，計算各個(gè)評價(jià)指標的權重如下：
2.2單指標聯(lián)系度
為實(shí)現對單指標的定量評價(jià)，需構建各評價(jià)指標與安全風(fēng)險等級之間的對應關(guān)系。依據集對分析理論[12-14]，假設集對H由各評價(jià)指標的實(shí)際值集合與安全風(fēng)險等級集合構成，用聯(lián)系度量化兩集合之間的關(guān)系。對該集對的特性進(jìn)行分析，共得到N個(gè)特性，其中共有特性S個(gè)，對立特性P個(gè)，既非共有又非對立的特性F個(gè)，則集對H的聯(lián)系度如下：（5）其中i表示差異不確定系數，i的取值為［-1，1]，j=-1表示對立系數，其均只起標記作用。a、b、c分別表示評價(jià)指標與安全風(fēng)險等級之間的同一度、差異度、對立度�；谏鲜隼碚�，計算評價(jià)指標與評價(jià)標準之間的單指標聯(lián)系度。首先,計算各指標實(shí)際值的平均值，得到評價(jià)指標集：={1，2，3，…n}其次,計算各指標與安全風(fēng)險等級之間的單指標聯(lián)系度。
2.3綜合聯(lián)系度
將上述得到的指標權重矩陣W與單指標聯(lián)系度μi矩陣相乘，得到指標與各個(gè)評價(jià)標準之間的綜合聯(lián)系度為：
2.4確定評價(jià)等級
基于集對分析的基本原理，水電工程施工安全風(fēng)險等級由最大綜合聯(lián)系度所對應的評價(jià)等級確定。
3水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)指標體系
從危險源的三個(gè)構成要素，即潛在危險性、存在條件和觸發(fā)因素出發(fā)，利用頭腦風(fēng)暴法列舉出水電工程施工中可能存在風(fēng)險的影響要素并進(jìn)行分析，最終選擇出較為主要的影響要素。在工程中，具有潛在危險性的主體有施工人員、材料、機械設備的`安全性等，危險源的存在條件主要為施工環(huán)境的安全性，觸發(fā)因素主要為現場(chǎng)管理的嚴密性，因此建立包括施工人員、施工環(huán)境、安全管理、機械設備四個(gè)一級指標的水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)指標體系（表1），并下設多少個(gè)二級指標[15]。
4評價(jià)標準的確定
建立量度合適的分級標準是確保準確評價(jià)水電工程施工安全風(fēng)險狀況的基礎。為了更加精準地評估風(fēng)險大小及區分不同指標的風(fēng)險狀況，將風(fēng)險大小劃分為小、比較小、一般、比較大、大五個(gè)等級，風(fēng)險越大對應得分越小，在[0，1]區間內對風(fēng)險等級進(jìn)行等分值劃分[16]，其評分標準如下（表2）。
5案例分析
本文以某一在建的水電站為研究對象，對EW-SPA方法在水電工程施工中的實(shí)際應用進(jìn)行探討和論證。
5.1基于熵權法的指標權重計算
根據上述構建的評價(jià)指標體系，聘請7位有關(guān)專(zhuān)家，通過(guò)發(fā)放問(wèn)卷的形式對影響水電工程施工安全的多少個(gè)評價(jià)指標進(jìn)行打分。根據專(zhuān)家打分的情況，按照式（1）～（4）計算出各評價(jià)指標所對應的權重（表3）。
5.2單指標聯(lián)系度計算
基于單指標聯(lián)系度的計算原理，對評價(jià)指標與不同等級的評價(jià)標準之間的單指標聯(lián)系度進(jìn)行計算。首先算出各指標專(zhuān)家打分值的平均值，將其作為各評價(jià)指標的評判值，得到評判指標集。其次按照式（6）、（7）計算出各指標與評價(jià)等級之間的單指標聯(lián)系度（表4）。
5.3綜合聯(lián)系度計算
依據表3中各指標的權重系數，對上述不同評價(jià)等級下所有指標的單指標聯(lián)系度進(jìn)行加權平均處理，得到該水電工程施工安全狀況與各個(gè)風(fēng)險評價(jià)等級之間的綜合聯(lián)系度為：μˉc=(-0.2853-0.72840.32520.2691-0.1431)按照式（9），最大綜合聯(lián)系度為0.3252，其對應的評價(jià)等級區間為（0.4，0.6]，因而可得出該水電工程施工安全風(fēng)險大小為一般，與實(shí)際考察情況基本一致。同時(shí)參考指標權重值的分布，可以看出勞動(dòng)技能、違規操作、安全生產(chǎn)責任制、機械設備檢測制度所占權重較大，表明在水電工程施工中，施工人員的技術(shù)水平及施工中的安全管理及安全檢測制度是影響施工安全風(fēng)險的主要因素，建議通過(guò)提高施工人員的技術(shù)水平，加強安全管理等防治措施，降低施工風(fēng)險。
6結論
�。�1）首先從危險源的三個(gè)構成要素出發(fā)，結合水電工程施工安全的行業(yè)規范及要求，利用頭腦風(fēng)暴法列舉出各項可能的安全風(fēng)險要素，選取主要的影響施工安全的風(fēng)險要素構建評價(jià)指標體系，并建立相應的評價(jià)標準。（2）其次引入熵權法來(lái)計算各評價(jià)指標的權重值，該方法避免了人為賦權的主觀(guān)性，使結果更加精準，并結合集對分析理論構建了水電工程施工安全風(fēng)險評價(jià)模型，定量計算各評價(jià)指標與不同評價(jià)等級之間的聯(lián)系度，最終定性評判水電工程施工安全風(fēng)險狀況。（3）最后將本文提出的EW-SPA模型應用到在建的A水電站中，對該模型的可行性和實(shí)用性進(jìn)行了驗證。整個(gè)評價(jià)過(guò)程綜合運用了定性及定量的評價(jià)方法，客觀(guān)性和可操作性較強，為管理者在水電工程施工中進(jìn)行安全風(fēng)險評價(jià)時(shí)提供了一個(gè)有益的輔助決策方法。
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