云模型裝配式建筑施工安全評價(jià)探討

1、云模型裝配式建筑施工安全評價(jià)探討摘要：本文通過研究分析目前各類裝配式建筑工程的施工特點(diǎn)并與工程現(xiàn)場施工實(shí)際情況總結(jié)出了影響施工安全的主要因素，確立了裝配式建筑施工安全評價(jià)指標(biāo)體系。施工安全評價(jià)具有一定的模糊性，難以將定性與定量相結(jié)合，因此本文綜合采用層次分析法及熵權(quán)法對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，合理客觀地確定各指標(biāo)的組合權(quán)重，并引入云模型確定項(xiàng)目的施工安全等級。最后以某裝配式項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)例分析，應(yīng)用上述施工安全評價(jià)方法和模型。關(guān)鍵詞：裝配式建筑;云模型;組合權(quán)重;熵權(quán)法;施工安全評價(jià)隨著我國建筑業(yè)向產(chǎn)業(yè)化、集成化轉(zhuǎn)型，裝配式建筑近年來成為行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展新趨勢，但同樣伴隨著配套政策的不完善、安全管理運(yùn)作能力

2、的不足等因素使得近年來裝配式建筑的施工安全面臨挑戰(zhàn)。因此，建立合理的施工安全評價(jià)體系和評價(jià)模型具有重大意義。1安全評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建本文在對裝配式建筑的施工特點(diǎn)以及安全事故發(fā)生機(jī)理的研究的基礎(chǔ)上，分析出裝配式建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)致因，并通過調(diào)查問卷法收集相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜壹皬臉I(yè)人員的建議，擯棄意見分歧較大的指標(biāo)最終建立了裝配式建筑施工安全評價(jià)指標(biāo)體系，將其劃分成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三層。其中包括了人員因素、機(jī)械因素、環(huán)境因素、技術(shù)因素以及現(xiàn)場管理因素5個(gè)一級評價(jià)指標(biāo)和18個(gè)二級評價(jià)指標(biāo)，見圖1。2指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算層次分析法主要是將風(fēng)險(xiǎn)決策系統(tǒng)層次化，需要通過依靠專家打分法確定各個(gè)層次中關(guān)聯(lián)兩因素的相對重

3、要程度，進(jìn)而確定各因素的主觀權(quán)重，有一定的偏好依賴性。熵權(quán)法能夠體現(xiàn)指標(biāo)變異程度及所蘊(yùn)含的信息量的大小，以確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重。對比于層次分析法，它的計(jì)算結(jié)果精度更高且更加具有客觀性。本文將兩種賦權(quán)法相結(jié)合，確定相應(yīng)的主觀權(quán)重以及客觀權(quán)重，并進(jìn)行綜合賦權(quán)得出組合權(quán)重，兩種方法的結(jié)合能在一定程度上提高結(jié)果的精確性。2.1層次分析法確定主觀權(quán)重2.1.1構(gòu)造判斷矩陣將安全決策目標(biāo)因素進(jìn)行分層次綜合分析，采用1-9標(biāo)度法結(jié)合專家打分法，需要對同一層次中的各因素的進(jìn)行兩兩比較，以此確定各因素的重要標(biāo)度分值，進(jìn)而構(gòu)造安全評價(jià)指標(biāo)判斷矩陣。判斷矩陣標(biāo)度見表1。2.1.2指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算及一致性檢驗(yàn)計(jì)算安全評

4、價(jià)判斷矩陣的特征向量并對其進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算得到各安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的主觀權(quán)重。上式中為矩陣的特征根，cii為一致性指標(biāo)，rii為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。一般，如果cr<0.1,則判斷該矩陣通過一致性檢驗(yàn)，否則就不具有滿足一致性。2.2熵權(quán)法確定客觀權(quán)重2.2.1數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化假設(shè)具有n個(gè)指標(biāo)x1,x2,.,xn，存在xi=x1,x2,.xm。需要將各評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而得到標(biāo)準(zhǔn)化值y1，y2,.yn，公式如下：3安全評價(jià)云模型的建立3.1模型原理設(shè)u是一個(gè)用精準(zhǔn)數(shù)值所表示的定量論域，c是u這個(gè)論域上的定性概念，x是位于論域u中的任意一個(gè)元素，且x是定性概念c的一次隨機(jī)實(shí)現(xiàn)，x對c的確定度(

5、x)0,1是由具有穩(wěn)定傾向的隨機(jī)數(shù)，:u0,1，xx，使得x(x)，則元素x在定量論域u上的分布稱為云模型，每一個(gè)元素x稱為云滴。云的三個(gè)數(shù)字特征包括期望ex、熵en、超熵he。其中，期望ex反映云滴群的重心位置；熵en反映了云滴的凝聚程度；超熵he反映了云的厚度。云發(fā)生器即為產(chǎn)生云的算法，主要分為正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器，都可以利用等編程軟件通過編程運(yùn)行，運(yùn)算機(jī)制如圖2所示。3.2確立指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)云標(biāo)準(zhǔn)云的建立是基于指標(biāo)的評語集，建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)度，并將該評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的分值劃分為若干個(gè)子區(qū)間，其中第s個(gè)子區(qū)間的閾值為ismin,ismax，則該子區(qū)間所對應(yīng)的的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)云數(shù)字特征為：3.3確立指標(biāo)評

6、價(jià)云運(yùn)用專家打分法，邀請m個(gè)專家對n個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分，第i個(gè)指標(biāo)所對應(yīng)的云模型數(shù)字特征為（exj，enj，hej）。3.4確立評價(jià)綜合云將評價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重i及指標(biāo)評價(jià)云代入下式進(jìn)行綜合計(jì)算可得到評價(jià)綜合云。經(jīng)計(jì)算得到指標(biāo)綜合評價(jià)云后，將綜合評價(jià)云與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云進(jìn)行比較，確定綜合評價(jià)云所處的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，從而判斷該項(xiàng)目的安全等級。4工程實(shí)例4.1工程概況項(xiàng)目位于浙江某鋼構(gòu)基地內(nèi)，建筑主要使用功能為集體職工宿舍，共兩層，總建筑面積為1060平方米，該職工宿舍單層建筑面積為530平方米。一層層高為3.6m，二層層高為3.4m，建筑總高度為7.6m,建筑結(jié)構(gòu)類型為裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)。為此，本工程

7、設(shè)計(jì)采用了新型預(yù)制框架結(jié)構(gòu)，用斜鋼支撐取代了傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土墻，以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和提高裝配預(yù)制率。實(shí)現(xiàn)了梁、柱、外墻、樓板等主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體預(yù)制化和其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全部預(yù)制化，單體預(yù)制率為83%。4.2組合權(quán)重的確定本文邀請了6名相關(guān)學(xué)者專家及4名參建項(xiàng)目的相關(guān)管理人員對各指標(biāo)進(jìn)行判斷打分，打分范圍為0100分。分別利用層次分析法計(jì)算公式(1)計(jì)算出主觀權(quán)重，熵權(quán)法計(jì)算公式(8)計(jì)算出客觀權(quán)重，并將主、客觀權(quán)重代入公式(9)進(jìn)行計(jì)算得到各安全評價(jià)指標(biāo)相應(yīng)的組合權(quán)重，見表3。4.3評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)云根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及項(xiàng)目的實(shí)際情況并結(jié)合10個(gè)專家的建議對本工程施工安全狀態(tài)劃分為危險(xiǎn)、較危險(xiǎn)、安

8、全、很安全、非常安全五個(gè)區(qū)間，并根據(jù)公式(12)確定五個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云數(shù)字特征參數(shù)，見表2。根據(jù)各安全評價(jià)等級的的標(biāo)準(zhǔn)云數(shù)字特征參數(shù)，利用matlab編程軟件可繪制出各評價(jià)等級的標(biāo)準(zhǔn)云圖，見圖3。4.4指標(biāo)評價(jià)云及評價(jià)綜合云的確定根據(jù)專家和管理人員對各指標(biāo)打出的評分，計(jì)算出各指標(biāo)的評價(jià)云數(shù)字特征（exj，enj，hej）。以b32指標(biāo)為例，b32的得分為(77,80,83,75,84,80,76,81,82,79),據(jù)此計(jì)算出該指標(biāo)的三個(gè)數(shù)字特征為（79.7,2.96,1.82）。同理，可計(jì)算出所有指標(biāo)的評價(jià)云參數(shù)，見表3。將計(jì)算出的各指標(biāo)的評價(jià)云參數(shù)和組合權(quán)重代入公式(12)中，可計(jì)算出該裝配式

9、工程項(xiàng)目的安全績效評價(jià)綜合云特征參數(shù)(82.79,3.19,1.72)。運(yùn)用matlab軟件，利用云正向發(fā)生器繪制出綜合云圖，見圖3。4.5安全績效等級的確定由圖3可看出綜合云與安全等級“很安全”的標(biāo)準(zhǔn)云相靠近，但為了嚴(yán)謹(jǐn)性的科學(xué)性，還需要運(yùn)用matlab軟件分別計(jì)算出綜合云與五個(gè)安全等級標(biāo)準(zhǔn)云之間的相似度。比較相似度后發(fā)現(xiàn)綜合云(82.79,3.19,1.72)與安全等級為“很安全”的所對應(yīng)的cloud4(82.5,6.37,0.5)相似度最高，因此可以得出該裝配式工程項(xiàng)目最終安全等級綜合評定為很安全。5結(jié)論本文建立了較為合理的裝配式建筑施工安全評價(jià)指標(biāo)體系，指標(biāo)的選取更加貼合實(shí)際工程。本文

10、綜合采用綜合賦權(quán)法，層次分析法確定主觀權(quán)重，熵權(quán)法確定客觀權(quán)重并對各項(xiàng)安全評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行組合賦權(quán)，主客觀相結(jié)合提高了權(quán)重的準(zhǔn)確性。結(jié)合云模型進(jìn)行實(shí)證分析，能夠真實(shí)地反映裝配式建筑施工的安全風(fēng)險(xiǎn)等級，使評價(jià)結(jié)果更加清晰合理。本文分析結(jié)果與工程事實(shí)相一致，從而證實(shí)該評價(jià)模型具有相當(dāng)程度的實(shí)用價(jià)值，為裝配式建筑施工安全評價(jià)研究提供科學(xué)方法。參考文獻(xiàn)1王雨,郭海濱,孟霄,等.基于云模型的裝配式建筑施工安全綜合評價(jià)j.工程經(jīng)濟(jì),2022,3:29(3):25-29.2李夢,周盛世,劉青云.基于云模型的地鐵施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)j.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,1,37(1):68-73.3徐姣姣,江林,黃萍莉.基于系統(tǒng)動力學(xué)的裝配式建筑安全風(fēng)險(xiǎn)影響因素分析j.西華大學(xué)學(xué)報(bào),2022(2):23-28.4葉瓊,李紹穩(wěn),張友華,等.云模型及應(yīng)用綜述j.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2022,32(12):4198-4201.5楊爽.裝配式建筑施工安全評價(jià)體系研究d.沈陽：沈陽建筑大學(xué),2022.6李英攀,劉名強(qiáng),王芳,李瑞格.裝配式建筑項(xiàng)目安全績效云模型評價(jià)方法j.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2022,27(06):115-120.7王守信,張莉,李鶴松.一種基于云模型的主觀信任評價(jià)方法j.軟件學(xué)報(bào)，2022(6):134