灰色理论在高支模安全评估中的应用

张　涛，陈亚科，王佳俊

扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州　225009

灰色理论在高支模安全评估中的应用

张涛，陈亚科，王佳俊

扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225009

高支模由于国内外设计理论不完全，影响因素多，搭设难度大，近年来事故频发。文章介绍了利用灰色理论对影响高支模安全的诸多因素进行评估找出影响系统安全主导因素的方法。

高支模；灰色理论；扣件式钢管

在现场施工中，尤其是在高支模建设中施工班组往往对支撑架的搭设要求与认识不足，搭设工人受主观因素影响任意改变支架搭设造成了许多不确定因素。因此对高支模体系的安全监测与预警分析将在高支模施工中有着重大作用。但由于高支模建设的不确定因素过多而分析困难。灰色理论系统是一门研究信息部分清楚、部分不清楚带有不确定性现象的应用数学学科。传统理论对一些内部信息部分确知、部分不确知的系统，却研究得不充分。这一空白区便成为灰色系统理论的诞生地［1］。

1　高支模体系模糊综合评价数学模型

在综合考虑影响各高支模稳定影响因素基础上，确定模板高支撑方案稳定安全评价体系。首要工作是高支模稳定性评价指标确定：高支模体系稳定性评价是一个系统工程，建立评估指标体系是基础工作，其影响着评估结果的准确性。影响高支模体系稳定性指标很多，其中不但有定量的参数还有定性的参数，且各参数之间相互影响。如何建立一个合理的评价指标是一个非常重要的问题，所以要求所建立的指标体系必须具有简明和代表性2个特点［2］。

1.1各指标所占权重的确定

采用层次分析法（AHP）来计算各指标对目标的影响大小。利用层次分析法考察每一层次对上一层次的影响，逐层逼近最后得出每一指标对总目标影响的权重。用1到9的数量表度对同一层次各指标之间的相对重要程度进行定量。构造相关性判断矩阵，求其最大特征值。及其所对应的特征向量W，归一化后，即为某一层次指标对于上一层次某相关指标的相对重要性权值。本文主要从施工因素，构造因素来建立指标层与准则层［3］。

目标层——扣件式模板高支撑体系稳定性评价A；准则层——构造因素B，施工因素B；指标层——水平剪刀撑布置C1垂直剪刀撑布置C2扫地杆布置C3水平杆步距C4立杆间距C5立杆外伸长度C6钢管材料C7扣件材料C8立杆垂直度C9扣件扭力矩C10。

1.2构造判断矩阵

在AHP中，判断矩阵为同层次中各因素之间的相对重要性评价。其意义为，对于上一层次的某个因素，在本层次之中与之相关的各所有因素之间的相对重要性比较。例如，之间有联系，则可构造矩阵如图1。

为了使决策判断定量化，使用“九标度”进行专家评分构造判断矩阵的方法，并由此计算出比较元素间的相对权重值。

1.3判断矩阵一致性判定

由于专家咨询所得结果往往带有主观性，由此带来的问题是构造出的判断矩阵不能满足一致性，不是很吻合实际情况。此时，需要重新咨询构造新的判断矩阵或对判断矩阵进行修改。

我们采用判断矩阵的一致性比率来检验判断矩阵的一致性。

一致性检验公式为：CR=CI/RI；CI=（λMAX-n）/（n-1），

CR-判断矩阵的随机一次性比率；

CI-判断矩阵的一般一致性指标；

RI-随机一致性指标。

RI的取值如表1。

表1

当CR＜0.1时，可认为判断矩阵一致性满足要求，判断矩阵可用，否则重新进行判断，或者对判断矩阵进行修订，直到一致性满足要求。

1.4判断矩阵修订方法

判断矩阵的修订方法有很多，各种新方法也不断被提出。各种方法的繁易程度也不尽相同，出于简易的目的我们将采用苗晓坤等在《判断矩阵一致性两种调整方法》一书中提出的判断矩阵的修正方法。具体步骤如下：

通过对诱导矩阵的分析，对影响判断矩阵一致性的元素进行判断调整使得判断矩阵逐步满足一致性，具体步骤如下：

STEP4：如果调整完之后还不满足一致性要求则转STEP 2循环计算直到满足要求。

1.5求解判断矩阵最大特征值及对应的特征向量

计算出指标层内各因素的权重比值，同样构成出准则层与目标层的判断矩阵然后计算出准则层内各因素所占权重，对各层次进行综合计算，得出指标层内各因素对目标层影响所占的权重，对各因素以权重大小排序。

1.6综合评估

每位专家由于从业时间，研究领域等主观因素不同，导致做出的评判各不相同，得出的权重分析自然不会相同。本文从施工因素，构造因素与材料因素3方面着手，所以评估每位专家在这3个方面所做权重比。具体步骤如下：

STEP1：就施工因素进行评分，每位专家满分为100分，由此可得S1，S2…Snn个分数，再将求出每一位专家所占权重进行排名。排名第一的赋值n，第二的赋值n-1，…排名n的赋值1。

STEP2：同STEP1计算出在构造因素与材料因素每位专家排名并赋值。

STEP3：将每位专家在3方面所得分相加得T1，T2...Tn。

STEP5：根据之前就每位专家评估所得出各因素影响排序进行赋值，设有x个因素，排名为一的因素赋值x，为二的赋值x-1，…排名x的赋值1.因为有咨询了n位专家得到n个不同赋值表。

STEP6：将每位专家的赋值表乘以每位专家的权重得到新的赋值表。

STEP7：将指标层中每一个因素在1致n号赋值表中的分数相加得到其总分，最后根据总分重新进行排名得到最终的排名表。

2　结论

安全是项目管理最重要的目标，文章将灰色理论分析法应用于高大模板支撑系统的安全评估中，能很好地识别影响高大模板安全的各种因素，并对高大模板支撑系统的各种坍塌因素进行了重要性评估，为制定相应的预防措施和决策提供可靠的理论依据。

［1］刘盛.高大模板支撑体系稳定性分析及安全控制对策［D］.淮南：安徽理工大学，2015.

［2］周继忠，蔡雪峰，张士元.扣件钢管脚手架高大模板支撑安全事故分析与控制［J］.福建工程学院学报，2008（1）：17-20，24.

［3］蔡雪峰.超高大跨重荷模板支撑体系研究与应用［M］.北京：

中国建筑工业出版社，2012.

O29

A

1674-6708（2016）166-0217-02

张涛，本科在读，扬州大学。陈亚科，硕士在读，扬州大学。王佳俊，硕士在读，扬州大学。