建筑施工项目安全风险评价体系构建及应用

成连华， 贺 晨

(西安科技大学安全科学与工程学院， 西安 710054)

建筑业是国民经济的支柱产业，是推动社会发展的重要动力，然而建筑施工具有从业人数多、施工环境复杂等风险因素，可能导致事故发生，威胁人民的生命财产安全，因此，建筑施工项目安全风险一直是政府部门关注的重点[1]。风险评价指标体系作为风险评价的核心部分，是提高建筑施工项目风险控制能力的重要实践依托。为改善建筑施工安全状况，提高风险评价的科学性与可靠性，有必要对其开展相应的研究。

目前，国外学者重点关注建筑施工项目的全面风险评价，注重项目各方参与风险管理工作。Nicole等[2]研究证实承包商、分包商和项目部积极有效的管理领导行为对减少施工项目安全风险具有重大意义。Nicholas等[3]研究了建筑设计师、承包商等利益相关者对施工项目安全风险的看法态度。Patrick等[4]提出应对建筑项目风险和利益相关者实行综合管理。国内学者主要研究了评价指标体系的构建方法。杜婷等[1]和陈舒馨等[5]从人、材料、机械设备、管理和环境等五个方面进行了建筑施工风险评价研究；常春光等[6]和冯亚娟等[7]从人员、机械设备、环境等方面构建了建筑施工安全评价指标体系。

综上，中外现有文献通常将整体风险分解研究，为建筑施工项目安全风险的管控提供了理论支撑，但以系统观来建立风险评价指标体系的研究成果较少。因此，现引入结构效应理论，综合中外研究成果，在现有指标体系的研究基础上，依据相关安全法规标准，考虑项目各方的影响，构建基于结构效应的建筑施工项目安全风险评价指标体系。

1 现有安全风险评价指标体系分析

一般来说，建筑施工生产系统包括三个组成部分，即施工项目的参与人员、施工作业所需的机器设备、生产原材料、厂房等物质条件，以及施工作业所处的环境，这三个部分构成了一个“人-机-环境”系统。基于此，中国多数学者皆从这一角度切入，分析和确立建筑施工风险评价指标体系，卢锡雷等[8]研究了建筑施工安全风险状况，认为其风险主要由人员、材料及设备、环境和管理四个部分组成，在此基础上，建立了建筑工程施工安全评价指标体系。郭婷等[9]通过分类总结高层建筑事故报告，从人-机(物)-环-管角度出发，构建了高层建筑施工安全评价指标体系。吴溪等[10]从影响建筑施工安全生产的人员、机械、环境、管理、技术和材料等因素的角度出发，构建了指标体系。如图1所示。

图1 “人-机-环”建筑施工项目风险评价指标体系Fig.1 “Man-machine-environment”construction project risk evaluation indicators system

此种构建思路虽易梳理，但以对人、机、环等组分的分裂研究来代替对风险系统的整体研究，在一定程度上忽略了各组分重叠交互作用所带来的风险，如图2所示。

图2 “人-机-环”风险系统Fig.2 “Man-machine-environment” risk system

2 基于结构效应的风险评价指标体系

2.1 结构效应

在系统科学中，“结构”被定义为“组分或要素之间关联方式的总和”，系统的“结构效应”是指“由于系统各组分相互关联、相互作用、相互制约、相互激发而引起整体特性发生变化的现象”[11]。同样的组分，按照不同结构方式相互激发的结果，产生不同的整体特性。简言之，对于系统的形成，组分是基础，结构是主导。复杂系统的整体特性，不仅仅是组分特征的简单加和，更多的还取决于组分间的架构关系。

层次效应是结构效应的一个重要方面。作为描述系统结构的概念，层次反映的是系统通过整合、组织而产生整体特性所经过的台阶。在多层次结构系统中，每上升一个层次，就会有新的特性涌现出来，一直到形成宏观整体的涌现特性。换言之，高层次整体特性的形成主要来源于两个方面：一是低层次各组分的本质特性；二是低层次各组分之间的关联方式，即系统的结构。

因此，系统的结构效应对于系统的研究至关重要。在进行复杂系统的整体分析时，往往将复杂问题简单化，采取将整体分解为部分，将高层次还原为低层次的方法，然而，这种方法本质上是用对部分的研究代替对整体的研究，在一定程度上忽略了系统的结构效应，科学性不足。

2.2 风险评价模型

在现有风险评价指标体系的研究基础上，提出一个新的构建思路，以风险系统的结构效应为导向，对构成风险系统的人、机、环等组分不再进行分类研究，整合组分，保留风险系统的结构，即考虑低层次组分间的相互作用和交叉关系所带来的风险波动，而不仅是各组分分裂独立研究，因此，从建筑施工项目的管理行为风险和施工状态风险的高层次宏观整体出发，提出了基于结构效应的风险评价模型，为构建建筑施工项目安全风险评价指标体系做好铺垫。

如图3所示，管理行为直接影响建筑施工安全状态，位于建筑施工项目风险金字塔的顶端，施工状态风险是风险系统形成的重要基础，涉及风险因素众多且复杂，位于风险金字塔的底部。

图3 基于结构效应的风险评价模型Fig.3 Risk evaluation model based on structural effect

2.3 风险评价指标体系

基于结构效应的风险评价模型的建立为风险系统结构在建筑施工项目风险评价中的体现和应用搭建了桥梁，如何确定风险评价体系的评价指标是关键的内容。根据国家有关安全法规、条例、标准和规定，参考《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59—2011)[12]和《施工企业安全生产评价标准》(JGJ/T 77—2010)[13]，按照科学性、层次性、系统性、可操作性和目的性原则，将管理行为风险和施工状态风险进一步分析细化后，再归纳总结得出影响建筑施工项目安全风险的因素，其层次结构如图4所示，下面分别对各评价指标进行详细阐述。

图4 建筑施工项目安全风险评价指标体系Fig.4 Construction project safety risk evaluation indicators system

2.3.1 项目管理行为

项目管理行为主要是指项目部、监理单位和施工单位三方的管理行为。

1)项目部

(1)目标与责任：目标主要指在工程实施规划中，包括EHS(environment health safety)管理规划和年度安全工作计划中所要达到的目标制定情况，责任指各方签订协议中的责任明确情况。项目施工的安全目标和责任是否明确、细化，影响到各部门之间安全管理工作的沟通和协调，从而影响对项目安全风险的有效评估和动态控制[14]。

(2)安全组织：安全组织包括安全生产领导小组和项目部、施工单位、监理单位三方安全工作协调小组。完善合理的安全机构组织分工对建筑施工项目整体的安全风险起到决定性的把控作用，直接影响到项目安全风险管理工作的推进和实施[15]。

(3)安全制度：安全管理制度从根本上决定了建筑施工项目的安全风险管控水平，然而，从整体来看,中国建筑施工项目安全管理的制度并不健全，权、责、利等方面的内容还存在着众多漏洞[16]，在一定程度上对安全风险的评估和控制产生了不良影响。

(4)教育文化信息管理：包括开展安全培训工作、组织安全宣传活动和及时上报EHS信息报告等内容，作业人员的不安全行为是导致事故发生的最主要原因[17]，教育文化信息管理是提高人员安全意识，减少安全风险的最根本途径，但仍存在管理不到位，流于形式的问题，是影响项目安全风险的因素之一。

(5)风险控制：风险控制是指对地下管线、危大工程和事故应急等重要部分和环节的风险限制，是保障建筑施工安全的有效手段，影响整体建筑施工项目的安全风险水平。

(6)监督检查：包括开工前安全检查、每周安全检查、政府安全检查等内容，是及时纠正和消除施工过程中的不安全问题，降低建筑施工项目安全风险，提升项目安全管理水平的重要措施。

(7)相关方管理：主要包括相关方技术交底、督促施工单位依法为从事危险作业的现场施工人员办理意外伤害保险，支付保险费等。合理有效的相关方管理能协调项目各方利益者的关系，减少利益冲突，促进安全工作的顺利推进和落实。

2)监理单位

(1)监理规划及人员配置：主要指编制监理规划及监理细则，按照要求配置总监(总监代表)及安全监理工程师等。监理规划和细则是工程监理的指导性文件，为确保施工项目建设的安全质量提供了有力的保障，但目前的监理规划存在与项目实际联系不紧密，内容针对性、指导性和可操作性不强的问题，影响施工项目安全风险的管控水平。

(2)监理过程安全管控：包括审查验收施工单位施工机械和安全许可手续情况、旁站监督关键部位和工序、监督见证安全交底情况、重点管控大型设备、严格审查安拆方案及安拆单位资质等。监理过程安全管控是对项目施工全过程和环节的安全管控，但存在管控精准度不高、实时化不强的问题，对全面保障施工安全质量产生了较大影响。

(3)资质资格审查：资质资格审查是维护施工安全秩序、保障施工安全质量的有效手段，包括审查施工企业资质和安全生产许可证、人员考核合格证书和操作资格证书等。

3)施工单位

(1)安全生产责任管理：安全生产责任管理包括设立安全管理机构、建立健全安全生产管理制度及各项安全生产技术规程、建立安全生产管理目标和安全生产责任制，开展安全生产责任制考核等。由于安全生产责任管理涉及多个利益主体，作业人员存在“重生产、轻安全”的思想、管理人员对安全责任认识不到位、施工单位未有效组织实施安全教育培训等，安全生产责任制难以全面落实[18]，对施工项目的安全风险管控带来较大压力。

(2)资质与资格管理：包括施工手续完备、总包或分包单位具有相应资质及安全生产许可证、三类人员及分包单位人员证件齐全、特种作业人员持证上岗等。目前施工单位仍存在资质资格审查不及时、不严格、流于表面形式的问题，产生了不良影响，增大了建筑施工项目安全风险。

(3)安全资金与教育培训管理：包括建立有针对性、具体措施的安全生产、文明施工资金保障制度和安全培训教育制度等，然而安全资金投入不足、教育培训形式单一、培训质量不高仍是制约安全生产的问题之一。

(4)安全技术管理：包括编制施工组织设计，实施有针对性的专项安全管理措施，安全技术管理直接决定施工安全质量，是影响建筑施工项目安全风险状况的因素之一。

(5)安全检查及隐患排查管理：包括建立安全检查及隐患排查制度，对多发或重大隐患应进行专项安全检查等，安全检查及隐患排查管理水平对建筑施工项目安全风险的形成具有重要影响。

(6)垂直运输设备管理：建筑施工中，垂直运输设备运用广泛，同时也是高处坠落、坍塌等事故的致因因素，对建筑施工安全风险的形成具有影响作用。

(7)危险源辨识管理：危险源是导致装建筑施工生产安全事故发生的原因，危险源的辨识与管理是处理建筑施工危险源最为重要的内容，也是评价和控制施工项目安全风险的重要途径之一。

(8)消防管理：包括建立消防安全责任制，编制消防方案，编制消防年度演练计划，并组织实施。消防安全责任制的落实情况、消防设备设施部署规划的合理性、消防设备的维护和保养程度等均对施工项目现场的安全风险管控产生影响。

2.3.2 项目施工状态

(1)文明施工：文明施工主要指施工现场周边是否设置封闭围挡，围挡材料及高度是否满足规范要求，并保持整洁、美观，对市政管网和周围建筑物、构筑物、架空电线等是否采取必要的防护措施等。

(2)外脚手架：外脚手架的材质符、杆件搭接、大小横杆设置等是否符合规范要求，防护栏杆、安全密目网、兜网、挑网的规格和设置是否符合规定。

(3)施工用电及机具：包括与外用线路的距离小于安全距离时是否有防护措施，施工现场是否符合三级配电两级保护的要求，箱体线路标识、接线是否符合要求等。

(4)施工消防：包括是否明确划分禁火作业区、仓库区和现场生活区，各区域间是否有可靠防火间距，现场是否设立消防车通道，消防器材和设施配置是否到位等。

(5)基坑与土方工程：基坑支护桩、锚索、喷锚等支护工程安全管理是否到位，是否设置基坑施工临边防护，是否存在提前开挖、超挖情况，支撑拆除方案是否合理有效等。

(6)高空作业及防护：进入现场是否佩戴安全帽，高空作业是否系安全带，楼梯口、通道口、电梯井口、预留洞口、坑井边、阳台、楼板、屋面等临边是否防护到位等。

(7)模板支撑系统：立杆基础承载力是否符合设计要求，基础是否设有排水设施，立杆底部是否设置符合要求的底座、垫板，支架的稳定性是否满足规定的要求等。

(8)起重吊装：是否有使用登记证，塔吊(施工电梯)安拆是否履行告知程序，多塔吊作业是否有防碰撞措施，塔吊司机通道及检修平台是否满足规范要求，信号指挥是否明确并做到定人定机，塔吊(电梯)司机、司索持是否证上岗等。

(9)普通机械：对建筑施工项目包含的施工升降机、土方工程机械等必不可少的施工设备，是否在安装、检测、使用、维修等方面进行了及时有效的控制。

3 基于AHP-DEMATEL评价模型

3.1 决策实验室评价方法

DEMATEL(decision-making trial and evaluation laboratory)也称决策实验室评价法，用于通过矩阵和有向图分析系统元素之间的因果关系建立直接风险矩阵，从而确定影响建筑施工项目安全风险各因素之间的影响程度与被影响程度[19]。用DEMATEL分析的各个步骤如下：采用0-4标度法对影响因素的强弱程度进行两两比较，确定直接影响矩阵并将直接影响矩阵进行规范化处理，进而得到综合影响矩阵T，即

T=tn×n

(1)

式(1)中：t为规范化处理后的综合影响因素值；n为影响因素的个数。

根据综合影响矩阵T，计算得到影响度Ri、被影响度Di、中心度Ui和原因度Ni为

(2)

(3)

Ui=Ri+Di

(4)

Ni=Ri-Di

(5)

式中：tij为影响因素i对影响因素j所带来的直接影响加上间接影响的程度及产生的综合影响程度；tji为影响因素j对影响因素i所带来的直接影响加上间接影响的程度及产生的的综合影响程度；n是影响因素个数，1≤i≤n，1≤j≤n。

3.2 AHP-DEMATEL模型构建

由于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)将各指标看作是相互独立的，若单独使用AHP计算建筑施工项目安全风险评价指标权重易产生偏差。而DEMATEL虽考虑了各指标之间的相互影响程度，但在权重上层次计算方面存在不足，将2种方法结合使用，可提高计算结果的客观性和准确性[20]。通过运用AHP与DEMATEL对各指标的权重和中心度进行计算，得出各指标的综合影响度Z。

(6)

式(6)中：Ui为运用实验室决策评价法计算出各指标的中心度；Wi为运用层次分析法方法中确定出各指标的权重。

4 实例应用

以西安某体育场及室外配套工程项目为风险评价对象，邀请4名专家、3名施工技术人员和3名项目管理人员进行打分，运用AHP和DEMATEL确定建筑施工项目安全风险各评价指标的权重和影响程度，进而基于AHP-DEMATEL的评估模型计算出各影响因素的综合影响权重。为使评价结果更具准确性，计算结果取10名打分人员得分的算数平均值。

4.1 指标权重确定

在建筑施工项目安全风险评价指标体系中，各个评价指标对评价结果的影响不同，需对评价指标进行权重的确定，研究运用AHP确定评价指标权重。再通过征求专家意见，建立判断矩阵，计算出组合权重基础权重，结合AHP-DEMATEL评估模型进行归一化处理后计算得到一级指标的综合影响度并经一致性检验[21]，得出各个指标权重，进而得到由层次总排序计算出的基础权重。指标权重及基础权重见表1。

表1 指标权重及基础权重

4.2 综合影响度计算

4.2.1 一级指标综合影响度计算

通过运用DEMATEL计算中的式(1)～式(6)计算得到建筑施工项目一级指标的影响度、中心度、原因度。进而借助层次分析法得到各指标的基础权重，结合AHP-DEMATEL评估模型进行归一化处理后计算得到的一级指标的综合影响度计算结果见表2。

表2 一级指标综合影响度汇总表

由AHP计算出的一级指标权重与运用AHP-DEMATEL评估模型得到的计算结果基本一致，体现出建立的AHP-DEMATEL评估模型具有较强的适用性和推广性。

运用AHP-DEMATEL评估模型计算后项目管理行为的影响度和综合影响度较大，说明项目管理行为对施工状态的影响较大，同时中心度和原因度也较大，表明该因素在建筑施工项目安全风险评价指标体系中是最重要的。而项目施工状态的综合影响度较小，说明该因素对建筑施工项目安全风险综合评价的影响较小。

4.2.2 二级指标综合影响度计算

二级指标的综合影响度计算结果见表3。

表3 二级指标综合影响度汇总表

由AHP计算出的二级指标权重与运用AHP-DEMATEL评估模型得到的计算结果基本一致，运用AHP-DEMATEL评估模型计算后施工单位的影响度和综合影响度最大，同时，中心度和原因度也为最大，高处作业及防护次之。表明施工单位管理行为对其他因素的影响最大，高处作业及防护产生较大的影响，二者均是影响建筑施工项目安全风险的重要因素。

4.2.3 三级指标综合影响度计算

三级指标综合影响度的计算结果，只罗列影响度、原因度和综合影响度，三级指标综合影响度汇总情况见表4。

表4 三级指标综合影响度汇总表

综合影响度大于0.05的影响因素有U113、U122、U123、U131、U133、U135。其中安全制度U113和安全检查及隐患排查管理U1352个因素综合影响度均在0.1及以上，建筑企业需针对此类风险因素进行重点管控，以提高建筑施工项目安全风险管理水平。监理过程安全管控、安全生产责任管理、安全资金与教育培训管理原因度和影响度均较高，表明这3个影响因素对其他因素产生的影响较大，也是较难受其他因素影响的。因此，监理单位应加大监督管控力度，施工单位应强化落实安全生产责任制度，提升安全资金的投入水平，重视和坚持对从业人员的日常安全教育培训。而危险源辨识管理的原因度最低，说明该因素受其他因素的影响最大，与该项目的施工单位对人员的安全教育培训力度加大时，危险源辨识管理水平会得以较大提升的情况相吻合；以上评价结果与该项目实际的安全风险状况基本一致，体现出该评价体系具有较强适应性和实用性。

5 结论

风险评价的质量和可靠性，与评价指标体系的合理性有直接关系，通过系统分析研究，可以得出以下结论。

(1)结合中外研究现状和系统思想，分析了“人-机-环”风险评价指标体系在构建方法上的不足，应用结构效应理论，建立了基于结构效应的安全风险评价模型，并结合《建筑施工安全检查标准》和《施工企业安全生产评价标准》等法律标准，构建了建筑施工项目安全风险评价指标体系，包括2个一级指标，12个二级指标，18个三级指标。

(2)运用AHP-DEMATEL评价模型对建筑施工项目安全风险评价体系进行评价。结果表明：一级指标中项目管理行为的中心度、原因度、综合影响度均为最高的；二级指标中施工单位的中心度、原因度、综合影响度最高，高处作业及防护次之；三级指标中原因度较高的影响因素数值从高到低依次是安全生产责任管理、安全资金与教育培训管理、监理过程安全管控，而危险源辨识管理的原因度最低。借助AHP计算出的指标权重与运用AHP-DEMATEL评估模型得到的计算结果基本一致，计算结果与实际相吻合，证明该体系实用性较强。