摘要：鑒于水電工程施工難度大、安全問題頻發(fā)，提出一種將熵權(quán)法與集對(duì)分析相結(jié)合的水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，由此對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避。首先從危險(xiǎn)源的三個(gè)構(gòu)成要素出發(fā)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；然后利用熵權(quán)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行定量賦權(quán)，并結(jié)合集對(duì)分析理論建立評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的集對(duì)關(guān)系，計(jì)算單指標(biāo)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(xiǎn)等級(jí)；最后，應(yīng)用該評(píng)價(jià)模型對(duì)某一在建水電工程進(jìn)行實(shí)例評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，該水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)大小為一般，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況基本相符。
關(guān)鍵詞：水電工程施工；熵權(quán)法；集對(duì)分析；安全評(píng)價(jià)
1前言
在水電工程中，由于其多施工于地形復(fù)雜、地質(zhì)條件差、氣候惡劣等偏僻地區(qū)，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(xiǎn)評(píng)估等方面展開了研究。目前，國(guó)內(nèi)外研究水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(píng)價(jià)方法對(duì)北盤江某水電工程樞紐施工現(xiàn)場(chǎng)的安全水平進(jìn)行評(píng)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(xiǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)水電施工作業(yè)疲勞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估。陳志鼎等[4]建立了基于熵權(quán)和改進(jìn)AHP的中小型水電工程施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，然后對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合得出最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。吳鵬飛等[5]進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方程的理論引導(dǎo)及方法應(yīng)用，為安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定提供了參考。吳泥等[6]從水電工程施工危險(xiǎn)源辨識(shí)的角度，探討其目前存在的問題并提出相應(yīng)的對(duì)策。上述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法雖對(duì)水電工程施工的安全評(píng)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(píng)價(jià)結(jié)果并不一定能夠完全真實(shí)準(zhǔn)確地反映施工現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況。鑒于熵權(quán)—集對(duì)分析理論在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、山區(qū)丘陵公路邊坡安全評(píng)價(jià)以及多級(jí)生態(tài)塘功效綜合評(píng)價(jià)等多領(lǐng)域評(píng)價(jià)體系中的成功應(yīng)用，本文借鑒此方法精髓，在充分識(shí)別水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，建立了基于熵權(quán)—集對(duì)分析的水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，并應(yīng)用該模型對(duì)某水電工程實(shí)例進(jìn)行探討。
2熵權(quán)-集對(duì)分析模型
2.1熵權(quán)法
在信息論中，熵值是評(píng)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(xiǎn)評(píng)價(jià)中，某一指標(biāo)的熵值越小，表明該指標(biāo)的不確定性越大，所攜帶的信息越多，因而對(duì)整體的安全風(fēng)險(xiǎn)影響也越大。熵權(quán)法正是依據(jù)此思路對(duì)各不確定性指標(biāo)賦權(quán)，進(jìn)而定量地分析評(píng)價(jià)對(duì)象。較之于傳統(tǒng)的賦權(quán)方法，熵權(quán)法具有受主觀因素影響小、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[7-11]。熵值的計(jì)算過程如下。（1）構(gòu)造判斷矩陣設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下有n個(gè)評(píng)價(jià)值，構(gòu)造判斷矩陣P如下：（2）對(duì)構(gòu)造矩陣P作無(wú)量綱化處理得到矩陣Q對(duì)于越大越優(yōu)型指標(biāo)，無(wú)量綱化計(jì)算如下：（1）對(duì)于越小越優(yōu)型指標(biāo)，無(wú)量綱化計(jì)算如下：（2）其中，xij表示各評(píng)價(jià)指標(biāo)的觀測(cè)值，xmax、xmin分別為各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值和最小值。（3）計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值根據(jù)信息熵的定義求出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值如下：（4）根據(jù)熵值確定各指標(biāo)權(quán)重由上一步得出的熵值E1，E2，…Em，計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重如下：
2.2單指標(biāo)聯(lián)系度
為實(shí)現(xiàn)對(duì)單指標(biāo)的定量評(píng)價(jià)，需構(gòu)建各評(píng)價(jià)指標(biāo)與安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。依據(jù)集對(duì)分析理論[12-14]，假設(shè)集對(duì)H由各評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際值集合與安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)集合構(gòu)成，用聯(lián)系度量化兩集合之間的關(guān)系。對(duì)該集對(duì)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(duì)立特性P個(gè)，既非共有又非對(duì)立的特性F個(gè)，則集對(duì)H的聯(lián)系度如下：（5）其中i表示差異不確定系數(shù)，i的取值為［-1，1]，j=-1表示對(duì)立系數(shù)，其均只起標(biāo)記作用。a、b、c分別表示評(píng)價(jià)指標(biāo)與安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的同一度、差異度、對(duì)立度。基于上述理論，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度。首先,計(jì)算各指標(biāo)實(shí)際值的平均值，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)集X：X={x1，x2，x3，…xn}其次,計(jì)算各指標(biāo)與安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度。
2.3綜合聯(lián)系度
將上述得到的指標(biāo)權(quán)重矩陣W與單指標(biāo)聯(lián)系度μi矩陣相乘，得到指標(biāo)與各個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的綜合聯(lián)系度為：
2.4確定評(píng)價(jià)等級(jí)
基于集對(duì)分析的基本原理，水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由最大綜合聯(lián)系度所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)確定。
3水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
從危險(xiǎn)源的三個(gè)構(gòu)成要素，即潛在危險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)性的主體有施工人員、材料、機(jī)械設(shè)備的安全性等，危險(xiǎn)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(xiàn)場(chǎng)管理的嚴(yán)密性，因此建立包括施工人員、施工環(huán)境、安全管理、機(jī)械設(shè)備四個(gè)一級(jí)指標(biāo)的水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1），并下設(shè)15個(gè)二級(jí)指標(biāo)[15]。
4評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定
建立量度合適的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是確保準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)狀況的基礎(chǔ)。為了更加精準(zhǔn)地評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)大小及區(qū)分不同指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)狀況，將風(fēng)險(xiǎn)大小劃分為小、比較小、一般、比較大、大五個(gè)等級(jí)，風(fēng)險(xiǎn)越大對(duì)應(yīng)得分越小，在[0，1]區(qū)間內(nèi)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行等分值劃分[16]，其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下（表2）。
5案例分析
本文以某一在建的水電站為研究對(duì)象，對(duì)EW-SPA方法在水電工程施工中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討和論證。
5.1基于熵權(quán)法的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
根據(jù)上述構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，聘請(qǐng)7位有關(guān)專家，通過發(fā)放問卷的形式對(duì)影響水電工程施工安全的15個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分。根據(jù)專家打分的情況，按照式（1）～（4）計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的權(quán)重（表3）。
5.2單指標(biāo)聯(lián)系度計(jì)算
基于單指標(biāo)聯(lián)系度的計(jì)算原理，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與不同等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度進(jìn)行計(jì)算。首先算出各指標(biāo)專家打分值的平均值，將其作為各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)判值，得到評(píng)判指標(biāo)集。其次按照式（6）、（7）計(jì)算出各指標(biāo)與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度（表4）。
5.3綜合聯(lián)系度計(jì)算
依據(jù)表3中各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，對(duì)上述不同評(píng)價(jià)等級(jí)下所有指標(biāo)的單指標(biāo)聯(lián)系度進(jìn)行加權(quán)平均處理，得到該水電工程施工安全狀況與各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)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(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)區(qū)間為（0.4，0.6]，因而可得出該水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)大小為一般，與實(shí)際考察情況基本一致。同時(shí)參考指標(biāo)權(quán)重值的分布，可以看出勞動(dòng)技能、違規(guī)操作、安全生產(chǎn)責(zé)任制、機(jī)械設(shè)備檢測(cè)制度所占權(quán)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(cè)制度是影響施工安全風(fēng)險(xiǎn)的主要因素，建議通過提高施工人員的技術(shù)水平，加強(qiáng)安全管理等防治措施，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。
6結(jié)論
（1）首先從危險(xiǎn)源的三個(gè)構(gòu)成要素出發(fā)，結(jié)合水電工程施工安全的行業(yè)規(guī)范及要求，利用頭腦風(fēng)暴法列舉出各項(xiàng)可能的安全風(fēng)險(xiǎn)要素，選取主要的影響施工安全的風(fēng)險(xiǎn)要素構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（2）其次引入熵權(quán)法來計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，該方法避免了人為賦權(quán)的主觀性，使結(jié)果更加精準(zhǔn)，并結(jié)合集對(duì)分析理論構(gòu)建了水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，定量計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與不同評(píng)價(jià)等級(jí)之間的聯(lián)系度，最終定性評(píng)判水電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)狀況。（3）最后將本文提出的EW-SPA模型應(yīng)用到在建的A水電站中，對(duì)該模型的可行性和實(shí)用性進(jìn)行了驗(yàn)證。整個(gè)評(píng)價(jià)過程綜合運(yùn)用了定性及定量的評(píng)價(jià)方法，客觀性和可操作性較強(qiáng)，為管理者在水電工程施工中進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)提供了一個(gè)有益的輔助決策方法。
