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标题 基于DEMATEL/ISM的高空坠落事故影响因素研究
范文 段占立

摘要：揭示高空坠落事故影响因素之间的内在系统结构是预防高空坠落事故的发生的有效途径。文章通过德尔菲法建立了高空坠落事故影响因素的指标体系，共提取了13个影响因素，并用DEMATAEL及ISM方法研究了各影响因素之间的影响关系及程度，建立了高空坠落事故影响因素层级结构，研究得出：施工安全管理制度完善程度和安全培训教育程度是高空坠落事故发生的主要动因，高空坠落事故影响因素系统被划分为一个四级的多级递阶结构，揭示了高空坠落事故影响因素之间的因果关系。
Abstract： Revealing the internal system structure between the influencing factors of high altitude fall accidents is an effective way to prevent the occurrence of high altitude fall accidents. Through the Delphi method， the index system of the factors affecting the high-altitude fall accident was established. A total of 13 influencing factors were extracted. The influence relationship and degree of each influencing factor were studied by DEMATAEL and ISM methods， and the factors affecting the high-altitude fall accident of Hierarchical structure were established. Research shows that the perfect degree of construction safety management system and the degree of safety training and education are the main causes of high-altitude fall accidents. The system of influence factors of high-altitude fall accidents is divided into a four-level multi-level hierarchical structure， revealing the high-altitude fall accident of causal relationship between the influencing factors.
关键词：高空坠落；DEMATEL/ISM集成方法；多级递阶结构；影响因素
Key words： high altitude fall；DEMATEL/ISM integration method；multi-level hierarchical structure；influencing factors
中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）33-0212-04
0 引言
随着国家经济的快速发展，建设工程项目不断增多且趋于复杂化，控制安全事故将面临极大挑战。高空坠落事故是工程项目施工过程中常见的安全事故，高空坠落事故通常会带来严重的经济损失和大量的人员伤亡，后果异常严重。根据2018年上半年建筑业安全事故统计，建筑业安全事故的主要类型有高处坠落和坍塌，其中，在发生的一般事故中，48.2%的安全事故是高空坠落造成的[1]。如何有效预防高空坠落事故的发生对施工项目而言尤为重要。
高空坠落安全事故的发生是多个方面影响因素相互作用的结果，因此，找出深层次影响因素并揭示各个因素之间的相互影响关系是预防高空坠落事故发生的有效途径之一。近年来，围绕高空坠落事故危险源分类的研究，许多学者做了相关研究，对于高空坠落事故影响因素的内在机理研究却相当少，仅有几篇；朱彦从人的失误、物的因素、环境因素三个方面对高空作业防护装备及技术措施进行了研究[2]；肖华德等运用层次分析法进行定量分析，根据定量评价结果对高空坠落事故发生的原因进行详细的研究[3]；任峻等用鱼刺图对高空坠落的影响因素进行了分析[4]：冉占傲對高空坠落事故的危险源进行了识别及分类[5]；冯凯梁对建筑施工危险源及其分类进行了全面的理论综述[6]；胡贤等通过事故树分析方法阐述了高空坠落事故的发生原因及对策[7]；这些研究对高空坠落事故发生的原因进行了识别和分类，为高空坠落事故的预防和控制提供了理论基础，但对于高空坠落事故影响因素相互关系的分析却很少。本文通过文献综述法及德尔菲法对高空坠落事故的影响因素进行了识别并构建了影响因素的指标体系，然后根据决策试验和评价实验法（DEMATEL）和解释结构模型法（ISM）对影响因素的层次结构及相互关系进行了深入的研究，以期为高空坠落事故的预防与控制提供参考。
1 高空坠落事故影响因素指标体系建立
1.1 高空坠落事故影响因素指标识别 本文在中国知网、万方、维普等文献搜索网站上，以高空坠落事故为限定词进行了文献查询，并收集到与本文相关的文献十几篇，通过对文献的阅读，筛选保留11篇作为高空坠落事故影响因素来源，筛选的原则主要有相关度、下载量、文献级别、引用量、文献类别等，为保证影响因素的可靠性，对提取出的影响因素，制作问卷，对工程项目施工人员进行实际调研，最后，经过总结得到高空坠落事故的影响因素，共计15个，分别为：①安全设施使用落实程度，②施工人员技能水平，③安全资金投入高低，④施工人员对安全的理解程度，⑤勘察设计不全面，⑥管理人员管理水平，⑦安全培训教育程度，⑧施工安全管理制度完善程度，⑨防护设施质量，⑩安全技术交底深度，{11}不同作业时间段、高度及季节，{12}现场安全隐患处理状态，{13}作业工人工作状态，{14}管理人员与作业工人合作紧密度，{15}管理人员违章指挥。
1.2 德尔菲法下高空坠落事故影响因素修正 德尔菲法（Delphi Method）适用于建立目标决策与决策分析与评估，尤其适用于理论和定量方法没有足够数据的研究。充分利用了专家们的知识和经验，并通过匿名、专家之间不发生横向交流、多次循环等方式，最终得出一个能够代表大多数专家意见的结果。
本次邀请的专家共有5人，其中，安全工程师2人，来自于施工企业，参与过5个施工项目以上的项目总工程师2人，高校施工管理方向教授1人，這些专家具有多年的管理经验，对安全管理工作具有足够的了解，同时，这5名专家学者来自不同单位，工作岗位，能够全面、客观的评判高空坠落事故影响因素。
针对初选的15个高空坠落事故致因，制作专家问卷，邀请5名专家对15个致因的影响程度进行评定，经过反复加几轮的修正，最终确定高空坠落事故影响因素的指标体系，如表1所示。
2 DEMATEL/ISM方法简述及实施步骤
2.1 DEMATEL/ISM方法简述 DEMATEL（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory）是一种运用了图论与矩阵理论的系统分析方法，利用专家的知识和经验，对各影响因素之间的相互关系及影响程度进行评价，得出直接影响矩阵，并进行规范化处理、计算综合影响矩阵等一系列步骤得出影响因素之间的影响程度，从结果可知各影响因素的影响度、被影响度、原因度及中心度等，DEMATEL方法虽然揭示各个影响因素之间的影响程度大小，但并不能特别清晰的表达各个影响因素之间的层次结构划分，因此需要运用ISM方法对各影响因素的层级结构进一步分析。
ISM（Interpretive Structure Modeling）是由美国John Warfield教授于1973开发的，主要功能是分析复杂的社会经济系统，特点是充分利用了人们的知识和经验，可以把复杂的系统结构分解为多个简单子系统，从而达到简化复杂系统便于分析的目的。通过建立ISM实施小组，设定关键问题，判断相互影响关系建立邻接矩阵，求解可达矩阵及层级划分等一系列步骤，最终得出一个多级递阶的结构模型。ISM方法广泛适用于对复杂的社会经济系统的认识及分析。
2.2 DEMATEL/ISM集成方法实施步骤
①利用专家咨询法对系统各影响因素的相互关系及影响程度进行判断，影响程度分为四个等级：强影响关系记为3，中影响关系记为2，弱影响关系记为1，无影响关系记为0，得出直接影响矩阵X=（aij）n×n，当i=j时，aij=0，因为不考虑自身因素对自身因素的影响。
3 基于DEMATEL/ISM的高空坠落事故影响因素模型构建
3.1 高空坠落事故影响因素直接影响矩阵及综合影响矩阵的建立及分析
由第一节可知，通过文献搜索和现场问卷调查初步建立了指标体系并在德尔菲法下对指标体系进行了修正，最终确定影响高空坠落事故的致因共有13个，采用专家打分法对13个影响因素的影响程度两两进行打分，形成直接影响矩阵X，并在此基础上构建规范化直接影响矩阵X′。
利用MATELAB软件编写需要的程序代码，输入规范化后的直接影响矩阵，求解出综合影响矩阵T，具体结果如下：
以综合影响矩阵T为基础，对系统各影响因素的影响度（该因素对其他因素的影响程度）、被影响度（该因素被其他影响因素影响的程度）、中心度（是指该因素在系统中的位置及影响程度大小）、原因度（表示如果原因度大于零，则表示该因素对其他因素影响程度较大，称为原因要素，如果原因度小于零，则表示该因素受其他影响因素的影响较大，称为结果要素）进行计算，得出各影响因素之间的影响关系及程度如表2所示，并在此基础上，根据原因度和中心度绘制因果散点图，如图1所示。
根据表2和图1可知：原因要素（原因度大于零）按原因度由大到小顺序排列依次为：A8施工安全管理制度完善程度、A7安全培训教育程度、A5管理人员与作业工人合作紧密度、A11不同作业时间段、高度及季节、A3安全资金投入高低、A10安全技术交底深度、A9防护设施质量、A6管理人员管理水平，可以看出这些影响因素对高空坠落事故发生起着重要作用，其中 ，施工安全管理制度完善程度和安全培训教育程度是高空坠落事故发生的主要动因，而A12现场安全隐患处理状态、A4施工人员对安全的理解程度、A1安全设施使用落实程度、A2施工人员技能水平及A13作业工人工作状态原因度小于零，均属于结果要素，由此可知，为有效预防和控制高空坠落事故的发生应注重完善施工安全管理制度，加大安全培训教育力度，同时，施工现场管理人员多关注作业工人工作状态，以防高空坠落事故的发生。
3.2 高空坠落事故影响因素多级递阶结构模型建立及分析 根据高空坠落事故影响因素的综合影响矩阵T，求解出可达矩阵M，并运用ISM方法对系统的层次结构进行划分，具体步骤：首先利用综合影响矩阵T，求解出可达矩阵M，其次，利用MATELAB编写需要的程序代码，最后，运行MATELAB求解出系统的层次结构并根据层级划分和可达矩阵画出高空坠落事故影响因素的解释结构模型如图2所示。
由图2可以看出：高空坠落事故致因系统被划分成一个四层的多级递阶结构。处在最低层级的致因主要有A8施工安全管理制度完善程度、A7安全培训教育程度，这两个要素反映了公司层面的制度完善及安全培训教育等管理因素。第三层级主要包含了A5管理人员与作业工人合作紧密度、A11不同作业时间段、高度及季节、A3安全资金投入高低、A10安全技术交底深度、A9防护设施质量、A6管理人员管理水平，A4施工人员对安全的理解程度等，这些致因主要反映了施工现场管理人员及作业人员的行为因素，其中，A3安全资金投入高低和A9防护设施质量存在着相互影响关系。第二层级主要有A12现场安全隐患处理状态、A1安全设施使用落实程度、A2施工人员技能水平及A13作业工人工作状态等四个要素，这四个要素主要反映了施工现场作业人员工作状态及施工环境的缺陷。第一层级为A0高空坠落事故影响因素。
从图2的多级递阶结构可知，高空坠落事故影响因素系统之间遵循着以下因果路径关系：公司层面的制度完善及安全培训教育等管理因素→施工现场管理人员及作业人员的行为因素→施工现场作業人员工作状态及施工环境的缺陷→高空坠落事故发生。
4 结论
论文以高空坠落事故影响因素研究为出发点，运用DEMATEL/ISM两种方法对高空坠落事故影响因素的因果关系、影响程度及层次结构进行了分析，经过分析得出以下结论：①施工安全管理制度完善程度和安全培训教育程度是高空坠落事故发生的主要动因，为预防和控制高空坠落事故的发生应注重完善施工安全管理制度，加大安全培训教育力度，同时，施工现场管理人员多关注作业工人工作状态，以防高空坠落事故的发生。②高空坠落事故影响因素系统被划分成一个四级的多级递阶结构，并遵循着以下因果路径关系：公司层面的制度完善及安全培训教育等管理因素→施工现场管理人员及作业人员的行为因素→施工现场作业人员工作状态及施工环境的缺陷→高空坠落事故发生。
参考文献：
[1]金慧慧.国务院安委办通报上半年全国建筑业安全生产形势[EB/OL].http：//news.sina.com.cn/o/2018-07-26/doc-ihfvkitw8987927.shtml，2018-07-25.
[2]朱彦.对高空作业坠落防护装备及其技术措施的研究[J].中国个体防护装备，2015（06）：44-48.
[3]肖华德.高处坠落安全评价方法研究[J].安全，2009（07）：8-11.
[4]任峻.基于鱼刺图的高处坠落的识别与应用[J].管理世界，2016（09）：85-87.
[5]冉占傲.建筑施工高空坠落危险源分析[J]. 交通与建筑科学，2013（07）：157.
[6]冯凯梁.建筑施工危险源分类研究综述及应用[J].武汉理工大学学报，2017（01）：545-548.
[7]胡贤.天津现代城项目高处坠落事故的事故树分析研究[J].科技与企业，2015（06）.
[8]姚玉兰.浅谈建筑施工高处坠落事故原因及预防对策[J].江西建材，2016（16）：104-105.
[9]谢洪涛.基坑工程施工坍塌事故致因相互影响关系研究[J].安全与环境学报[J].2014（14）：151-156.
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更新时间：2025/2/11 7:02:18