铁路既有线下桥涵顶进施工安全的模糊综合评价
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摘要： 铁路既有线下桥涵顶进工程对安全的要求很高。本文采用模糊综合评判的方法对施工现场进行评价，对于确保安全施工具有重要意义。
Abstract： The bridge and culvert jacking engineering under the existing railway lines has a high requirement on the safety. This article uses fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate the construction site， which has great significance for ensuring construction safety.
关键词： 桥涵顶进施工；施工安全；评价指标；模糊综合评价
Key words： bridge and culvert jacking construction；construction safety；evaluating indicator；fuzzy comprehensive evaluation
中图分类号：U449.52 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0128-02
0 引言
近年来随着我国经济的快速发展，公路、铁路建设已经进入到一个蓬勃发展的阶段。由于交通量的不断加大，城市也相应的加大了公路主干道的修建，然而既有铁路平交道口已严重影响城市公路交通运输能力。铁路既有线下顶进桥涵施工作为一种广泛采用的施工方法，既解决了施工与运输相互干扰的问题，又保证了行车和施工的安全。
桥涵顶进工程主要工作包括括桥涵主体分节预制、线路加固、施工降水、桥体顶进、中线与高程控制等施工技术。由于工程施工本身具有特殊性，同时为确保人身及行车安全，因而对其施工安全性要求很高，而及时、正确地对施工现场安全状况进行掌握和评判则为预防和控制安全事故发生提供了有效途径。
1.1 构建安全评价体系模型 模糊综合评价建立在合理、科学的评价指标体系之上，因而能否正确选取评价指标、建立合理评价体系将直接影响到最后评价结果的准确性。在进行安全评价指标选取时，不仅要综合考虑各方面影响因素，而且要遵循一定目的性、全面性、可行性等原则。
1.2 模糊综合评价的原理及步骤 针对多种评价指标，在模糊综合评价作用下，结合定性和定量分析方法，将受模糊因素影响的事物以定量化，通过人的主观判断来进行表达和处理，从而得到更加准确、直观、科学的评价结果。模糊综合评价是一种常用的评价与决策的方法，此方法已在工程、经济、社会的许多方面得到广泛应用。模糊综合评价的六大因素及评价步骤如下[1][2]：
①构建评语集；②建立评价集；③计算权重并且确定权重集；④建立模糊矩阵；⑤计算模糊向量B。
2 实例应用
下面以正公路下穿成昆铁路工程作为实例讨论模糊综合评价方法的应用。
正公路与成昆铁路相交，成昆正线铁路里程为K43+970.603，正公路里程为K8+201.751。公铁斜交82.43度，公路下穿铁路。正公路下穿成昆铁路工程设计里程范围为K8+141.9～K8+348.1段，全长206.2m，共分U型槽段、顶推框架桥段及明挖现浇框架桥段三种结构形式。
2.1 构建评语集 根据实际情况建立了三级安全评价指标体系模型，评价指标体系包括1个目标层，4个一级评价指标，14个二级评价指标[3]。如表1所示。
2.2 构建评价集 根据专家建议，将铁路既有线下桥涵顶进工程施工安全评价等级分为5级。通过百分制将评价结果定量化，并且赋以分值，如表2[4][5]。V={v1，v2，v3，v4，v5}={安全，较安全，一般性安全，较危险，危险}。
2.3 确定各评价指标权重集 ①计算一级评价指标的权重。模糊综合评价法有多种确定评价指标权重的方法，本文运用层次分析来确定指标权重。根据多年的安全施工经验以及对该项目实际施工情况和安全事故分析，按照九标度法[6]对每个准则层中相对应的评价指标进行两两评判，得出相对重要度。
对B1、B2、B3、B4两两比较得出相对重要度：
■
所以判断矩阵B= 1 3 1/3 51/3 1 1/5 3 3 5 1 71/5 1/3 1/7 1
利用“和积法”计算权重系数：B0.8050.8052.1060.316，W=0.200.200.520.08
一致性检验解得λ1=λ2=4.065，λ3=λmax=4.077，λ4=
3.963 C.I=0.026
即：对于U={B1，B2，B3，B4}，权重集A0=（0.2，0.2，0.52，0.08）。
②计算二级评价指标权重。同理得指标权重：A1=（0.25，0.30，0.30，0.15）；A2=（0.35，0.50，0.15）；A3=（0.25，0.35，0.30， 0.1）；A4=（0.35，0.2，0.45）。
2.4 计算模糊矩阵 综合考虑到评价指标的变换对工程安全施工总体水平具有一定影响，且是一个渐变的影响过程，因而本文采取柯西分布的原理来确定隶属函数，求得单因素模糊向量以及模糊变换矩阵[7-9]。
对于U■（X），由于隶属度随着x增大而增大，采用升半柯西分布；U■（x）（X）、U■（X）、U■（X）采用对称柯西分布；U■（X）则采用降半柯西分布。
u■（x）= 0 0？燮x？燮90■ 90？燮x？燮95 ■ 95？燮x？燮100
u■（x）= 1 0？燮x？燮60■ 60？燮x？燮95 1-■ 95？燮x？燮100
u■（x）=e■0？燮x？燮100，u■（x）=e■0？燮x？燮100，
u■（x）=e■0？燮x？燮100
将表1中专家打分分别代入上述相应的隶属函数中，得到模糊矩阵，则：R■=0.97 0.41 0.03 0.01 0.05 0 0.80 0.80 0.13 0.14 0 0.80 0.13 0.01 0.07 0 0.13 0.80 0.80 0.39
R■=0 1 0.41 0.03 0.090 0.41 1 0.41 0.220 1 0.41 0.03 0.09
R■=0 0.80 0.13 0.01 0.070 1 0.41 0.03 0.090 1 0.41 0.03 0.090 0.80 0.80 0.13 0.14
R■=0 1 0.41 0.03 0.090 0.80 0.13 0.01 0.070 1 0.41 0.03 0.09
B1=（0.25，0.25，0.15，0.15，0.15），B2=（0，0.41，0.5，0.41，0.22）
B3=（0，0.25，0.35，0.13，0.14），B4=（0，0.2，0.41，0.03，0.09）
则一级评判矩阵B'=A0。B=（0.20，0.27，0.34，0.18，0.15）；归一化处理B″=（0.18，0.24，0.30，0.16，0.12）
以评分标准表的评分中值作为参数，将B″单值化
N=（0.18，0.24，0.30，0.16，0.12）×（95，85，75，65，30）T=74分。
根据最后计算得到该工程施工安全评价结果为74分，对应评分标准表为一般性安全，所以该铁路既有线下桥涵顶进工程施工安全等级为一般性安全。一级评价指标中从业人员状况最大隶属度为0.25，介于安全和较安全间。设备管理、安全管理、作业条件最大隶属度分别为0.5、0.35、0.41，安全等级均为一般性安全。在这三个指标中，安全管理的隶属度明显低于其他两个，可见该项目目前在安全管理上有所缺陷和不足，今后工作的重点主要放在加强安全管理措施，提高安全管理水平。
3 结论
①既有线下顶进工程施工过程中影响施工安全的因素有很多，通过引入模糊综合评价法，将工程施工中的定性问题定量化，建立施工安全评价模型，具体而系统的进行了施工安全评价与分析。计算出相应评价因素的影响程度，得出项目的施工安全等级，同时找到项目在今后施工安全方面的工作重点。②通过实际工程中的应用，结合现场实际施工安全状况，证明该模型是可行的。因而建立此安全评价模型对加强建设工程施工安全评价具有理论指导意义，此外该模型结构清晰、易于构建、简单易懂、可操作性高，可以广泛应用于项目建设评价中。③本文的不足之处在于层次分析法对人的主观意识依赖性比较大，利用此法计算出的权重主观性较强，宜选择具有丰富经验的专家进行打分和权重的确定，使得最终计算结果更加真实、可信，同时可以提高评价方法的可靠性、适用性。
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