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在建设项目的规划和预算过程中，使用层次分析法（AHP）进行安全风险评估

重点

• 介绍了一个能够确定安全风险项目优先级的最先进的框架
• 在一个真实的建设项目过程中，调查了新框架的有效性。
• 在项目实施之前确定最重要和最不重要的安全风险项目

摘要

介绍：建筑项目固有的独特风险往往给承包商带来重大挑战。由于建筑业与其他行业相比具有较高的伤害和死亡率，因此健康和安全风险是建筑项目中最重要的风险之一。在建设项目管理中，安全风险评估是识别潜在危害，评估风险相关风险的重要一步。在风险评估过程中对安全风险进行适当的优先排序对于安全相关风险的规划，预算和管理至关重要。方法：本文基于安全成本（COS）模型理论和层次分析法（AHP），提出了一个安全风险评估框架。拟议框架的主要贡献在于，它提出了一个强有力的方法来确定建筑项目安全风险的优先次序，以创造一个合理的预算，并在不影响安全的情况下设定现实的目标。对行业的影响：该框架为决策者提供了一个决策工具，在考虑资金限额的情况下确定适当的事故/伤害预防投资。所提出的安全风险框架是使用现实生活中的建筑项目来说明的，并讨论了框架的优点和局限性。

关键词：职业健康和安全、层次分析法、风险评估、金融优先级

1介绍

近年来，风险管理在建设项目管理中得到了广泛的研究，具有重要的现实意义。在当今世界，即将面临潜在危险的变化迅速发展，生存的先决条件是对环境有深刻的了解，并能做出完美的决策。建筑业被公认为非常容易出现风险，在不确定性来自不同来源的情况下，其特点是非常复杂，动态和独特。伴随着高风险，建设项目需要企业融资来承担直接和间接的成本。这些成本包括与施工过程各个方面相关的费用，如安全和风险管理。

已经提出了许多方法来帮助承包商和项目经理选择和管理项目。这些方法的应用使项目经理可以避免潜在的问题。职业健康和安全问题（例如，高处坠落的物质或人员，踩物体，手工伤害，爆炸，电力事故）已成为建筑行业面临的主要挑战之一。在此背景下，安全风险评估已成为近年来建设项目管理中一个非常重要的课题。

本文提出了一个新的框架来促进安全风险评估过程。所提出的方法旨在帮助决策者评估不同安全风险项目的影响。在框架下，安全风险项目由专家通过层次分析法（AHP）确定优先级。这个框架帮助项目经理进行安全相关风险的计划，预算和管理。所提出的方法使用案例项目来说明。

本文的其余部分组织如下：第2节致力于文献综述和安全成本（COS）模型，第3节介绍层次分析法的背景。所提出的框架在第4节中进行了描述，第5节中则提供了一个案例研究。最后，在第6节作总结发言。

2文献评论

已经提出了许多技术用于从简单的经典方法到模糊方法的风险分析和评估。霍华德和马西森（1981）使用影响图方法进行风险分析。Norris（1992）采用敏感性分析技术来预测一个独立变量对因变量的影响。蒙特卡罗模拟（PMBoK，2004）也被用来评估多个自变量的同时变化。带决策矩阵和决策树的决策分析（PMBoK，2004）以及多标准决策技术，如简单的多属性评级技术（Von Winterfeldt＆Edwards，1986）和层次分析法（AHP; Saaty，1990）被用来在危险或不确定的情况下进行决策。

职业健康和安全（OHS）风险被定义为危害的重要性，因为每个行业的伤害/疾病的概率和严重程度各不相同。OHSAS将“风险”一词定义为发生特定危险事件的可能性和后果的组合（OHSAS Project Group，2007）。伍德拉夫（Woodruff，2005）认为风险是被评估的人或事物受到危害的不利影响的机会。与其他行业相比，建筑行业的致命和非致命伤害相对较高。平托，努内斯和里贝罗（2011）表明职业伤害和疾病不仅影响安全和健康，而且由于与工伤有关的高成本而影响经济。在建筑项目中考虑时，损失占非住宅项目成本的7.9-15％（Everett＆Frank，1996）。因此，妥善实施安全风险评估技术对于促进项目成功至关重要。

历史数据被用于许多研究来开发OHS风险模型。Guuml;rcanli和Muuml;ngen（2009）和Pinto，Nunes和Ribeiro（2010）提出了基于模糊逻辑方法进行健康和安全风险评估的定性模型。Guuml;rcanli和Muuml;ngen（2009）通过采用专家的主观判断和利用现有建筑项目的安全水平来处理不确定和不充分的数据。

大部分安全文献着重于识别和描述改善现场职业安全的各种方法。Hallowell（2008）开发并验证了评估施工安全风险的正式方法。哈洛韦尔（2008）的方法假设每一个建筑活动都与特定的安全风险有关，每个安全计划都能够减轻这些风险的一部分。Fung，Tam，Lo和Lu（2010）试图通过引入程序来检验所作决定的可靠性，从而改进系统风险评估方法。事故的严重程度是由三个参数决定的：人工天，骨折或截肢，以及赔偿。在衡量安全风险时，Mitropoulos和Namboodiri（2011）介绍了一种观测方法，根据可观察的风险因素和生产变量，对活动的任务需求进行客观评估。Mitropoulos和Namboodiri（2011）也反映了安全开展活动的困难。Hallowell和Gambatese（2009）进行了一项研究，通过使用德尔菲法来量化其个人减轻施工安全和健康风险的能力，从而确定安全计划要素的相对有效性。Krallis和Csontos（2007）研究了影响个人认知的内部和外部因素，并探讨了风险认知与安全行为之间的相关性，并为组织提出了可能的倡议。虽然大部分所提及的风险管理技巧可应用于任何一种风险评估程序，但这些研究很少集中于建造业安全风险的量化评估。

2.1成本安全（COS）模型

施工伤害的成本可能会对施工组织的财务成功产生重大影响，并可能使整体建设成本增加高达15％（Everett＆Frank，1996）。因此，投入事故/伤害预防不仅对职业健康安全管理非常重要，而且对于降低建设项目成本也很重要。但是，有一个额外的投资收益递减和投资回报成为负面的点; 因此，施工组织通过强有力的过程来客观评估事故/伤害预防投资的成本效益是至关重要的。

Chalos（1992）引入了安全成本（COS）模型，从概念上描述事故/伤害预防的成本效益分析。COS模型如图1所示。根据COS模型，有一个理论平衡点，其预防和检测总成本等于伤害总成本，这一点反映了最佳投资。COS模型还支持一定程度的安全风险必须被认为是可以接受的，以维持一个组织的财务稳定性。Manuele and Main（2002）支持这一假设，并指出在大多数工作流程中存在一定程度的固有风险，而减轻此类风险的成本可能是巨大的。随后，在实践中，超出一定程度的高度安全性，零事故目标在事故/伤害评估和预防方面投入大量资金。也就是说，必须大幅度提高评估和预防成本，以实现零事故或接近零事故。因此，COS模型旨在为管理者提供一个分析成本，编制预算和设定现实目标的结构。

图1 COS模型

3 层次分析法（AHP）

层次分析法（AHP）是一种结构化的多属性决策方法（Saaty，1990））。层次分析法的主要优点是能够检查和减少专家判断的不一致性。在减少决策过程中的偏见的同时，该方法通过使用个体判断的几何平均值通过共识来提供群体决策。层次分析法结合评级从成对比较中得出价值尺度，适用于具有任意数量替代方案的多目标，多标准和多行动者决策。AHP涉及评估尺度而不是措施; 因此，它能够模拟缺乏措施的情况（如建模风险和不确定性）。层次分析法由三个主要原则组成：分解结构，判断的比较以及优先级的分级组合（或合成）。

最初由Freivalds（1987）和Henderson和Dutta（1992）使用AHP进行OHS 。Padma和Balasubramanie（2009）利用层次分析法（ AHP ）开发了一个决策辅助系统，以排列与肩颈部肌肉骨骼问题相关的危险因素。Zhang，Zhan和Tan（2009）也采用层次分析法（AHP ）来比较与人为错误相关的风险因素，并与海运事故中的事故原因进行比较。Kim，Lee，Park和Lee（2010）提出了一种安全风险评估方法，该方法考虑了使用专家调查和层次分析法的建筑工地风险影响因素。Badri，Nadeau和Gbodossou（2012） 提出了基于多标准分析技术（如AHP）和专家判断的职业健康安全风险评估程序。

3.1 层次分析法的理论背景

在层次分析法中，决策问题通常分为子问题层次，每个问题都可以独立分析。层次的要素可以涉及决策问题的任何方面。一旦建立了层次结构，专家就会为每一对n个替代品（A i，A j）分配一个数值尺度（见表1）。数值尺度是通过在替代品之间进行配对比较而得到的，这些比较对它们对层级中处于上级的元素的影响。术语a ijk表示专家k关于替代A i的个人偏好与替代的A j相比。

表1 AHP规模的组合

一旦使用几何平均值（1）创建和计算整体专家判断，将它们插入到比较矩阵D（2）中：

矩阵D是比较矩阵，具有以下属性：

当满足条件（3）的条件满足条件（4）时，矩阵D被认为是一致的：

替代的排序是作为使用矩阵P的比较矩阵D的近似的结果：

矩阵P的元素是以替代品的权重比例形式呈现的一致判断：

P i表示阶矢量p的可选项的权重：

算术归一化后的标准化阶矢量如下：

当：

Saaty（1990）提出使用最大特征值法来确定判断矩阵为：

当; lambda; 最大是矩阵的最大特征值d。为了可靠的比较，重要的是要注意，比较矩阵D的不一致性必须小于10％，即不满足条件（4）的次数必须低于10％。根据Saaty（1990），判断的一致性也可以用方程 （11）：

和

RC（随机一致性指数）可以从表2中获得。由于任何1 times; 1或2 times; 2比较矩阵的列是相关的，所以RC被假定为0。 （11）并导致CR趋于无穷; 也就是说，大小为1和2的矩阵总是一致的。

表2随机一致性（RC）指数[ n = 倒数矩阵的大小]。

4 AHP在施工安全风险管理中的应用

项目安全风险评估是项目管理的一个基本组成部分，因为建设项目容易出​​现职业健康和安全问题，如材料或人员高处坠落，电力事故等。然而，只有少数研究使用AHP方法和安全风险评估技术。在以前的研究中，最流行的话题是在评估替代方案（即：项目，承包商等）的整个决策过程中使用AHP。Badri等人 （2012）重点关注职业安全健康风险的大小，以便进行风险排名; 但从财务角度来看，AHP的应用还没有明确的考虑。另一方面，职业伤害的成本可能占总成本的15％，而充足的事故/伤害预防投资可能会影响组织的竞争力。尽管安全投资对于安全成功至关重要，但是额外投资收益递减，投资回报率变为负值，从财务角度看效率低下。此外，即使在任何组织的范围内发生零事故，由于项目预算的限制，这个目标在实践中也是难以实现的。在这种情况下，COS模型提供了一个理论平衡点，反映了职业事故/伤害预防的最佳投资。因此，安全投

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