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【摘 要】介绍建筑施工企业中配置的工程机械及其风险管理问题，论述建筑机械安全体系的现状。针对现有体系的缺点，通过应用层次分析法和数据包络分析，构建风险因素分析体系，提出应用遴选出的指标进行分析的步骤。计算设备工艺、人员因素以及环境自然因素相对于总目标的权重向量，结合输入输出指标，计算机械的总体目标值，建立指标体系，以期能够全面、客观、公正地反映和衡量机械的安全度，引导企业运用准则进行自我评估。
【关键词】建筑机械：层次分析法；数据包络分析
随着建筑业的高速发展，建筑施工企业中配置的工程机械从数量到种类都越来越多，而且向大型化、专来化方向发展，对技术含量以及施工设备管理的要求也越来越高，国内外国家对建筑业的风险管理较为重视。
1.建筑机械风险管理研究综述
建筑市场的急剧扩大，在建筑机械管理领域的风险管理研究越来越受到重视。孙关林分析了建筑施工现场电气安装、机械安装及安装调试中的安全隐患问题，并提出了整改措施。石瑞平等人研究了各个国家的建筑工程机械的安全标准，对美国、欧洲、日本以及其他地区进行了总体的讨论，并且介绍了安全规定的发展过程。吴建奇与丁春颖探讨了风险管理系统（RMS）在建筑机械管理中的应用，科学地论证了其良好的应用价值。宋轶群与沈斐敏应用模糊综合评价方法判，以期能够定量地预警。天津大学钟登华、张建设与曹广晶把AHP方法运用于工程项目风险分析，实现了风险因素的排序、系统总风险的评价以及风险响应措施的选择，将风险因素的可控制性和企业信誉风险也同时作为风险判断准则之一，使得风险的评价更合理，更加反映工程实际。吴小刚与李洵等对整个建筑工程项目建设过程中安全风险管理的风险识别阶段与风险评价阶段进行了探讨，提出了应用性较强的“子系统风险管理模型”，并进行了相关的实例分析。
2.评价模型建立
本文提出的评价模型采用层次分析法（Analyt-ic Hierarchy Process,AHP）与数据包络分析（Data Envelopment Analysis,DEA）方法相结合的综合评价方法。
2.1层次分析法
层次分析法（AHP）是美国运筹学家Saaty首先提出的，它是将半定性、半定量的问题转化为定量计算的一种有效方法。运用层次分析法对项目进行评价时，先根据项目的特点建立合适的层次结构，给出评价标准，采用专家打分法建立判断矩阵，计算各要素相对权重。层次分析法能充分反映决策者偏好，将决策者的经验予以量化，从而为决策者提供定量形式的决策依据。
运用AHP解决问题，大体可以分为4个步骤：
1）建立问题的递阶层结构；
2）构造两两比较法判断矩阵；
3）由判断矩阵计算被比较元素相对权重；
4）计算各层元素的组合。
2.2数据包络分析
数据包络分析（DEA）方法是将一个经济系统或一个生产过程看作是一个实体（一个单元），在一定可能的范围内，通过投入一定数量的生产要素，产出一定数量的“产品”的活动。这样的实体（单元）被称为决策单元（Decision Making Units,DMU），再由众多DMU分别构成被评价群体，通过对投入或产出比率的分析，以DMU的各个投入或产出指标的权重为变量进行评价运算，确定有效生产前沿面，并根据各DMU与有效生产前沿面的距离状况，确定各DMU是否有效，同时还可用投影方法指出非DEA有效或弱DEA有效的DMU的原因及应改进的方向和程度。
DEA方法的基本模型—C2R模型为：
maxh■=■
s.t.■≤1,j=1.2...,nu≥0,v≥0,u≠0,v≠0 （1）
式中：v■和u■分别表示DMU的各个投入或产出指标的权重； h■表示有效生产前沿； n表示同类DMU的数量； x■和y■分别表示第 j个DMU的输入输出。
DEA方法的模型是：在基于凸性、锥性、无效性、最小性公理假设的基础上，生产可能集为：
T=＜（X,Y)■x■λ■≤X,■x■λ■≥y■λ■≥0;j=1,2,....,n＞ （2）
建筑机械安全评价指标应用的DEA模型（C2R）可由公式（3）给出：
minθ-ε(■s■■+■s■■)
s.t.■x■λ■+s■■=θx■■y■λ■-s■■=y■θ,λ■,s■■,s■■≥0 （3）
式中： θ为效率值； λ■为系数；n表示同类决策单元（DMU）数量； m和s分别表示输入和输出指标的个数； x■和 y■分别表示其中第j 个DMU的第i 项输入和第r 项输出； s■■和s■■ 分别为松驰变量； ε为非阿基米德无穷小量，通常取ε=10■ 。
上述模型即为C2R模型，它的含义是找n个DMU的某种线性组合，使其产出不低于第j个DMU产出的条件下，投入尽可能小。该模型是从产出不变，投入减小的角度构造的，称为投入的效率评价模型。通过相关软件的计算，可以得到相应的效率值。
2.3基于AHP和DEA相結合的综合评价方法
与AHP方法相比，DEA方法处理多输入、多输出问题的能力是具有绝对优势的。但是单纯依靠DEA方法进行分析评价，对有效决策单元所能给出的信息太少，DEA方法和AHP方法各自的特点决定了它们之间的互补性，将两者结合起来可以有效解决建筑机械评价的问题。具体步骤如下：
（1）用层次分析法计算设备工艺、人员因素以及环境自然因素相对于总目标的权重向量（c1,c2,c3）,其中c1为设备工艺的权重， c2为人员因素的权重， c3为环境自然因素的权重。
（2）根据表1，建立指标体系，将上述因素根据观测的时间分为输入、输出两部分，对于设备工艺输入指标为设备工艺的成熟度、成本，输出指标为故障率；人员因素输入指标为工资、保险费用，输出指标为事故费用；环境自然因素输入指标为预防火灾害的费用（包括保险及其他费用），输出指标为灾害所造成的损失；计算每一种因素的有效生产前沿值 hij（ i为因素个数， j为每种因素的指标个数）。 （3）利用步骤1中计算出的权重 ，计算机械的总体目标值：δ=■h■×c■ （i为因素个数，j为每种因素的指标个数），进而进行判断分析。
3.实例分析
某建筑企业项目聘请若干名专家，对项目中的建筑机械各安全影响因素进行专家评分，并运用层次分析确定各指标相对总目标的权重，并在此基础上运用数据包络分析方法对所建立指标体系的各项目数据进行分析，从而确定各项目δ值，作为判断风险大小的依据，具体分析如下。
3.1建立递阶层次结构
处于最上面的层次只有1个元素，一般是分析问题的预定目标，或理想结果，本例是风险系数；中间的层次一般是指标、分指标，本例是设备工艺、人员因素和环境自然因素，最低一层包括各个方案。层次之间元素的支配关系不一定是完全的，即可以存在这样的元素，它并不支配下一层的所有元素。一个典型的层次可以用图1表示。
3.2利用层次分析法计算各指标权重
在建立递阶层次结构以后，上下层次之间元素的隶属关系就被确定了。通过比较同一层的指标在工程风险中的相对重要性来确定判断矩阵。
在这一步中，决策要反复回答问题，针对指标工程风险系数3个元素；设备工艺、人员因素和环境自然因素哪一个更重要些，重要多少。需要对重要多少赋予一定数值。这里使用1-9的比例标度，其含义见表1。
表1 标度的含义
通过相关领域专家对设备工艺、人员因素以及环境自然因素3项指标（图1）进行两两比较按照表1进行打分，得到判断短阵A：
图1 递阶层次结构模型
Ａ＝（ａ■）■（ａ■代表第i 项指标与第j 项指标比较的标度，n 代表指標的个数），由此可得到工程风险比较判断矩阵：
A=1 0.33 0.53 1 22 0.5 1
运用AHP方法可以求出最大特征值λ■，并通过Aw=λ■w求出相应的特征向量，其中的w即为所要求得的设备工艺、人员因素以及环境自然因素3项指标相对于总目标的权重向量。
w=（0.163，0.540，0.297）
3.3指标提出
在对建筑机械风险评价的理论方法中，很少有指标体系能够结合项目的初始投入和输出效率，而DEA能够综合考虑项目的输入和输出效率，建立评价指标体系。该体系中，建筑机械风险因素包括设备工艺指标、人员因素指标和环境因素指标，其输入指标和输出指标见表2所示。
表2 建筑机式风险评价指标
现对4个项目进行调查得到各项目影响因素的输入及输出指标数值见表3所示。
表3 各项目影响因素的输入及输出指标数值
经过步骤2，通过DEA-Slover进行计算，得出前3列，加权相加可得第4列，计算结果见表4。
表4 计算结果
由表4最后一列可知，各项目 δ值分别为1.000、0.819、0.742、0.680，由此可以反映出，项目A建筑机械 δ值为1.000，风险最高，安全度最低，而项目D建筑机械 δ值距离1.0000最远，风险最低，安全度最高。因此在实际工作中，应该对项目A进行有效的风险控制。
4.结论
本文在介绍建筑机械安全体系的现状之后，针对现有体系的缺点，提出了利用AHP联合DEA模型建立建筑机械安全评价指标体系的方法，结合遴选出的输入输出指标，以期能够全面、公正、客观地反映和衡量机械的安全度，指导企业运用准则进行自我评估，改善薄弱环节，挖掘增长潜力，提高企业竞争力，促进企业的发展状大。
【参考文献】
［１］孙关林.建筑机械施工常见安全隐患问题[J].浙江建筑，2005（22）：103-104.
［２］石瑞平，见军.建筑工程机械的国际安全标准[J].建筑机械.2007（10）：36-37．
【关键词】建筑机械：层次分析法；数据包络分析
随着建筑业的高速发展，建筑施工企业中配置的工程机械从数量到种类都越来越多，而且向大型化、专来化方向发展，对技术含量以及施工设备管理的要求也越来越高，国内外国家对建筑业的风险管理较为重视。
1.建筑机械风险管理研究综述
建筑市场的急剧扩大，在建筑机械管理领域的风险管理研究越来越受到重视。孙关林分析了建筑施工现场电气安装、机械安装及安装调试中的安全隐患问题，并提出了整改措施。石瑞平等人研究了各个国家的建筑工程机械的安全标准，对美国、欧洲、日本以及其他地区进行了总体的讨论，并且介绍了安全规定的发展过程。吴建奇与丁春颖探讨了风险管理系统（RMS）在建筑机械管理中的应用，科学地论证了其良好的应用价值。宋轶群与沈斐敏应用模糊综合评价方法判，以期能够定量地预警。天津大学钟登华、张建设与曹广晶把AHP方法运用于工程项目风险分析，实现了风险因素的排序、系统总风险的评价以及风险响应措施的选择，将风险因素的可控制性和企业信誉风险也同时作为风险判断准则之一，使得风险的评价更合理，更加反映工程实际。吴小刚与李洵等对整个建筑工程项目建设过程中安全风险管理的风险识别阶段与风险评价阶段进行了探讨，提出了应用性较强的“子系统风险管理模型”，并进行了相关的实例分析。
2.评价模型建立
本文提出的评价模型采用层次分析法（Analyt-ic Hierarchy Process,AHP）与数据包络分析（Data Envelopment Analysis,DEA）方法相结合的综合评价方法。
2.1层次分析法
层次分析法（AHP）是美国运筹学家Saaty首先提出的，它是将半定性、半定量的问题转化为定量计算的一种有效方法。运用层次分析法对项目进行评价时，先根据项目的特点建立合适的层次结构，给出评价标准，采用专家打分法建立判断矩阵，计算各要素相对权重。层次分析法能充分反映决策者偏好，将决策者的经验予以量化，从而为决策者提供定量形式的决策依据。
运用AHP解决问题，大体可以分为4个步骤：
1）建立问题的递阶层结构；
2）构造两两比较法判断矩阵；
3）由判断矩阵计算被比较元素相对权重；
4）计算各层元素的组合。
2.2数据包络分析
数据包络分析（DEA）方法是将一个经济系统或一个生产过程看作是一个实体（一个单元），在一定可能的范围内，通过投入一定数量的生产要素，产出一定数量的“产品”的活动。这样的实体（单元）被称为决策单元（Decision Making Units,DMU），再由众多DMU分别构成被评价群体，通过对投入或产出比率的分析，以DMU的各个投入或产出指标的权重为变量进行评价运算，确定有效生产前沿面，并根据各DMU与有效生产前沿面的距离状况，确定各DMU是否有效，同时还可用投影方法指出非DEA有效或弱DEA有效的DMU的原因及应改进的方向和程度。
DEA方法的基本模型—C2R模型为：
maxh■=■
s.t.■≤1,j=1.2...,nu≥0,v≥0,u≠0,v≠0 （1）
式中：v■和u■分别表示DMU的各个投入或产出指标的权重； h■表示有效生产前沿； n表示同类DMU的数量； x■和y■分别表示第 j个DMU的输入输出。
DEA方法的模型是：在基于凸性、锥性、无效性、最小性公理假设的基础上，生产可能集为：
T=＜（X,Y)■x■λ■≤X,■x■λ■≥y■λ■≥0;j=1,2,....,n＞ （2）
建筑机械安全评价指标应用的DEA模型（C2R）可由公式（3）给出：
minθ-ε(■s■■+■s■■)
s.t.■x■λ■+s■■=θx■■y■λ■-s■■=y■θ,λ■,s■■,s■■≥0 （3）
式中： θ为效率值； λ■为系数；n表示同类决策单元（DMU）数量； m和s分别表示输入和输出指标的个数； x■和 y■分别表示其中第j 个DMU的第i 项输入和第r 项输出； s■■和s■■ 分别为松驰变量； ε为非阿基米德无穷小量，通常取ε=10■ 。
上述模型即为C2R模型，它的含义是找n个DMU的某种线性组合，使其产出不低于第j个DMU产出的条件下，投入尽可能小。该模型是从产出不变，投入减小的角度构造的，称为投入的效率评价模型。通过相关软件的计算，可以得到相应的效率值。
2.3基于AHP和DEA相結合的综合评价方法
与AHP方法相比，DEA方法处理多输入、多输出问题的能力是具有绝对优势的。但是单纯依靠DEA方法进行分析评价，对有效决策单元所能给出的信息太少，DEA方法和AHP方法各自的特点决定了它们之间的互补性，将两者结合起来可以有效解决建筑机械评价的问题。具体步骤如下：
（1）用层次分析法计算设备工艺、人员因素以及环境自然因素相对于总目标的权重向量（c1,c2,c3）,其中c1为设备工艺的权重， c2为人员因素的权重， c3为环境自然因素的权重。
（2）根据表1，建立指标体系，将上述因素根据观测的时间分为输入、输出两部分，对于设备工艺输入指标为设备工艺的成熟度、成本，输出指标为故障率；人员因素输入指标为工资、保险费用，输出指标为事故费用；环境自然因素输入指标为预防火灾害的费用（包括保险及其他费用），输出指标为灾害所造成的损失；计算每一种因素的有效生产前沿值 hij（ i为因素个数， j为每种因素的指标个数）。 （3）利用步骤1中计算出的权重 ，计算机械的总体目标值：δ=■h■×c■ （i为因素个数，j为每种因素的指标个数），进而进行判断分析。
3.实例分析
某建筑企业项目聘请若干名专家，对项目中的建筑机械各安全影响因素进行专家评分，并运用层次分析确定各指标相对总目标的权重，并在此基础上运用数据包络分析方法对所建立指标体系的各项目数据进行分析，从而确定各项目δ值，作为判断风险大小的依据，具体分析如下。
3.1建立递阶层次结构
处于最上面的层次只有1个元素，一般是分析问题的预定目标，或理想结果，本例是风险系数；中间的层次一般是指标、分指标，本例是设备工艺、人员因素和环境自然因素，最低一层包括各个方案。层次之间元素的支配关系不一定是完全的，即可以存在这样的元素，它并不支配下一层的所有元素。一个典型的层次可以用图1表示。
3.2利用层次分析法计算各指标权重
在建立递阶层次结构以后，上下层次之间元素的隶属关系就被确定了。通过比较同一层的指标在工程风险中的相对重要性来确定判断矩阵。
在这一步中，决策要反复回答问题，针对指标工程风险系数3个元素；设备工艺、人员因素和环境自然因素哪一个更重要些，重要多少。需要对重要多少赋予一定数值。这里使用1-9的比例标度，其含义见表1。
表1 标度的含义
通过相关领域专家对设备工艺、人员因素以及环境自然因素3项指标（图1）进行两两比较按照表1进行打分，得到判断短阵A：
图1 递阶层次结构模型
Ａ＝（ａ■）■（ａ■代表第i 项指标与第j 项指标比较的标度，n 代表指標的个数），由此可得到工程风险比较判断矩阵：
A=1 0.33 0.53 1 22 0.5 1
运用AHP方法可以求出最大特征值λ■，并通过Aw=λ■w求出相应的特征向量，其中的w即为所要求得的设备工艺、人员因素以及环境自然因素3项指标相对于总目标的权重向量。
w=（0.163，0.540，0.297）
3.3指标提出
在对建筑机械风险评价的理论方法中，很少有指标体系能够结合项目的初始投入和输出效率，而DEA能够综合考虑项目的输入和输出效率，建立评价指标体系。该体系中，建筑机械风险因素包括设备工艺指标、人员因素指标和环境因素指标，其输入指标和输出指标见表2所示。
表2 建筑机式风险评价指标
现对4个项目进行调查得到各项目影响因素的输入及输出指标数值见表3所示。
表3 各项目影响因素的输入及输出指标数值
经过步骤2，通过DEA-Slover进行计算，得出前3列，加权相加可得第4列，计算结果见表4。
表4 计算结果
由表4最后一列可知，各项目 δ值分别为1.000、0.819、0.742、0.680，由此可以反映出，项目A建筑机械 δ值为1.000，风险最高，安全度最低，而项目D建筑机械 δ值距离1.0000最远，风险最低，安全度最高。因此在实际工作中，应该对项目A进行有效的风险控制。
4.结论
本文在介绍建筑机械安全体系的现状之后，针对现有体系的缺点，提出了利用AHP联合DEA模型建立建筑机械安全评价指标体系的方法，结合遴选出的输入输出指标，以期能够全面、公正、客观地反映和衡量机械的安全度，指导企业运用准则进行自我评估，改善薄弱环节，挖掘增长潜力，提高企业竞争力，促进企业的发展状大。
【参考文献】
［１］孙关林.建筑机械施工常见安全隐患问题[J].浙江建筑，2005（22）：103-104.
［２］石瑞平，见军.建筑工程机械的国际安全标准[J].建筑机械.2007（10）：36-37．