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摘要: 如今，在我国乃至全世界，建筑施工现场发生伤亡事故屡见不凡，施工安全评价工作也得到了重视，在此，借助本人多年的工作经验，提出了一些看法并在安全评价中引进动态安全评价方法，本文仅供同行参考。
关键词: 建筑施工 安全评价方法探析
中图分类号：[X947] 文献标识码：A文章编号：
Abstract: Now, in our country and even the world, building construction site produce casualty accidents often see uncommon, construction safety evaluation work also get the attention, but here, by my many years of work experience, and puts forward some ideas and safety assessment in introducing dynamic security evaluation method, this article only refers for the colleague.
Keywords: construction, safety evaluation, method
1建筑施工现场安全的评价是基于对于房屋的安全以及施工方案中存在的隐患进行评估揣测，最大程度的减少安全隐患，消除危险源，探讨出基本的方案措施，以降低施工安全事故的风险为目的，并且规范整个施工单位的安全，更好的提升施工的环境及条件，从而推动建筑行业的发展，并向超前的模式去转变。
2 安全评价方法的简述
在建筑安全评价中使用较多的传统的安全评价方法是安全检查表法、预先危险性分析法、事故树分析法等多种方法，这些安全评价方法有些是定性的，有些是定量的概率统计方法，它们是静态的评价方法。
静态故障树分析法( Static Fault Tree Analysis，简称 SFTA) ，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐次细化的分析方法，其目的是判明基故障，确定故障的原因、影响和发生概率。静态故障树分析法把所研究系统中最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素，一直追查到那些最原始的、其故障机理或概率分布都是已知的、勿需深究的因素为止。通常把最不希望发生的事件称为顶事件，勿需深究的事件称为底事件，介于顶事件和底事件的事件称为中间事件。用相应的符号代表这些事件，并用适当的逻辑门把顶事件、底事件、中间事件连接成树形图，这样的树形图就称为静态故障树。静态故障树分析法是一种从系统到部件再到零件这样的“下降式”分析方法，通过逻辑符号绘制出的一个倒树形图。它将系统的故障与导致该故障的各种因素直观而又形象地呈现出来。
3 动态故障树动态评价方法
实际重大安全事故的发生都是由许多随机因素引发并逐渐发生、发展的动力学演化过程，国内外许多学者已开始从事这方面的研究。安全评价方法中最重要的分析方法之一事故树分析法，已发展了多种动态故障树分析方法，例如 BDD( Binary Decision－ Diagram) 方法［1，2］、蒙特卡羅模拟法［3］、重要性样本法［4］等，发展了动态故障树分析的软件［5］，国内学者用动态故障树分析方法应用于软、硬件容错计算机系统［6］，研究了基于 BDD 的动态故障树优化分析［7］，研究了不完全覆盖、多阶段任务系统的动态故障树［8］等。在火灾及其动力学演化过程研究方面，中国科技大学火灾科学国家重点实验室的研究人员进行了长期卓有成效的研究［9］，其他还有关于安全管理方面的工作［10］等。
动态故障树在静态故障树的基础上，引进了时序的概念，结合运用事件组合和故障时序进行故障诊断分析，包含事件间动态、时序的依赖关系。
3. 1 建筑领域动态安全评价方法的特点
静态故障树的缺点是不能包含事件间动态、时序的依赖关系，在一个实时的动态系统中，事件间的时序是导致系统故障的原因，而不是简单的事件间的组合。此时运用静态故障树和关系代数不能有效的进行诊断分析。动态故障树在静态故障树的基础上，引进了时序的概念，结合运用事件组合和故障时序进行故障诊断分析，能有效的弥补静态故障树的缺陷。
建筑施工过程是个实时的动态系统过程，随着楼层的增高，高处坠落的危险性和危害程度都在增加，坍塌的危险性和危害程度也在增加，物体打击的危险性和危害程度也在增加，发生火灾后的扑救也随着楼层的增加而变得更加困难。整个施工过程的危险性是随时间的推移而变化的，危险程度和危害程度的发展是动态的。运用静态故障树和关系代数进行建筑安全评价，不能有效准确地对系统进行诊断分析。要准确地对建筑施工现场进行安全评价，需要采用动态安全评价方法进行评价，比如动态故障树。动态故障树是在一般故障树分析方法的基础上，结合 Markov状态转移链方法而发展起来的一种新的可靠性分析方法。在故障树的基础上建立一些新的逻辑符号，在故障树模型中，利用这些新的符号表示底事件和顶事件间的动态、时序的逻辑关系，动态系统故障行为可以由动态故障树直接表示出来。在进行建筑施工过程的可靠性分析计算时，将动态故障树转换为相应的 Markov 状态转移链，利用Markov 状态转移过程来表示系统中的动态和时序的过程，并利用 Markov 状态转移过程分析系统的可靠性。这样既避免了建立 Markov 状态转移链图过程中复杂且容易出错的困难，也应用了 Markov 状态转移链的图解方法，取代 Markov 状态过程解析求解的繁琐工作。在系统的动态故障树模型中，对于一般故障树所不能描述的动态、时序过程，介绍几种新的动态逻辑门来处理，并给出其向 Markov 状态转移链的转换［10］。
1) 功能触发门( FDEP) : 如图 1 所示，功能触发门由一个触发输入( 既可以是一个基本事件，也可以是动态故障树中其他门的输出) ，一个不相关的输出( 反映触发事件的状态) 和若干个相关的基本事件组成。相关基本事件与触发事件功能相关，当触发事件发生时，相关事件被迫发生，相关事件以后的故障对系统没有进一步的影响，可以不再考虑。
2) 优先与门: 优先与门有 2 个输入事件，它们必须按照特定的顺序发生，它的输出事件才发生。如图2所示，优先与门的输入为A和B。如果事件
图 1 功能触发门 图 2 优先与门
A 和 B 都发生，并且 A 事件在 B 事件之前发生，输出事件才会发生。如果两个输入没有全部发生，或事件 B 在事件 A 之前发生了，输出事件不会发生。
对于事件 A 在事件 B 之前发生，而 B 又在事件C 之前发生的系统行为，可以用图 3 的优先与门的组合来表示。可以依此类推，也可以用下面介绍的顺序门来表示。
图 3 优先与门的组合图 4 顺序门
3) 顺序门: 顺序门强迫门下面的事件以从左到右的次序发生。与优先与门相比，优先与门下面的事件可能以任何顺序发生，而顺序门强制事件只能以特定的顺序发生。顺序门包含2个或2个以上的输入，如图4所示。
顺序门和优先与门都可以表示系统事件的时序性，一个顺序门表示的时序关系，可以由几个优先与门的组合来表示，因此这 2 个门在 Markov 状态转换时是相同的。如图 5 即为图 3 所示优先与门的组合和图4所示顺序门的 Markov 状态转移链。
图 5 顺序门的 Markov 状态转移过程
在以上各种动态逻辑门的 Markov 的状态转移链建立之后，就可以借助于有关状态转移链计算公式进行可靠性分析计算。通常情况下，整个动态故障树只有很少一部分在本质上是动态的。所以，在用动态故障树分析方法对整个动态故障树进行处理时，必须在整个故障树中识别出独立子树，将动态门和静态门区分开来，然后决定是采用一般故障树的处理方法还是用Markov 模型对独立子树 ( 而不是对整个动态故障树) 进行处理。当故障树含有 1 个或更多动态逻辑门时，才考虑使用 Markov 模型处理; 当它只含有静态逻辑门时，就用一般的故障树处理方法解决。也就是利用几个 Markov 模型和一般故障树处理模型( 而不是用一个单一的模型) 对整个故障树进行处理。这样，每个处理模型可以很小，再对这些模型进行单独处理就比较简单了。当对整个故障树中的独立子树处理结束之后，可以利用故障树中剩余的故障门来对其处理结果进行综合。即在整个故障树中，自下向上，用具有相应故障概率或故障率的基本事件来代替独立子树。这样，递归处理直至整个故障树的顶事件，就可以计算得到整个故障树发生故障的概率。
3. 2 动态故障树在建筑领域的应用设想
3. 2. 1 动态故障树建模通过对建筑施工过程进行分析，可以得到各事件的动态、时序的逻辑关系，基于以上的分析，可以得到整个系统的动态故障树模型。由于在建筑施工过程中，高处坠落事故占有很大比重，根據统计占到40% 以上，下面就以以施工现场高处坠落为案例，通过采用安全评价方法中的事件树分析法，就能掌握事故发生的规律，如图 6 所示。图 6 说明，随着建筑施工进程，楼层的增加，从脚手架上坠落事故的危险性也增大，为此，在楼层增加的过程中，应该及时注意防护栏的安全防护。
3. 2. 2 计算及分析结果
将表示各个故障的功能触发门、优先与门、顺序
图 6 高处坠落事故事件树分析
门转换为 Markov 状态转移链，假设系统各个基本事件的故障率，分别对上述的 Markov 状态转移链和一般故障树进行处理，应用相关软件工具可以得到该系统各个部分及整个系统的事故概率。分析计算结果，可以得到相关结论。
4 结论
建筑施工过程是个实时的动态系统过程，整个施工过程的危险性是随时间的推移而变化的，危险程度和危害程度的发展是动态的。动态故障树包含事件间动态、时序的依赖关系。在建筑领域的安全评价中引进动态故障树必要而且可行。
参考文献:
［1］ 刘洪宇 . 绿色建筑效益评价探讨［J］． 合作经济与科技，2008( 12) : 32-33．
［2］ 刘慧 . 绿色建筑全寿命周期的费用 － 效益分析［J］．建筑管理现代化，2008( 6) : 50-52．
［3］ 中国建设工程造价管理协会 . 建设项目全寿命周期成本控制理论与方法［M］． 北京: 中国计划出版社，2007: 17-20．
［4］ 沙凯逊 . 成本与价值: 绿色建筑的经济学思考［J］． 中国环境管理，2003( 6) : 17-18．
［5］ 李立新，刘琳 . 工程结构安全预警系统构建方法的研究［J］． 沈阳建筑大学学报，2006( 2) : 204-207．
［6］ 建筑施工手册编写组. 建筑施工手册［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2003．
［7］ 陈科荣 . 浅论城市建设施工安全重大危险源辨识与防治［J］． 中国有色金属，2005( 1) : 26-27．
［8］ 任伟杰 . 浅谈建筑施工的风险管理［J］． 隧道建设，2005，25( 3) : 73-74．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 建筑施工 安全评价方法探析
中图分类号：[X947] 文献标识码：A文章编号：
Abstract: Now, in our country and even the world, building construction site produce casualty accidents often see uncommon, construction safety evaluation work also get the attention, but here, by my many years of work experience, and puts forward some ideas and safety assessment in introducing dynamic security evaluation method, this article only refers for the colleague.
Keywords: construction, safety evaluation, method
1建筑施工现场安全的评价是基于对于房屋的安全以及施工方案中存在的隐患进行评估揣测，最大程度的减少安全隐患，消除危险源，探讨出基本的方案措施，以降低施工安全事故的风险为目的，并且规范整个施工单位的安全，更好的提升施工的环境及条件，从而推动建筑行业的发展，并向超前的模式去转变。
2 安全评价方法的简述
在建筑安全评价中使用较多的传统的安全评价方法是安全检查表法、预先危险性分析法、事故树分析法等多种方法，这些安全评价方法有些是定性的，有些是定量的概率统计方法，它们是静态的评价方法。
静态故障树分析法( Static Fault Tree Analysis，简称 SFTA) ，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐次细化的分析方法，其目的是判明基故障，确定故障的原因、影响和发生概率。静态故障树分析法把所研究系统中最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素，一直追查到那些最原始的、其故障机理或概率分布都是已知的、勿需深究的因素为止。通常把最不希望发生的事件称为顶事件，勿需深究的事件称为底事件，介于顶事件和底事件的事件称为中间事件。用相应的符号代表这些事件，并用适当的逻辑门把顶事件、底事件、中间事件连接成树形图，这样的树形图就称为静态故障树。静态故障树分析法是一种从系统到部件再到零件这样的“下降式”分析方法，通过逻辑符号绘制出的一个倒树形图。它将系统的故障与导致该故障的各种因素直观而又形象地呈现出来。
3 动态故障树动态评价方法
实际重大安全事故的发生都是由许多随机因素引发并逐渐发生、发展的动力学演化过程，国内外许多学者已开始从事这方面的研究。安全评价方法中最重要的分析方法之一事故树分析法，已发展了多种动态故障树分析方法，例如 BDD( Binary Decision－ Diagram) 方法［1，2］、蒙特卡羅模拟法［3］、重要性样本法［4］等，发展了动态故障树分析的软件［5］，国内学者用动态故障树分析方法应用于软、硬件容错计算机系统［6］，研究了基于 BDD 的动态故障树优化分析［7］，研究了不完全覆盖、多阶段任务系统的动态故障树［8］等。在火灾及其动力学演化过程研究方面，中国科技大学火灾科学国家重点实验室的研究人员进行了长期卓有成效的研究［9］，其他还有关于安全管理方面的工作［10］等。
动态故障树在静态故障树的基础上，引进了时序的概念，结合运用事件组合和故障时序进行故障诊断分析，包含事件间动态、时序的依赖关系。
3. 1 建筑领域动态安全评价方法的特点
静态故障树的缺点是不能包含事件间动态、时序的依赖关系，在一个实时的动态系统中，事件间的时序是导致系统故障的原因，而不是简单的事件间的组合。此时运用静态故障树和关系代数不能有效的进行诊断分析。动态故障树在静态故障树的基础上，引进了时序的概念，结合运用事件组合和故障时序进行故障诊断分析，能有效的弥补静态故障树的缺陷。
建筑施工过程是个实时的动态系统过程，随着楼层的增高，高处坠落的危险性和危害程度都在增加，坍塌的危险性和危害程度也在增加，物体打击的危险性和危害程度也在增加，发生火灾后的扑救也随着楼层的增加而变得更加困难。整个施工过程的危险性是随时间的推移而变化的，危险程度和危害程度的发展是动态的。运用静态故障树和关系代数进行建筑安全评价，不能有效准确地对系统进行诊断分析。要准确地对建筑施工现场进行安全评价，需要采用动态安全评价方法进行评价，比如动态故障树。动态故障树是在一般故障树分析方法的基础上，结合 Markov状态转移链方法而发展起来的一种新的可靠性分析方法。在故障树的基础上建立一些新的逻辑符号，在故障树模型中，利用这些新的符号表示底事件和顶事件间的动态、时序的逻辑关系，动态系统故障行为可以由动态故障树直接表示出来。在进行建筑施工过程的可靠性分析计算时，将动态故障树转换为相应的 Markov 状态转移链，利用Markov 状态转移过程来表示系统中的动态和时序的过程，并利用 Markov 状态转移过程分析系统的可靠性。这样既避免了建立 Markov 状态转移链图过程中复杂且容易出错的困难，也应用了 Markov 状态转移链的图解方法，取代 Markov 状态过程解析求解的繁琐工作。在系统的动态故障树模型中，对于一般故障树所不能描述的动态、时序过程，介绍几种新的动态逻辑门来处理，并给出其向 Markov 状态转移链的转换［10］。
1) 功能触发门( FDEP) : 如图 1 所示，功能触发门由一个触发输入( 既可以是一个基本事件，也可以是动态故障树中其他门的输出) ，一个不相关的输出( 反映触发事件的状态) 和若干个相关的基本事件组成。相关基本事件与触发事件功能相关，当触发事件发生时，相关事件被迫发生，相关事件以后的故障对系统没有进一步的影响，可以不再考虑。
2) 优先与门: 优先与门有 2 个输入事件，它们必须按照特定的顺序发生，它的输出事件才发生。如图2所示，优先与门的输入为A和B。如果事件
图 1 功能触发门 图 2 优先与门
A 和 B 都发生，并且 A 事件在 B 事件之前发生，输出事件才会发生。如果两个输入没有全部发生，或事件 B 在事件 A 之前发生了，输出事件不会发生。
对于事件 A 在事件 B 之前发生，而 B 又在事件C 之前发生的系统行为，可以用图 3 的优先与门的组合来表示。可以依此类推，也可以用下面介绍的顺序门来表示。
图 3 优先与门的组合图 4 顺序门
3) 顺序门: 顺序门强迫门下面的事件以从左到右的次序发生。与优先与门相比，优先与门下面的事件可能以任何顺序发生，而顺序门强制事件只能以特定的顺序发生。顺序门包含2个或2个以上的输入，如图4所示。
顺序门和优先与门都可以表示系统事件的时序性，一个顺序门表示的时序关系，可以由几个优先与门的组合来表示，因此这 2 个门在 Markov 状态转换时是相同的。如图 5 即为图 3 所示优先与门的组合和图4所示顺序门的 Markov 状态转移链。
图 5 顺序门的 Markov 状态转移过程
在以上各种动态逻辑门的 Markov 的状态转移链建立之后，就可以借助于有关状态转移链计算公式进行可靠性分析计算。通常情况下，整个动态故障树只有很少一部分在本质上是动态的。所以，在用动态故障树分析方法对整个动态故障树进行处理时，必须在整个故障树中识别出独立子树，将动态门和静态门区分开来，然后决定是采用一般故障树的处理方法还是用Markov 模型对独立子树 ( 而不是对整个动态故障树) 进行处理。当故障树含有 1 个或更多动态逻辑门时，才考虑使用 Markov 模型处理; 当它只含有静态逻辑门时，就用一般的故障树处理方法解决。也就是利用几个 Markov 模型和一般故障树处理模型( 而不是用一个单一的模型) 对整个故障树进行处理。这样，每个处理模型可以很小，再对这些模型进行单独处理就比较简单了。当对整个故障树中的独立子树处理结束之后，可以利用故障树中剩余的故障门来对其处理结果进行综合。即在整个故障树中，自下向上，用具有相应故障概率或故障率的基本事件来代替独立子树。这样，递归处理直至整个故障树的顶事件，就可以计算得到整个故障树发生故障的概率。
3. 2 动态故障树在建筑领域的应用设想
3. 2. 1 动态故障树建模通过对建筑施工过程进行分析，可以得到各事件的动态、时序的逻辑关系，基于以上的分析，可以得到整个系统的动态故障树模型。由于在建筑施工过程中，高处坠落事故占有很大比重，根據统计占到40% 以上，下面就以以施工现场高处坠落为案例，通过采用安全评价方法中的事件树分析法，就能掌握事故发生的规律，如图 6 所示。图 6 说明，随着建筑施工进程，楼层的增加，从脚手架上坠落事故的危险性也增大，为此，在楼层增加的过程中，应该及时注意防护栏的安全防护。
3. 2. 2 计算及分析结果
将表示各个故障的功能触发门、优先与门、顺序
图 6 高处坠落事故事件树分析
门转换为 Markov 状态转移链，假设系统各个基本事件的故障率，分别对上述的 Markov 状态转移链和一般故障树进行处理，应用相关软件工具可以得到该系统各个部分及整个系统的事故概率。分析计算结果，可以得到相关结论。
4 结论
建筑施工过程是个实时的动态系统过程，整个施工过程的危险性是随时间的推移而变化的，危险程度和危害程度的发展是动态的。动态故障树包含事件间动态、时序的依赖关系。在建筑领域的安全评价中引进动态故障树必要而且可行。
参考文献:
［1］ 刘洪宇 . 绿色建筑效益评价探讨［J］． 合作经济与科技，2008( 12) : 32-33．
［2］ 刘慧 . 绿色建筑全寿命周期的费用 － 效益分析［J］．建筑管理现代化，2008( 6) : 50-52．
［3］ 中国建设工程造价管理协会 . 建设项目全寿命周期成本控制理论与方法［M］． 北京: 中国计划出版社，2007: 17-20．
［4］ 沙凯逊 . 成本与价值: 绿色建筑的经济学思考［J］． 中国环境管理，2003( 6) : 17-18．
［5］ 李立新，刘琳 . 工程结构安全预警系统构建方法的研究［J］． 沈阳建筑大学学报，2006( 2) : 204-207．
［6］ 建筑施工手册编写组. 建筑施工手册［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，2003．
［7］ 陈科荣 . 浅论城市建设施工安全重大危险源辨识与防治［J］． 中国有色金属，2005( 1) : 26-27．
［8］ 任伟杰 . 浅谈建筑施工的风险管理［J］． 隧道建设，2005，25( 3) : 73-74．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。