摘要：本文对建筑施工安全管理系统可靠性模型进行了分析，并对建筑施工安全管理系统可靠性分配方法进行了探讨。将可靠性理论方法成功地引用到建筑施工安全管理系统分析、评价和控制中，对建筑施工安全管理的系统优化，具有一定的指导意义。
关键词：建筑施工；安全管理；可靠性分配
引言
我国的建筑施工行业具有作业难度大、作业环境差、从业人员素质不高等特点，是一个安全事故多发的行业。将可靠性理论应用在建筑施工事故防范上，具有重要的现实意义和光明的前景，是 “以人为本”的安全管理理念的具体体现。现有的建筑施工安全领域的研究大多是从管理体制、施工人员素质、法律法规与安全文化建设等角度来研究建筑施工安全管理体系的构建。这些研究对于建筑施工安全管理具有非常重要的意义，但是却忽视了该体系建设的可靠性。在体系工作过程中，倘若某个环节失效或发生故障，从而导致整个体系瘫痪，将会给建筑施工带来不可估量的损失。鉴于可靠性工程的许多分析方法都能用于安全系统工程领域，本文将可靠性分配理论与系统安全分析相结合，在给定建筑施工安全系统防御目标值条件下，建立可靠性分配模型，确定基本事件可靠度，从而为建筑施工安全管理系统的优化提供理论依据。
一、建筑施工安全管理系统可靠性模型
对建筑施工安全管理系统可靠性的研究，需要给出建筑施工安全系统功能的定义。根据建立建筑施工安全管理系统的目的，本文认为可定义建筑施工安全管理系统的功能为最大限度地防止建筑施工事故或灾害的发生，在事故一旦发生时，系统应能启动相应的应急预案，进行人员救助和财产保全，对事故进行控制和后处理，防止次生事故的发生，迅速进行事故紧急修复以保证施工作业的正常进行。按照时间序列分析，这一功能包含 4个重要环节：①事故预防；②事故预警；③应急反应；④事故控制及后处理。根据对建筑施工安全管理系统功能的分析，图1给出了建筑施工安全管理系统组成。
根据建筑施工安全管理系统的特点，应当将其作为可修系统考虑。就任务可靠性而言，建筑施工安全管理系统的相应任务可靠性简化模型如图 2所示。建筑施工安全管理系统可划分为事故预防和应急处理两个单元，其中应急处理为由事故预警、应急反应和事故控制及后处理 3个子系统组成的应急处理虚单元。只有这两个单元全部失效，才会导致整个系统功能的丧失。在应急处理虚单元内，事故预警、应急反应和事故控制及后处理 3个子系统中的任何一个失灵，都会造成应急处理虚单元功能的丧失。因此，建筑施工安全管理系统任务可靠性是一个如图 2所示的混联模型。根据图 2，建筑施工安全管理系统从整体上而言是一个并联系统，其任务可靠性的数学模型为：
Rs（t）=1 -（1 -R A）（1 -R B）（1）
式中，R s —系统的整体可靠度；R A —事故预防子系统的可靠性；RB —事故预警、应急反应和事故控制及后处理 3个子系统总的可靠性。功能分析表明，该3个子系统的可靠性模型为串联关系，即：
RB =R B1 • R B2 • R B3（2）
式中，R B1 —事故预警的可靠性；R B2 —应急反应子系统的可靠性；RB3 —事故控制及后处理子系统的可靠性。
图1 建筑施工安全管理系统功能及构成图
图2 建筑施工安全系统任务可靠性模型框
图 2及式（1）、式（2）只是反映了系统与子系统之间的关系。而建筑施工安全管理系统可靠性的分析必须尽可能多地考虑中间事件和基本事件对系统功能的影响。基于对建筑施工安全管理系统功能构成的分析，借鉴董华等人在城市公共安全系统可靠性方面的研究，图 3给出了建筑施工安全管理系统故障树。根据图 3及系统相关性分析，可得：
Rs（t）=1 -（1 -R A）（1 -R B）=1 -[∏4i=1（1 -R Ai）][1 - ∏3j=1R Bj]（3）
依据式（3）和图 3可以方便地进行建筑施工安全管理系统可靠性的预计和分配，按照最弱环节理论寻求改善和提高建筑施工安全管理系统可靠性的途径。
图3 建筑施工安全管理系统故障树
二、建筑施工安全管理系统可靠性分配方法
建筑施工安全管理系统可靠性分配对于一个已经建立的建筑施工安全管理保障体系，为实现最大安全保障效能，对系统的安全目标值自上而下进行分解，分配至各子系统是非常实用的一种方法。目前经常应用的可靠性分配方法有：
等分配法、AGREE 分配法（电子设备可靠性咨询组分配法）、航空无线电公司分配法、目标可行性法、最小工作量算法和动态规化法等。
作为一个线性规划问题，如果目标函数恰好与约束条件平行，当目标函数向优化方向移动时，与可行域不是在一个点上，而是在某一条线段上相切，该线段上所有点都能使目标函数得到最优解；因此即便有约束条件式时，目标函数式也仍然可能有多个解。可靠性分配的关键于：根据具体的条件选择与所提出的系统目标相匹配的分配方法以得到合理的可靠性分配值的优化解。
为实现建筑施工安全系统安全目标的可靠性分配，笔者提出的建模思想是：结合故障树分析方法的特征，对混联系统的第一层次各单元之间采取最小工作量可靠度再分配法，然后对第二层各单元再进行下一层次的可靠度分配法，依此类推，直至分配至基本事件为止，即对系统的可靠度采取多个层次进行分配。在需要调整可靠度的同一层次各单元之间采取等分配法。
当然，各中间事件可以依次类推将可靠度分配至最基本事件，从而对系统进行合理优化。对于包括多种功能的建筑施工安全管理复杂系统，系统下属基本事件包括多种功能属于多功能系统。对其进行分析，这时应按逻辑代数的运算法则把系统可靠度表达式先化简再代入数值计算。
至此，各单元的可靠度都已重新分配，系统满足了规定的可靠度指标，比较重新分配后的可靠度与原始的可靠度可以发现，仅仅通过改变少数几个单元的可靠度，就能够使系统的可靠度达到要求，并且需要改变可靠度的单元都是系统中可靠度较低的单元。
三、结论
（1）将可靠性理论方法成功地引用到建筑施工安全管理系统分析、评价和控制中，有利于提高建筑施工安全管理系统运行的可靠性，极大地实现建筑施工安全保障效能，减小事故损失。
（2）通过重新分配后的可靠度与原有可靠度比较发现，需要改变可靠度的单元都是系统中可靠度较低的单元。该发现对优化系统结构、积极开展施工事故预防工作具有重要指导意义。
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论文作者:李璐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/13
标签：建筑施工论文; 可靠性论文; 系统论文; 安全管理论文; 分配论文; 事故论文; 可靠论文; 《基层建设》2017年第23期论文;