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        基于模糊綜合評價法的電力施工應(yīng)急演練效果評估技術(shù)研究

        2020-06-07 04:03:58王先文教授級高工楊曉娟高級工程師王文珍教授級高工戴志清教授級高工陳永安教授級高工
        安全 2020年5期
        關(guān)鍵詞:一致性作業(yè)效果

        王先文教授級高工 楊曉娟高級工程師 王文珍教授級高工 戴志清教授級高工 陳永安教授級高工

        (1.中國能源建設(shè)集團山西電力建設(shè)有限公司,山西 太原030000;2.中國能源建設(shè)集團科技發(fā)展有限公司,北京 100020)

        0引言

        近年來,隨著《突發(fā)事件應(yīng)對法》《安全生產(chǎn)事故演練基本規(guī)范》等一系列法律、標準的頒布實施,全國電力施工企業(yè)廣泛開展了應(yīng)急演練活動。應(yīng)急演練作為應(yīng)急管理工作的重要內(nèi)容,即能強化應(yīng)急救援能力又能提升應(yīng)急管理水平,同時也可檢驗應(yīng)急預案的科學性、時效性和操作性。反之,應(yīng)急演練效果的好壞也可間接反映企業(yè)應(yīng)急管理的水平。根據(jù)國家能源局電力安全監(jiān)管司及中電聯(lián)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),近兩年,全國電力基建新增裝機量雖有所下降,但仍保持在較大規(guī)模;每年全國電力行業(yè)較大及以上人身傷亡事故主要集中于電力施工領(lǐng)域,且僅2016年,江西省宜春市豐城發(fā)電廠11.24特別重大事故就造成了73人死亡,2人受傷,經(jīng)濟損失1.019億元的惡劣影響。因此做好電力施工單位的應(yīng)急演練效果評估,對于緩解電力施工領(lǐng)域安全生產(chǎn)形勢,提升企業(yè)應(yīng)急管理水平尤為重要。本文即針對目前電力施工領(lǐng)域應(yīng)急演練效果評估進行研究,目的是促進電力施工企業(yè)充分開展應(yīng)急演練效果評估工作,開展科學性、時效性強的應(yīng)急演練,確實起到檢驗預案、提高應(yīng)急處置能力的目的。

        1 電力施工工程基本特點分析

        電力施工工程以電源工程(水電、火電)和輸電線路工程為主,除具有一般建設(shè)工程安全施工風險特點之外,還具有其自身特點。電力施工應(yīng)急演練效果評估時需要綜合考慮普遍特點和自身特點。

        (1)作業(yè)種類復雜,事故類型多樣。

        電力施工工程涉及作業(yè)種類較多,以電源工程中電廠的建設(shè)為例,電廠的建設(shè)涉及幾十余種作業(yè)種類,土石方基礎(chǔ)作業(yè)、大型混凝土作業(yè)、高處作業(yè)、交叉作業(yè)、帶電作業(yè)、起重吊裝作業(yè)、機械運輸作業(yè)、易燃易爆作業(yè)、射線作業(yè)等高危作業(yè)占比較大。且近年來,隨著科技的發(fā)展,電廠建設(shè)規(guī)模更是呈現(xiàn)出大容量、高電壓、高自動化的特點,其作業(yè)難度以及危害程度不斷攀升。

        根據(jù)國家能源局電力安全監(jiān)管司發(fā)布事故分析報告[1],對2015年至2019年第三季度末我國發(fā)生的電力施工領(lǐng)域不同事故類型死亡人數(shù)進行統(tǒng)計,如下圖。近5年電力施工領(lǐng)域共出現(xiàn)11種致死事故類型,其中坍塌、高處墜落、其他傷害、物體打擊、觸電、起重傷害是電力施工領(lǐng)域中死亡人數(shù)較多的事故類型。

        圖 電力施工領(lǐng)域不同事故類型死亡人數(shù)統(tǒng)計圖Fig. Statistical chart of deaths in different types of accidents in the field of power construction

        (2)作業(yè)區(qū)域集中,施工環(huán)境復雜。

        電力施工主要設(shè)備安裝地點集中,以火電設(shè)備施工為例,發(fā)電機、爐等主要設(shè)備集中安裝在廠房內(nèi)部,作業(yè)時間密集,作業(yè)人員密集,不同工種需要同時進行,被動營造出復雜施工環(huán)境,對作業(yè)人員的安全意識和心理素質(zhì)要求較高。對于輸電線路工程而言,其點多、線長、群體配合工作性極強,且地理環(huán)境多種多樣,工作地點集中在野外,自然條件復雜多變。

        (3)不同施工階段對安全風險的影響不同。

        電力工程的建設(shè)施工以施工階段來劃分,共劃分為施工準備階段、施工及施工高峰階段、分步試運行階段、整套移交生產(chǎn)階段。隨著工程施工階段的不同,安全風險呈現(xiàn)出較強的階段性和時間性。例如施工準備階段,各工序還未開始,可能出現(xiàn)的事故類型單一,安全風險較小。進入施工高峰期階段,場內(nèi)施工人員聚集,各工序同時進行,交叉作業(yè)較多,需防范多種事故類型。

        2 電力施工應(yīng)急演練效果評估指標體系的構(gòu)建

        對電力施工單位應(yīng)急演練進行評估需要考慮多個因素影響。按照層次分析法,在對電力施工工程特點分析、安全風險因素分析和應(yīng)急演練流程評估的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國現(xiàn)行的法律、法規(guī)、標準及電力施工單位應(yīng)急預案,通過對專家意見的統(tǒng)計、分析,最終確定了電力施工單位應(yīng)急演練效果評估指標體系[3]。該指標體系共分3個層級,即目標層、準則層和指標層。其中電力施工單位應(yīng)急演練效果為目標層。準則層3個,分別為應(yīng)急預案科學性、應(yīng)急演練組織合理性、應(yīng)急預案改善有效性。指標層12個,詳細指標體系,見表1。

        表1 電力施工應(yīng)急演練評估指標體系Tab.1 Evaluation index system of power construction emergency drill

        3 層次分析法確定目標權(quán)重以及一致性檢驗

        3.1 構(gòu)建判斷矩陣

        利用1-9比例標度法,分別對每一層次的評價指標的相對重要性進行描述[4],并用準確的數(shù)字進行量化表示,數(shù)字的取值所代表意義,見表2。

        A=(aij)n×n

        (1)

        式中:

        A—目標;

        aij—評價因素(i,j=1,2,…,n)。

        表2 層次分析法重要度標度值Tab.2 Importance scale value of AHP

        3.2 采用方根法計算權(quán)重

        首先將A的元素按行相乘,然后將所得的乘積分別開n次方根,即

        (2)

        (3)

        3.3 一致性檢驗

        計算最大特征值λ并進行一致性檢驗。如果一致性檢驗通過,那么所得就是要獲得的特征向量,可以這樣解釋:低一級指標要素相對于上一級指標要素的相對權(quán)重向量。

        (4)

        計算一致性指標:

        (5)

        式中:

        n—判斷矩陣的階數(shù)。

        計算一致性比例:

        (6)

        式中:

        RI—隨機一致性指標,其取值,見表3。

        表3 隨機一致性指標Tab.3 Random consistency indicators

        當CR<0.1時,表明判斷矩陣的一致性可以接受。

        4 模糊綜合評價模型

        4.1 確定因素集

        目標層:U={U1,U2,U3}

        準則層:U1={U11,U12,U13,U14,U15}

        U2={U21,U22,U23,U24}

        U3={U31,U32,U33}

        4.2 確定權(quán)重集

        根據(jù)準則層對目標層的重要程度,賦予準則層每個指標相應(yīng)的權(quán)重,得U={U1,U2,U3}的權(quán)重分別為a1,a2,a3。記為:A=[a1,a2,a3]。

        同理,根據(jù)指標層對準則層影響的重要程度,賦予相應(yīng)的權(quán)重,記為:

        A1=[a11,a12,a13,a14,a15]

        A2=[a21,a22,a23,a24];A3=[a31,a32,a33]

        其中aij表示第i類要素集Ui的第j個子要素uij的權(quán)重(i=1,2,3;j=1,2…5)。

        4.3 建立評語集

        將目標層評語集V劃分為4個等級:I、II、III、IV,其評語及其描述,見表4。

        依據(jù)電力施工行業(yè)特點及專家經(jīng)驗,對4個評語進行賦值,建立與評語集V相對應(yīng)的評分集G={g1,g2,g3,g4}。

        把0-100分平均分成4個等級,對應(yīng)Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ級。然后取其中點或邊界點確定評分集。

        4.4 確定模糊評價矩陣

        由相關(guān)專家組成評估組,通過了解應(yīng)急預案編制情況、應(yīng)急演練組織實施情況、現(xiàn)場情況,對12項評價指標分別進行評分,評分采用百分制,即0-100分,把所評分值再運用隸屬函數(shù)確定每一項指標對于評語集的隸屬度。

        本文采用隸屬函數(shù)如下:

        建立模糊評價矩陣R,R代表模糊評價矩陣從U到V的一個映射,可用矩陣的形式表示:R={rij|i=1,2,…,n;j=1,2,…,m},其中,rij代表每一個單因素ui對評價等級vj的隸屬度。

        4.5 確定應(yīng)急演練效果等級

        根據(jù)B1=W1*R1計算得到因素集U1的模糊綜合評價集B1,同時得到B2、B3。根據(jù)各模糊綜合評價向量得到最終綜合評價向量[5]:

        B=W*R=W*[B1B2B3]

        (8)

        再根據(jù)計算公式S=B*GT,即可求得電力施工單位應(yīng)急演練效果的模糊綜合評估分值。分值越高,代表應(yīng)急演練效果越好。將所得結(jié)果與電力施工單位應(yīng)急演練評估標準表5相對照,得出該單位應(yīng)急演練的綜合效果等級。同理,也可得出準則層及指標層的效果評估分值和效果等級。

        表5 電力施工單位應(yīng)急演練效果評估標準Tab.5 Evaluation criteria for the emergency drill effect of power construction enterprises

        5 實例應(yīng)用

        以山西某超超臨界低熱值煤發(fā)電工程高大模板坍塌事故應(yīng)急演練為例進行分析評估。該工程距離某煤礦選煤廠約0.45km,建設(shè)2×660MW超超臨界直接空冷燃煤發(fā)電機組,同步建設(shè)煙氣脫硝、除塵、脫硫裝置,生產(chǎn)水源取自地表水,灰渣全部綜合利用,綜合利用不暢時運至瓦窯坡灰場碾壓儲存。該工程成立了應(yīng)急組織機構(gòu),編制了相關(guān)應(yīng)急預案并進行了高大模板坍塌事故應(yīng)急演練。

        5.1 一、二級指標權(quán)重的確定

        專家經(jīng)過研討,根據(jù)表2,對各因素重要性進行兩兩比較,構(gòu)造出判定矩陣,經(jīng)過計算獲得指標權(quán)重,并進行一致性檢驗,見表6-9。

        5.2 模糊綜合評價計算

        通過計算和各專家的評定,得到表10中評分列的結(jié)果,再利用隸屬函數(shù)進行計算得出隸屬度。

        表6 一級指標判定矩陣、權(quán)重及一致性檢驗Tab.6 Determination matrix,weight and consistency test of first-level indicators

        表7 應(yīng)急預案科學性判定矩陣、一致性檢驗及權(quán)重>Tab.7 Scientific judgment matrix,consistency test and weight of emergency plan

        表8 應(yīng)急演練組織合理性判定矩陣、一致性檢驗及權(quán)重>Tab.8 Judgment matrix,consistency test and weight of emergency drill organization rationality

        表9 應(yīng)急預案改善有效性判定矩陣、一致性檢驗及權(quán)重>Tab.9 Judgment matrix,consistency test and weight of emergency response plan improvement

        (1)模糊評判。

        B1=W1*R1

        =(0.000 0 0.051 3 0.357 3 0.591 4)

        B2=W2*R2

        =(0.000 0 0.375 4 0.069 2 0.555 4)

        B3=W3*R3

        =(0.000 0 0.159 8 0.718 2 0.122 0)

        B=W*R

        =(0.000 0 0.216 4 0.473 1 0.328 2)

        表10 對各指標的評分結(jié)果及通過計算得出的隸屬度Tab.10 Scoring results of various indicators and the degree of membership calculated

        所得結(jié)果不夠直觀反映應(yīng)急演練效果,將所得結(jié)果進一步處理,將評價等級量化,對每一個評價等級進行賦值,本文選用評分集G=(12.5 37.5 62.5 87.5)。

        S=B*GT=66.398 2

        S1=B1*GT=76.003 2

        S2=B2*GT=67.000 6

        S3=B3*GT=61.553 7

        (2)結(jié)果分析。

        從評估結(jié)果來看,該電力施工單位本次應(yīng)急演練效果最終評估分值為66.398 2,屬于Ⅱ級。應(yīng)急演練效果一般,效果可以忍受,符合成本效益時應(yīng)提高演練效果。

        從一級指標的分值可以看出:應(yīng)急預案科學性、應(yīng)急演練組織合理性、應(yīng)急預案改善有效性的效果等級分別為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅱ級。應(yīng)急預案科學性效果等級為Ⅰ級,效果較好,可以接受,不需采取措施。應(yīng)急演練組織合理性、應(yīng)急預案改善有效性的效果等級為Ⅱ級,效果一般,可以忍受,符合成本效益時應(yīng)提高演練效果。

        6 結(jié)論

        (1)總結(jié)了電力施工工程安全風險特點,為應(yīng)急演練效果評估提供了相關(guān)參考。

        (2)從應(yīng)急預案科學性、應(yīng)急演練組織合理性、應(yīng)急預案改善有效性3個方面構(gòu)建了電力施工單位應(yīng)急演練效果評估的指標體系,具有良好的可操作性,為電力施工應(yīng)急演練效果評估提供科學合理的評估標準。

        (3)采用層次分析法和模糊綜合評價法相結(jié)合的方法對電力施工企業(yè)應(yīng)急演練效果進行評估,構(gòu)建了評估模型,降低了由于主觀因素對評估結(jié)果的影響。也為其他領(lǐng)域進行應(yīng)急演練效果評估提供了一定的參考和借鑒。

        (4)以山西某超超臨界低熱值煤發(fā)電工程高大模板坍塌事故應(yīng)急演練為例進行實例應(yīng)用,得到該電力施工單位應(yīng)急演練效果最終評估得分為66.398 2分,評價結(jié)果Ⅱ級,符合成本效益時應(yīng)提高演練效果。

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