夏 睿，吳千豐，許長青，丁 磊，劉 帥

(1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司，江蘇 南京 210000； 2.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 宿遷供電分公司，江蘇 宿遷 223800)

輸變電工程項(xiàng)目具有點(diǎn)多、線長、高分散等特點(diǎn)，被普遍認(rèn)為是安全風(fēng)險(xiǎn)較高的工程。近些年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、輸電距離的增加以及電壓等級的不斷提高，導(dǎo)致輸變電線路工程施工的難度越來越大，施工過程中的安全問題日益凸顯。

在施工前，對相關(guān)工程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可以有效預(yù)防事故的發(fā)生[1]。由于輸變電工程常見作業(yè)形式復(fù)雜且大多涉及高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，導(dǎo)致輸變電工程事故頻發(fā)，如何通過對輸變電工程施工過程進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)從而減少事故的發(fā)生，已成為相關(guān)學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)[2]。安磊等[3]對輸變電工程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的原因進(jìn)行的逐層分解，并采用故障樹法構(gòu)建輸變電工程風(fēng)險(xiǎn)評估模型；高楊楊[4]引入三角模糊數(shù)進(jìn)行主客觀綜合賦權(quán)來確定各指標(biāo)，并將云模型與其結(jié)合，建立了輸變電工程安全評價(jià)模型；潘華等[5]引入了熵權(quán)與物元可拓模型相結(jié)合的評價(jià)方法建立了輸變電工程安全評價(jià)模型；李明等[6]運(yùn)用了層次分析法建立某特高壓輸變電工程的風(fēng)險(xiǎn)評估模型。

D-S證據(jù)理論作為一種不確定的推理方法，能夠解決多個(gè)可能沖突的數(shù)據(jù)源不確定信息推理和融合的問題[6-8]，該方法已經(jīng)在滑坡、基坑支護(hù)、災(zāi)害評估、水利等工程領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。杜修力等[9-10]建立了基于證據(jù)理論的深基坑工程施工風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)模型；徐衛(wèi)亞等[11]建立一種基于改進(jìn)D-S證據(jù)理論的滑坡安全性多指標(biāo)綜合評價(jià)模型，以實(shí)現(xiàn)對滑坡安全性的綜合評判；宋英華等[12-13]采用D-S證據(jù)理論，建立了火災(zāi)評價(jià)及預(yù)警模型。在水利方面，王燕等[14]構(gòu)建了基于D-S證據(jù)理論融合多源信息的安全性評價(jià)模型，評價(jià)了采空區(qū)形狀對水利大壩安全的影響；張亞琳[15]采用基于D-S證據(jù)理論的綜合評價(jià)方法對天津市南水北調(diào)工程進(jìn)行安全性評價(jià)。大量的工程實(shí)例已經(jīng)驗(yàn)證了D-S證據(jù)法的穩(wěn)定性和可行性，而該方法在輸電線路工程施工的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)上沒有被較好的應(yīng)用。本文采用D-S證據(jù)理論，結(jié)合層次分析法對輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)安全性進(jìn)行評價(jià)，并結(jié)合宿遷某110 kV架空輸電線路進(jìn)行了驗(yàn)證，研究結(jié)果為輸變電工程施工安全水平提升提供了一定的參考。

1 研究區(qū)概況

某110 kV架空路線路徑長約3.5 km，途經(jīng)宿遷市區(qū)，沿線有城市道路可供使用，本線路通道部分位于溝塘及河網(wǎng)周邊，施工運(yùn)輸條件一般。該路線將采用雙回架空線路，建設(shè)雙回路直線桿12基，雙回路轉(zhuǎn)角桿6基，雙回路轉(zhuǎn)角塔2基，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工。

2 輸電線路工程安全指標(biāo)體系

輸電線路工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系是進(jìn)行施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)。根據(jù)安全系統(tǒng)的4M要素，結(jié)合輸電線路工程施工的特點(diǎn)，可將施工風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分為人員、設(shè)備、環(huán)境、管理4個(gè)一級指標(biāo)，根據(jù)工程資料、理論規(guī)范和專家意見等，每個(gè)指標(biāo)可分為若干二級指標(biāo)。本文通過對宿遷某110 kV架空輸電線路實(shí)地調(diào)查分析，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料[16-18]，結(jié)合國家相關(guān)法律及相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《國家電網(wǎng)公司基建安全管理規(guī)定》《國家電網(wǎng)公司輸變電工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)識別評估及預(yù)控措施管理辦法》《國家電網(wǎng)公司輸變電工程安全文明施工標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法》《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》等，明確了輸電線路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)，如圖1所示。

圖1 輸變電線路工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system for construction safety risk of power transmission and transformation line project

3 D-S證據(jù)理論模型構(gòu)建

D-S證據(jù)理論是由Dempster和Shafer提出的處理不確定不完備信息的方法，在區(qū)分不確定以及精確反映證據(jù)收集方面極具成效?；贒-S證據(jù)理論，構(gòu)建輸變電線路工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，其基本思路為：①在建立輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，采用層次分析法來確定各指標(biāo)的權(quán)重；②以風(fēng)險(xiǎn)等級的集合為識別框，確定風(fēng)險(xiǎn)等級判決的證據(jù)，也即建立mass函數(shù)；③采用證據(jù)推理的遞推合成算法逐層融合指標(biāo)mass函數(shù)，并根據(jù)融合結(jié)果進(jìn)行決策。

3.1 基于AHP確定指標(biāo)權(quán)重

作為一種主觀賦予權(quán)重值的方法，層次分析法(AHP)權(quán)重的計(jì)算基本步驟可以分為3步：①構(gòu)建決策判斷矩陣，根據(jù)專家意見確定各因子與目標(biāo)相關(guān)的重要性，采用九分制(1—9)進(jìn)行比較，見表1。②計(jì)算權(quán)向量，通過計(jì)算矩陣的主特征值和對應(yīng)的歸一化特征值，計(jì)算各因子的權(quán)重。③計(jì)算結(jié)果一致性檢驗(yàn)，為了保證所得權(quán)重的準(zhǔn)確性，需要計(jì)算一致性指標(biāo)(CI)和一致性比率(CR)。當(dāng)滿足條件時(shí)，則認(rèn)為構(gòu)建的矩陣合理，否則應(yīng)做適當(dāng)?shù)男拚齕19-20]。

表1 判斷矩陣1—9標(biāo)度及其含義Tab.1 Sacle of relative importance of 1—9

通過層次分析并經(jīng)過一致性檢驗(yàn)后分別得到，第1層指標(biāo)權(quán)重：wi=[0.340，0.125，0.058，0.478]。第2層指標(biāo)的權(quán)重：人員風(fēng)險(xiǎn)w1j=[0.175，0.284，0.485，0.056]，設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)w2j=[0.539，0.297，0.164]，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)w3j=[0.284，0.619，0.096]，管理風(fēng)險(xiǎn)w4j=[0.116，0.395，0.218，0.271]。

3.2 基于證據(jù)理論的施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

3.2.1 基于證據(jù)理論的施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

評價(jià)指標(biāo)的基本支持度即某一評價(jià)指標(biāo)Aij被評定成Rh的概率，表示為βijh。本文邀請了10位經(jīng)驗(yàn)豐富且參與本項(xiàng)目的評委對該條線路的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)專家意見計(jì)算指標(biāo)基本支持度，專家初始評價(jià)意見見表2。

表2 初始評價(jià)結(jié)果Tab.2 Initial evaluation results

以人員風(fēng)險(xiǎn)A1為例說明其含義，對于一級指標(biāo)A1“人員風(fēng)險(xiǎn)”下的二級指標(biāo)A11“人員施工經(jīng)驗(yàn)”的評價(jià)，有6位評委將其風(fēng)險(xiǎn)等級判定為“中”，則其基本支持度β113=0.6，有3位評委將其風(fēng)險(xiǎn)等級判定為“較低”，則β112=0.3，有1位評委將其風(fēng)險(xiǎn)等級判定為“低”，則β111=0.1。

3.2.2 構(gòu)造mass函數(shù)

在D-S證據(jù)理論中，通常決策者對整個(gè)證據(jù)只有α的信任度，即決策者對指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果不予完全相信，要予以一定的折扣α，一般0≤α≤1，參數(shù)a大致上反映決策者對指標(biāo)評價(jià)結(jié)果所給出的信任度，文中取α=0.9。以下根據(jù)指標(biāo)間的相對權(quán)重確定相應(yīng)的折扣率，并結(jié)合專家評語構(gòu)造mass函數(shù)，即基本概率分配函數(shù)[10]。

構(gòu)造mass函數(shù)主要思路是將評價(jià)指標(biāo)中權(quán)重最大的指標(biāo)確定為關(guān)鍵指標(biāo)，并將該評價(jià)結(jié)果設(shè)定為一個(gè)基準(zhǔn)。建立輸電線路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)的mass函數(shù)，見表3。

表3 評價(jià)指標(biāo)的基本概率分配Tab.3 Basic probability distribution of evaluation index

3.2.3 證據(jù)推理合成算法

采用文獻(xiàn)[21-22]總結(jié)的遞歸算法來合成mass函數(shù)，將表3中的指標(biāo)mass函數(shù)合成得到表4。

表4 評價(jià)指標(biāo)融合計(jì)算結(jié)果Tab.4 Results of evaluation index fusion calculation

3.2.4 綜合評價(jià)

根據(jù)證據(jù)推理遞推合成公式，可以得到綜合評價(jià)矩陣A，A={0.000，0.000，0.724，0.275，0.000，0.000}，評價(jià)結(jié)果表明從項(xiàng)目總體來說，專家對該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)為中的支持度為72.4%，為較高的支持度為27.5%。按照最大隸屬度原則該項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等級為中。根據(jù)ALARP準(zhǔn)則和相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)范[23]，建立輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級(表5)，在輸電線路工程施工需要采取風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施，注意施工監(jiān)測。

表5 風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則Tab.5 Acceptability criteria of risk

4 結(jié)語

輸電線路施工是一項(xiàng)涉及到人員、設(shè)備、環(huán)境、管理等多方面的復(fù)雜工作。本文通過全面分析影響輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)的因素，并采用D-S證據(jù)理論對宿遷某110 kV架空輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)。

(1)從人員風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)方面總結(jié)了影響輸電線路工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)的14個(gè)因素，并對其進(jìn)行了量化處理。

(2)該輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級為中等，在工程施工過程中要注意監(jiān)測，需要采取風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施，風(fēng)險(xiǎn)等級判斷與工程實(shí)際相符。

(3)基于D-S證據(jù)理論的輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)安全評價(jià)模型具有合理性和可行性，為輸電線路工程施工風(fēng)險(xiǎn)安全性評價(jià)提供了新的方法與思路。