王燕妮助理研究員 張振超工程師 李 靜高級(jí)工程師

(1.北京市科學(xué)技術(shù)研究院城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所,北京100054;2.北京市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理有限公司,北京100071)

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),水、電、氣、熱、通信、廣電等維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的生命線急劇增加,且大多為地下管線,使得有限空間場(chǎng)所迅速增多,從而增加了有限空間作業(yè)量和作業(yè)危險(xiǎn)性。近年來,隨著政府監(jiān)管力度的增強(qiáng)[1-3]和企業(yè)自身安全管理水平的提高,我國(guó)有限空間作業(yè)的管理水平有了大幅提高,但形勢(shì)依然嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2023年初至6月5日,全國(guó)(不包含港澳臺(tái)地區(qū))共發(fā)生有限空間事故11起,至少造成34人死亡[4]。究其原因,除安全管理不足外,還有對(duì)有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)依據(jù)不統(tǒng)一,導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不能如實(shí)反應(yīng)有限空間作業(yè)的安全管理現(xiàn)狀,使得企業(yè)或政府對(duì)有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀認(rèn)識(shí)不到位,如某企業(yè)認(rèn)為本單位對(duì)有限空間作業(yè)管理較好,但經(jīng)專家深入現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后發(fā)現(xiàn),實(shí)際的資料文件和有限空間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理并非企業(yè)認(rèn)為的較好水平?；诖?有必要建立統(tǒng)一的有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀評(píng)價(jià)方法,為企業(yè)或政府部門正確認(rèn)識(shí)有限空間作業(yè)管理現(xiàn)狀,有針對(duì)性地改善有限空間作業(yè)安全條件提供可靠依據(jù)。

目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者均開展有限空間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的相關(guān)研究。在國(guó)外,Burlet-Vienney等[5]利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法和檢查表法建立有限空間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估5步法,考慮氣體危害、物體打擊、高處墜落、職業(yè)危害、機(jī)械傷害等危險(xiǎn)有害因素,最終用雷達(dá)圖展示風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);Amin等[6]對(duì)英、美等國(guó)家的有限空間作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法廣泛應(yīng)用于有限空間作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在國(guó)內(nèi),劉艷等[7]通過社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法揭示北京市有限空間事故的規(guī)律和演化特征,獲得有限空間事故在區(qū)域、階段、類型等方面的關(guān)系;王進(jìn)飛等[8]應(yīng)用事件樹對(duì)有限空間作業(yè)各環(huán)節(jié)的安全保障措施進(jìn)行評(píng)判,從而引導(dǎo)安全保障措施的有效落實(shí);楊宏剛等[9]根據(jù)2類危險(xiǎn)源理論對(duì)有限空間作業(yè)危害因素進(jìn)行辨識(shí),并提出有限空間作業(yè)事故控制思路,構(gòu)建有限空間安全作業(yè)程序表;黃鄭華等[10]應(yīng)用事故樹和層次分析法對(duì)影響有限空間的基本事件和對(duì)系統(tǒng)影響較大的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析;高建明等[11]對(duì)有限空間的概念及分類、主要危害及風(fēng)險(xiǎn)控制等方面進(jìn)行系統(tǒng)闡述,并提出有限空間危害辨識(shí)是風(fēng)險(xiǎn)分析和控制的關(guān)鍵;張飛等[12]用事故樹方法分析有限空間作業(yè)事故發(fā)生機(jī)理;宋思雨等[13]用解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling,ISM)分析導(dǎo)致有限空間中毒事故的各因素間的關(guān)系。以上研究多為對(duì)影響有限空間事故發(fā)生的危險(xiǎn)因素及相互關(guān)系的分析評(píng)價(jià),未建立有限空間作業(yè)安全管理總體水平的評(píng)價(jià)方法。

可拓學(xué)是我國(guó)學(xué)者蔡文教授于1983年提出的一門新學(xué)科[14],其理論支撐是物元理論和可拓集合理論,物元理論將對(duì)象形式化,可拓集合理論對(duì)問題進(jìn)行定性和定量分析[15]。建立在可拓集理論基礎(chǔ)上的可拓學(xué)評(píng)價(jià)方法已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域并取得較好的效果,如郭瑞等[16]用可拓學(xué)對(duì)遠(yuǎn)海工程建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)對(duì)工程全壽命周期內(nèi)各風(fēng)險(xiǎn)因素的有效管理;高康雅等[17]將可拓學(xué)理論引入煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)中,確定煤礦應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)等級(jí),為應(yīng)急能力評(píng)價(jià)提供新思路;李想等[18]將可拓學(xué)應(yīng)用于房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)度的評(píng)價(jià),并通過實(shí)例驗(yàn)證該評(píng)價(jià)方法對(duì)于房地產(chǎn)進(jìn)度管理的重要性;趙興元等[19]將可拓學(xué)用于工程項(xiàng)目管理績(jī)效評(píng)價(jià);范磊等[20]用可拓學(xué)對(duì)傾斜軟巖巷道支護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),研究不同支護(hù)條件下傾斜軟巖巷道支護(hù)效果;付曉莉等[21]將可拓學(xué)用于平衡訓(xùn)練儀的感性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià),為康復(fù)設(shè)備的感性設(shè)計(jì)提供新的策略與思路。大量實(shí)例表明可拓學(xué)實(shí)用性較強(qiáng),具有一定的封閉性和層次性,不僅可以根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的變化和發(fā)展對(duì)研究方法做出修改,也可以將待評(píng)物的元素函數(shù)值大小通過劃分等級(jí)的方式呈現(xiàn)出來[22]。綜上,筆者擬用可拓學(xué)評(píng)價(jià)模型對(duì)有限空間作業(yè)綜合安全管理現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 有限空間作業(yè)安全管理可拓學(xué)評(píng)價(jià)模型

本文基于可拓學(xué)理論,采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并確定指標(biāo)體系中各指標(biāo)權(quán)重,最終確定評(píng)價(jià)對(duì)象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

1.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

通過借鑒以往文獻(xiàn)中對(duì)有限空間作業(yè)事故的研究及發(fā)生原因的總結(jié)[23-25],并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn),確定影響有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,其中,準(zhǔn)則層包括組織管理、審批管理、作業(yè)過程和應(yīng)急能力4個(gè)板塊,評(píng)價(jià)指標(biāo)共20個(gè),具體內(nèi)容,如圖1。

圖1 有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system of present situation of limited space operation safety management

1.2 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

通過AHP確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)權(quán)重,結(jié)合專家打分法,對(duì)兩兩指標(biāo)相對(duì)于上級(jí)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行比較[26],得到各層指標(biāo)之間的相對(duì)權(quán)重,以此降低專家賦權(quán)的主觀性,提高評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的客觀性。

根據(jù)表1規(guī)定的指標(biāo)相對(duì)重要度比例標(biāo)度規(guī)則,邀請(qǐng)專家打分得到準(zhǔn)則層判斷矩陣如式(1)所示,指標(biāo)層判斷矩陣如式(2)-(5)所示。

表1 指標(biāo)相對(duì)重要度比例標(biāo)度Tab.1 Index relative importance scale

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

用MATLAB軟件計(jì)算判斷矩陣,得到各判斷矩陣的特征向量,即各級(jí)指標(biāo)權(quán)重,見表2。同時(shí),對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn),計(jì)算一致性指標(biāo)CI和隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,當(dāng)一致性比率CR=CI/RI<0.1時(shí),說明判斷矩陣滿足一致性要求,見表3。

表2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.2 The weight of each evaluation index

表3 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Consistency test results of judgment matrix

1.3 建立可拓學(xué)模型

1.3.1 安全評(píng)價(jià)因素和安全評(píng)價(jià)等級(jí)確定

根據(jù)圖1的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)集B={B1,B2,B3,B4},指標(biāo)層評(píng)價(jià)集X1={X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17},X2={X21,X22,X23},X3={X31,X32,X33,X34,X35,X36},X4={X41,X42,X43,X44}。

設(shè)評(píng)價(jià)集M={M1,M2,M3,M4,M5}={很好,較好,一般,較差,很差},分別對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,對(duì)應(yīng)的分值區(qū)間,見表4。

表4 安全等級(jí)劃分Tab.4 Security classification

1.3.2 經(jīng)典域、節(jié)域和待評(píng)物元

可拓基元由對(duì)象、特征、量值組成,假設(shè)事物的名稱為N,特征名稱為C,特征量值為V,若N有n個(gè)特征,記為C1,C2,…,Cn,對(duì)應(yīng)的特征量值為V1,V2,…,Vn,則物元為:

(6)

(7)

節(jié)域Rp=(Np,Cji,Vp)

(8)

式中:

Nj—評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)安全等級(jí);

Cji—在第j個(gè)安全等級(jí)下評(píng)價(jià)對(duì)象的第i個(gè)特征;

j—安全等級(jí)的個(gè)數(shù);

i—評(píng)價(jià)對(duì)象的特征個(gè)數(shù),i=1,2,3,…,n;

Vj—Nj對(duì)應(yīng)的量值范圍;

Np—評(píng)價(jià)對(duì)象的全體等級(jí);

Vp—Np對(duì)應(yīng)的量值范圍;

aji—評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)安全等級(jí)的下限值;

bji—評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)安全等級(jí)的上限值;

api—評(píng)價(jià)全體等級(jí)的下限值;

bpi—評(píng)價(jià)全體等級(jí)的上限值。

(9)

式中:

Nk—待評(píng)價(jià)物元名稱;

Vji—Nk關(guān)于Cji的量值,即待評(píng)價(jià)物元的具體數(shù)值。

1.3.3 關(guān)聯(lián)函數(shù)

待評(píng)價(jià)物元關(guān)聯(lián)度:

(10)

式中:

vi—待評(píng)價(jià)物元的第i個(gè)特征的具體值。

1.3.4 確定安全評(píng)價(jià)等級(jí)

目標(biāo)層和準(zhǔn)則層各危險(xiǎn)因素的關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式如下:

(11)

式中:

ωji—用層次分析法計(jì)算的各級(jí)指標(biāo)權(quán)重。

待評(píng)價(jià)物元安全等級(jí)為maxKj(Vj),目標(biāo)層和準(zhǔn)則層的安全等級(jí)為maxKj(Pi),則評(píng)價(jià)對(duì)象Pi的評(píng)定等級(jí)為MaxKj(Pi)對(duì)應(yīng)的安全級(jí)別。

(12)

式中:

J*—評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的特征值,表明評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)定等級(jí)偏向于鄰近等級(jí)的程度;

m—評(píng)價(jià)等級(jí)的數(shù)量。

2 實(shí)例應(yīng)用

以北京市某區(qū)的一家有限空間作業(yè)權(quán)屬企業(yè)為例,對(duì)其有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),邀請(qǐng)5位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分,每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)取所有專家打分的平均分值,結(jié)果如下:

{v11,v12,v13,v14,v15,v16,v17}={85,75,78,72,83,74,79}

{v21,v22,v23}={65,82,88}

{v31,v32,v33,v34,v35,v36}={92,83,89,86,84,91}

{v41,v42,v43,v44}={76,84,83,88}

以準(zhǔn)則層應(yīng)急能力B4為例,其經(jīng)典域?yàn)?

應(yīng)急能力B4的節(jié)域?yàn)?

應(yīng)急能力B4的待評(píng)物元為:

根據(jù)式(10)求得各評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)度,根據(jù)式(11)得出各準(zhǔn)則層的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)度,計(jì)算結(jié)果,見表5。從表5可以看出,準(zhǔn)則層中的組織管理B1所屬等級(jí)為Ⅲ,為一般水平。審批管理B2、作業(yè)過程B3、應(yīng)急能力B4均為Ⅱ,為較好水平。說明該企業(yè)在有限空間作業(yè)的審批管理、作業(yè)過程、應(yīng)急救援能力方面管理較好,而組織管理為一般水平,主要體現(xiàn)為制度、臺(tái)賬、培訓(xùn)、演練、設(shè)備設(shè)施及相關(guān)方審核等基礎(chǔ)內(nèi)容管理薄弱,而健全的責(zé)任制和規(guī)章制度、規(guī)范的培訓(xùn)、及時(shí)的應(yīng)急演練,以及對(duì)相關(guān)方的規(guī)范管理在一定程度上直接影響有限空間作業(yè)的規(guī)范性和作業(yè)過程的安全性。因此,該企業(yè)應(yīng)重視有限空間基礎(chǔ)管理,全面落實(shí)企業(yè)主體責(zé)任,從而規(guī)范有限空間作業(yè)過程的安全管理。

表5 指標(biāo)層和準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)度Tab.5 Risk correlation degree of index layer and criterion layer

在指標(biāo)層中,有2項(xiàng)指標(biāo)安全等級(jí)為Ⅰ,管理水平為很好,分別為設(shè)置有限空間作業(yè)安全告知牌C31和監(jiān)護(hù)者持續(xù)監(jiān)護(hù)C36;有限空間作業(yè)方案C21安全等級(jí)為Ⅳ,管理水平為較差;安全等級(jí)為Ⅱ和Ⅲ的分別為11個(gè)和6個(gè)指標(biāo),處于較好和一般管理水平。這說明該企業(yè)在有限空間作業(yè)過程告知牌設(shè)置和持續(xù)監(jiān)護(hù)的管理工作落實(shí)很好,而對(duì)有限空間作業(yè)方案的管理較差,應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注,如可從作業(yè)前嚴(yán)格作業(yè)方案審核入手。處于Ⅱ級(jí)較好管理水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)有一定的提升空間,如持續(xù)更新規(guī)章制度、及時(shí)更新更換現(xiàn)場(chǎng)警示標(biāo)志、規(guī)范作業(yè)申請(qǐng)單的審核、嚴(yán)格履行作業(yè)前安全交底、確保作業(yè)過程持續(xù)通風(fēng)和氣體監(jiān)測(cè)以及個(gè)體防護(hù)用品佩戴、持續(xù)不斷提升應(yīng)急救援人員專業(yè)技能和應(yīng)急協(xié)調(diào)能力。處于Ⅲ級(jí)一般管理水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)為:有限空間管理臺(tái)賬C12、有限空間安全培訓(xùn)C13、有限空間應(yīng)急預(yù)案及演練C14、有限空間相關(guān)方管理C16、有限空間防護(hù)設(shè)備設(shè)施日常維保及定期檢測(cè)C17、應(yīng)急設(shè)備設(shè)施配備及完好情況C416個(gè),具有較大的提升空間,企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)管理,不斷突破,如根據(jù)有限空間定義全面識(shí)別本單位存在的有限空間場(chǎng)所或有可能進(jìn)入開展有限空間作業(yè)的設(shè)備,辨識(shí)有限空間的危險(xiǎn)有害因素、可能的事故后果等內(nèi)容,從而完善有限空間管理臺(tái)賬內(nèi)容;重視有限空間培訓(xùn)、應(yīng)急預(yù)案的編制和演練的開展,從而提高有限空間作業(yè)人員、監(jiān)護(hù)人員等相關(guān)人員的安全意識(shí)和操作技能;重視防護(hù)和應(yīng)急救援設(shè)備、設(shè)施的日常維護(hù)保養(yǎng)和定期檢測(cè)工作,完好有效的設(shè)備、設(shè)施和應(yīng)急救援裝備是有限空間作業(yè)順利開展的重要保障;規(guī)范有限空間作業(yè)相關(guān)方管理,對(duì)其單位和人員資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審核,對(duì)相關(guān)方開展有限空間作業(yè)安全生產(chǎn)工作統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。

根據(jù)式(11),計(jì)算得出目標(biāo)層的各級(jí)別風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)度為K1=-0.222,K2=0.194,K3=-0.229,K4=-0.448,K5=-0.600,目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度為Kmax=max{K1,K2,K3,K4}=0.194,可得出該單位有限空間作業(yè)的管理安全等級(jí)為Ⅱ級(jí),管理水平為較好。利用公式(12)求得特征值為2.17,說明該單位管理水平偏向于較好,與該單位開展的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控工作中對(duì)有限空間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果一致。

3 結(jié)論

(1)本文基于可拓學(xué)理論,建立有限空間作業(yè)安全管理可拓學(xué)評(píng)價(jià)模型,通過相關(guān)文獻(xiàn)和專家經(jīng)驗(yàn)建立有限空間作業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,應(yīng)用AHP確定評(píng)價(jià)體系中準(zhǔn)則層和指標(biāo)層權(quán)重,最后應(yīng)用可拓學(xué)模型確定有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀的總體安全等級(jí)及各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)。

(2)以北京市某有限空間作業(yè)權(quán)屬企業(yè)為例,運(yùn)用可拓學(xué)模型對(duì)其有限空間作業(yè)安全現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),得到該企業(yè)對(duì)有限空間作業(yè)安全管理的安全等級(jí)和特征值,并依據(jù)安全等級(jí)較低的評(píng)價(jià)指標(biāo)為企業(yè)提供改進(jìn)指導(dǎo)建議。結(jié)果表明,評(píng)價(jià)等級(jí)結(jié)果與企業(yè)對(duì)有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀相符,從而證明將可拓學(xué)模型應(yīng)用于有限空間作業(yè)安全管理現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)方法是合理可行的。