相互联系的公共安全和大坝安防

美国·William F.Foos,Frank Calcagno,Paul G.Schweiger（美国甘尼特弗莱明公司）

相互联系的公共安全和大坝安防

美国·William F.Foos,Frank Calcagno,Paul G.Schweiger（美国甘尼特弗莱明公司）

公共安全和电站安防是相互联系的，使用通用的方法对两者进行评估可使投资回报最大化。用于解决电站安防问题的方法也可用于解决公共安全问题，用于解决公共安全问题的通用方法也可用于提高电站的整体安全度。评估公共安全风险和电站安防风险所采取的步骤和所需的信息也是相似的。解决这两方面安全问题的方法都强调需要提供公共预警、限制公众出入可能会形成危险工况的大坝建筑物或对大坝运行起关键作用的建筑物，以及有效监控未经授权的活动。

公共安全；安防；风险；通过环境设计预防犯罪

1 背景

传统的组织管理结构通常是设立一部门专门负责安全，另一部门负责安防。许多情况中，大型组织要求职责独立，将该管理构架应用于工程现场（如大坝）时，则这两块功能会快速脱节。若没有深思熟虑制定良好的电站评估方法，则组织中的安全经理和安防经理很可能为同一笔可操作资金而相互竞争。许多案例中，大坝的公共安全通常扮演次要角色，且不归组织的安全经理负责，他可能更关注职员健康和职业安全。结果，公共安全被划给工程管理或运行人员负责。在这些案例中，工程管理人员必须从其缩减的运营预算中为公共安全分配一定的资金。这种被许多大坝业主采用的典型管理构架其效率非常低，且通常是引起灾难的原因，因为运营要求和运行维护成本的不足会轻易掩盖掉对有效公共安全计划的需求。

对上述问题，从工程的设计阶段到施工、再到最后的运行，对此都没有做出相应的响应并落实。不同的监管者会为各自的项目提供资金，而独自完成概念化和设计的类似结构物也可能会出现多种资金需求。极有可能，合理的规划就可以避免死亡事件的发生。

譬如，据纽约媒体报道，之前美国一大坝，因被法院裁定疏忽、粗心和故意泄洪而未提前进行合理的预警，造成2人死亡，共需赔付180万美元的和解金。

目前，美国国内没有大坝公共安全标准，但在处理因大坝和水电设施的运行而引发的明显危险的事务问题上，这并不能成为借口。自从2001年“9.11”惨剧发生至今，过去十几年公众对高风险大坝表现出了极大的关注，但现实却是，相比由外界恐怖组织恶意制造的惨剧，大坝业主面临着更可能对公众造成事故性的伤害或死亡的事实。笔者撰写本文的目的是将大坝业主的关注重新带回到什么更可能发生（以及如何处理这些更高概率的事件），同时也为可能发生的最坏的情况做好准备（可以通过互补的安全措施，也可以通过应急计划）。在大坝公共安全需求和通过传统的安防措施保护工程资产的需求之间，找到平衡的方法。这两个需求并不是相互独立的，通过适当的规划和协调，它们可以有更多的相互支持，而非仅仅成为设想。

2 公共安全和安防

当前，美国联邦能源监管委员会（Federal Energy Regulatory Commission，FERC）管理着全美国超过1 300个事业组织的水电许可证的审裁工作。几乎每个水电许可都有休闲娱乐方面的规定，要求大坝业主利用大坝和水电设施提供充足的休闲娱乐用途，范围包括水库和项目周边区域。这类要求通常会让公共交通路线直接进入大坝附近区域和周边的潜在危险区域。最常见的休闲娱乐活动包括游泳、垂钓、划船等。从严格的安防角度看，这些活动对工程安防来说同时起着正、反两方面的作用。

正面作用：对公众开放意味着为公众提供了监督异常活动并将其报告给相关管理机构的机会。同时，对潜在的犯罪、偷盗或恐怖行为，“证人”的存在也可能是有效的威慑。许多情况下，工程人员肩负着其他工作职责，可能不在现场，也可能在工程现场附近，也可能只注意到了大坝上或大坝附近的公众的活动。允许公众进入的优点在于大坝业主可利用这些经常享用工程效益的个人以及对工程设施使用者很熟悉的个人，他们会很快辨识出第一次来访的人，并且他们会热切地想要保护这些对他们来说很重要的水电设施。

反面作用：对公众的存在过于熟悉会形成一种虚假的安全感，危险人物可能混迹于单纯来休闲娱乐的人群中。重大事件的发生可能会造成一种群体心理，没人报告，也没人会采取行动来制止恶意的危害行为。同时，对大坝现场的安防人员来说，监视公众经常出现区域的异常活动也越来越困难。

不管个人对公众准入的态度如何，公众通常会形成被允许进入工程现场的意识，即便是已用栅栏隔离或是禁区的一部分。水上活动吸引力巨大，人们很少考虑其面临的风险或大坝业主对进入相关区域人们采取的保护措施。建议大坝业主接受这样一个事实，公众始终会出现，应将公共安全和安防作为一个整体的过程来处理，这样才可能找到一个平衡的方法。

2.1 安防的观点

安防的根本目的是保护工程的关键资产。在安防领域中，有一个概念叫“深度保护”或“同心圆式防护”。深度保护意思是说，要达成一个目标，即危险人物须避开或依次突破一系列的防护设施。例如，在进入流程控制室或接近装有敏感数据的文件柜之前，危险人物可能需要破除一个传感器和穿越两道独立的障碍。穿越每道障碍所需的行动和耗费的时间可能并不相同，每道障碍的效用也有很大区别，但若要前进，其间需采取独立的、不同的行动。因为各保护层都降低了危险人物成功突破各种安防设施的概率，因此在其身上产生的影响就是不确定性。提供深度保护的能力包括辨识不同范围内的关注区域。隔离区是某一划定界限内的一个区域，比如栅栏线，规定其限制访问；隔离区也可以是禁区内的一部分，即受控制的规定区域，仅有少数得到授权的个人可以访问，见图1。此处的划定范围显示了特定的隔离区，以及隔离区内要求的禁区。

2.2 公共安全的观点

公共安全的根本目的是保护处于危险情境中和处于风险区域中的公众，包括非法闯入者。对蓄水建筑物，如大坝和水电站，其风险区域被归类为危险区或警戒区，见图2。危险区指大坝所在区域，其中若有人暴露于风险中，则很可能遇险。在大多数情况中，危险区位于警戒区内。警戒区被认为是已经或可能被危险区影响的区域。

图1 安防区域示意图Fig.1 Illustration of security area

图2 公共安全风险区域示意图Fig.2 Illustration of public safety hazard area

作为该概念的一个例证，譬如不管闸门处于打开还是闭合状态，溢洪道结构物都处于警戒区内。危险区则是其下游区域，若闸门打开泄洪，则存在风险。分区的概念也可以应用到溢洪道上游区域。

2.3 相互支持

应用前文提及的两条原则并将其结合起来（参见图3），于是可以发现划定的各种区域，借用对警戒区的详细说明，也可以用来定义安防概念中的隔离区。位于警戒区范围内的隔离区形成了一个缓冲区域，进入该隔离区的人，可能是在冒险，也可能是存心想制造事端。公共安全概念中的危险区域也可进一步由安防概念中的禁区确定。若有人进入该区域，则很明显，其蓄意进行破坏活动，或者他会受到伤害。许多情况下，此刻其所在的风险区域也会让他们有机会接近大坝产生安防风险的结构物（如溢洪道、进水口、出水口和坝顶）。

图3 公共安全和安防区域示意图Fig.3 Illustration of public safety&security areas

2.4 统一的方法

因公共安全和安防目的对大坝工程进行统一的现场评估时，结构化的分析方法包括以下几个步骤：

（1）步骤1：识别并前后对照工程的关键资产和风险区域。

表1为一案例，显示了就关键结构物和大坝各组成部分，该如何获取和确定风险区域的信息。

表1 确定风险区域案例Table 1 Example of defining hazardous zones

（2）步骤2：对风险区域进行进一步分类，辨识出危险区和警戒区。

以溢洪道为例：危险区是上游10 m和下游50 m，其警戒区是上游40 m和下游100 m。

（3）步骤3：比较风险区域要求的安全距离和安防检测/评估及响应时间要求的安全距离。

若需要加大警戒区的距离，可调整区域分类距离，为应急行动或为法律强制要求的响应人员获取更多的响应时间。

（4）步骤4：对使用中的安全和安防设施进行评估（如果有的话），调整/修改或加强这些措施以应对新设定的风险区域分类距离。

以溢洪道为例：

①需要将现有的水栅向上游转移，以限制公众进入危险区。

②调整警示标识，在公众进入溢洪道泄洪的影响区域（或危险区域）之前，对其给予早期警示。

③重新安置或调整摄像机（如果有的话），让监控图像全面覆盖特定区域，当公众接近这些风险区域的时候，其具备的检测功能结合视频图像可为大坝运营人员或安防人员提供预警。

2.5 降低风险的方法

对大坝和水电行业，互利的防护设计概念看似是一个新概念，但其实已经使用了一段时间。自1971年以来，通过环境设计预防犯罪（Crime Prevention Through Environmental Design，CPTED）就是一种尝试影响公众行为、将他们的活动引导到特定批准区域中去的方法，其目的是制止不良行为和提供一个倡导公众合法行为的环境。

2.5.1 通过环境设计预防犯罪

通过环境设计预防犯罪利用一系列管理工具，希望达成以下目的：

（1）地点。通过对物理环境（如办公楼、停车场、公园和公共场所、公寓楼、仓库、学校、礼拜场所和购物中心）的设计来对公众行为产生影响，降低发生某些类型的犯罪的概率和降低对这些犯罪的恐惧感。

（2）行为。有的地方会诱导、促进或允许犯罪活动或不合规行为的发生，而另一些环境则会引导出适当的、合法的行为。

（3）设计和空间的使用。对空间进行重新设计或更有效的利用可鼓励优良的行为，阻止犯罪和相关的不良行为。

通过环境设计预防犯罪与安防任务的目标一致，即制止、发现和延迟潜在的罪犯，同时也对公众行为产生影响，让其有益于人身安全。许多通过环境设计预防犯罪的措施在大坝和水电项目现场也有应用，包括：

（1）机械措施，通常也称为目标强化。机械措施包括物理的安防硬件和技术（如锁、窗户上的防护屏、栅栏和门闸、主要控制系统、入侵检测、视频监控和障碍物等）。

（2）人为和组织措施。这些包括社区监控、安防人员巡逻和站岗、警察巡逻以及有能力进行观察、报告和干预的个人或团体充当的防护者。

（3）自然措施。自然地通过环境设计预防犯罪的措施包括建立一个界定清楚的入口和安排工作点、脚手架区域以及无阻挡的视线条件等。自然措施对空间的使用提出了特定的导则，案例包括建筑景观、沟渠、护堤、系缆桩、花架、护城河和提高可视性的行动，如照明、灌木和树木的修剪等。即使采用了机械设备（灯具），照明也被归类为自然监控的一部分。

在应用这些措施时，应记住以下几个概念：

（1）对天然通道的控制。其观点是应用真实的和象征性的障碍（包括门和栅栏等）来界定和限制进入建筑物或其他空间。例如，为防止窃贼和劫匪进入低楼层的窗户，可以在窗户附近种植茂密的、多刺的灌木，或安装窗户锁装置，或安装报警系统。

（2）天然监控。正在进行休闲娱乐的公众可提高警觉，偶然的观察也能帮助发现非法入侵者或在某一设施处的不当行为。譬如，高木栅栏阻挡了观察装货码头的视线，而缺乏可见性则可能会引来小偷。相反，若使用链围，工作人员或行人都能看见该区域，则可能会阻止小偷。窗户、门视器、镜子和其他可提高可视性的设计属性都属于天然监控。

（3）天然领土的强化守卫。这是一个在房产业主、经营者或居住者心中树立所有权、职责和责任感意识的过程，以提高辨识非法入侵者的警惕性。譬如，沿人行道两侧种植小灌木丛就标志着归个人所有的房产的边界，可以防止外人跨越进入。同时，若人们心理中有所有权的意识，则会更注重对特定空间的防护。领土强化守卫措施既可以是物理的，也可以是象征性的，它可以告知人们处于特定的空间中。颜色、质地、外观的变化、标识和引导系统都是领土权和边界设置的组成部分。因此，可以通过使用真实的障碍物（如栅栏、水栅、浮标和围墙）和象征性的标志（警示标识、树篱和矮的尖状木栅栏）来鼓励使用者或员工保护财产不受怀有不良意图的人的侵害，这些强化措施都被认为是天然的，因为其都是对环境的正常和常规利用。

除上述的经典原则外，在通过环境设计预防犯罪的方法中，还要考虑以下概念：

（1）管理和维护。必须通过维护，才能让空间看上去是保持良好的且没有犯罪活动发生。“破窗理论”提出，无人看管或无人修理的破损窗子或其他腐败的标志物（如涂鸦、垃圾或废弃的家具）会给人留下此处已经被废弃的印象，且会增大犯罪的几率，因为罪犯会认为此处没有也看不见任何有能力的守卫者。若有一扇窗户破损的汽车停了很久，则罪犯很可能会敲碎其他窗户。对建筑物的维护（包括照明、涂刷油漆、标识、栅栏、人行道和对破损物件的快速维修）对表明有人在看管该建筑物及负责其维护至关重要。这意味着，其安防状态良好。

（2）合法的行动支持。有的地方很难通过其所在地点的自然特征或其他地理特征来保护，在这样的情况中，合法的行动支持则十分关键。譬如，大坝下游风险极大的渠道中有一处极受欢迎的垂钓点，只要公众清楚知道公园管理者的职责是保持该区域无人，则管理者可以通过在该区域设置一个管理分局来将该垂钓点取缔，或通过维护人员对该关注区域进行不断的巡逻（检查），进行合法的行动支持来维护该风险区域没有公众进入。

通过环境设计预防犯罪的概念其实是通过采取简单的办法来使公众做出大坝业主乐于见到的行为，同时可使员工和安防人员快速识别出公众的不良行为。

2.5.2 其他要点

根据加拿大大坝协会（Canadian Dam Association，CDA）的资料：“在加拿大，相比于大坝结构失事造成的伤亡，大坝周围发生的事故造成的伤亡人数更多。这对于正在就如何尽到保护公众安全的职责而寻求方法的大坝业主来说，应对此给予高度关注”。加拿大大坝协会网站还提出，“值得注意的是，相比于小型坝或矮坝，公众会更敬畏大型坝或高坝，但低水头大坝和小的分水坝同样存在风险，甚至存在着更大的风险，因为与这些结构物相关的许多风险不是显而易见的”。这与美国国内的经验相似。田纳西大学名誉教授——Bruce Tschantz博士的统计数据研究表明，过去30年间，在大坝处发生溺亡的人数是因为大坝失事造成的死亡人数的4倍还多（据报道，在大坝周围溺亡的人数为191，大坝失事造成的死亡人数为40）。根据美国大坝安全官员联合会网站：“仅2015年一年，全美国至少有25人发生溺亡事故，至少有10人在低水头大坝的事故中严重受伤”。这些受害者包括专业游泳运动员、救援工作者和其他装备有最先进的救生和抢险救援设备的专业人士，他们意识到了风险的存在，但仍因致命的水压力而丧生。低水头大坝安全性常常被忽略，特别是其公共安全方面，必须采取适当的措施保护公众。

虽然本文提出的改善现场安防和加强公共安全的各种策略重点在关注通过有效隔离以及对特征物和流程的监控来管理工程现场的出入，但有的情况中，通过对设施进行结构调整就可以完全消除风险。特别是对低水头大坝和溢洪道出口存在的风险工况，尤为如此，比如，溢洪道出水口处可能形成危险的巨浪，可通过对大坝下游面进行改造来消除该风险。对消除巨浪造成的风险，对大坝下游面进行改造是最常用的改造方案之一。

在大坝处设立有效的标识对充分警示公众十分重要。就标识问题，美国联邦能源监管委员会曾出具报告《水电工程的安全标识（2001年10月）》（参见美国联邦能源监管委员会网站），加拿大大坝协会也曾出版《大坝公共安全导则（2011年）》。除了对标识、水栅、浮标的相关规定外，加拿大大坝协会的出版物还涉及保障公共安全的管理的系统方法、对与大坝相关的公共安全风险的讨论、含具体步骤的风险评估方法和模板以及对典型的风险处理和控制措施的描述。

强制执行对保证公众遵守标识和不进入禁区大有帮助。若当地社区公众明确擅闯禁区会被处以大额罚款时，几乎没人愿意承担此财务风险。若超速不会出具超速罚单，是否还会有人遵守限速规定呢？

许多大坝业主都认为，为了发生概率极低的恐怖袭击而花大价钱进行防护并不经济。从美国过往的历史来考虑现在的威胁，该想法可能是合理的。但应告诫大坝业主，需采取合理的风险评估方法，将对大坝业主和大坝所在区域的社区可能造成的潜在后果与可接受风险水平进行对比，以准确界定需要何种程度的安防。对所有大坝，都可以相对容易地实现和建立基本的安防，以解决所有大坝业主都在面对的公共安全的真实威胁问题。在考虑责任管理需求时，其尤为重要。对更大的威胁，甚至包括可合理考虑到的最大威胁，所采用的安防程序和设置都可基于需求进行规划，分阶段增加硬件安防、更严格的程序和协议、临时的关闭和设障、临时武装警卫合同等，都可在现场已使用的基本安防措施上进行增加，以控制公众。这些行动应得到精心规划、易于启动，且在大坝设施特定的安防和公共计划中记录完好。

在解决公共安全问题时，绝大多数大坝业主首先会考虑到最明显的方面：如溢洪道泄洪或发电泄水（高速水流）、坠落风险、变电站危险等，但是精明的大坝业主也会考虑许多其他方面：

（1）涨落的水位（水库中及大坝下游区域）；

（2）激烈的水流和回头浪；

（3）水下的水跃或“水力巨浪”；

（4）使游泳者受困的滤网和多条渗径；

（5）打开的溢洪道，在大坝上可能看不见；

（6）淹没风险；

（7）陡峭的河岸，没有出口；

（8）不合理的船只下水和运行路线定线及设计；

（9）冬季结冰（薄冰或危险的水库结冰以及从附近建筑物悬垂部分掉落的冰块等）；

（10）附属建筑物和通行道路上的落石；

（11）桥梁、电缆和输电线路（船只的间隙和/或触电）；

（12）垂直掉落面和水道中以及附近湿滑的表面（特别是在多雾地区）；

（13）安装不合理的船障，因高速水流，会使船只和游泳者受困；

（14）当在工程现场或已建立起来的休闲娱乐场所遭遇枪击事件或暴乱行为时，为保护员工和公众而建立的工程（或带有指示符号的）避难场所。

就两项具有多种明显相似特性的计划（公共安全和设施安防），本文阐述了一种统一的方法。应注意的是，第三种计划——大坝安全也不应被忽略。传统的大坝安全问题也可从安防和公共安全措施的综合设计中受益。应考虑到安防摄像机不仅可以监视到怀有不良企图的人的出现以及闯入风险区域的入侵者，这些摄像机还可以用于大坝安全监测及核验潜在的或即将发生的大坝失事，特别是当其被绑定进入对识别出的潜在溃坝模式的监测计划中时。只需要进行少量的交叉培训，就可将安防监控、公共安全和大坝安全检查中的机动巡逻结合在一起完成。显然，一个领域的教授不可能成为另一个领域的专家，但可以向安防巡逻员传授大坝安全出现险情的基本指标（如异常渗流、裂缝或沉降）。类似的，大坝安全检查人员和运营人员也可以关注可疑的行为和闯入风险区域的公众。应考虑梳理日常的运营维护检查，以便纳入公共安全和安防检查，以及大坝安全检查。用这样的方式，一系列硬件的安装或预定的巡逻就可以同时为这三个独立的计划实行监控，从而减少现场的运营成本。

3 结语

管理公共安全和安防计划（或许加上第三个——大坝安全计划）的方法是将其考虑为一个互补性的综合计划，从公共安全、安防和大坝安全的角度看，其之间可以互相支持。通用的评估方法会评估公共安全需求、大坝安全需求和安防需求，提出一个同步的最优设计，得出一个设计包，而不是多个设计包。应考虑相关策略，以将与伤害、生命损失、财产损毁相关联的风险最小化或彻底清除，并保护公众不受少数危险人物的侵害。

关于公众准入、公共安全和设施安防需求等问题，如今的大坝业主面临着诸多的挑战。将公共安全和安防问题处理为一个统一的过程，其好处是这些计划可互补，设计和施工成本可以结合起来，理想状态下，可一次性完成实施。对公众来说，工程将会更加安全，最终设计得到的系统可使大坝运营人员和其员工更便捷、更高效地监控工程现场及其附近发生的情况。其结果是，对因公众疏忽、寻求刺激者、罪犯、危害他人或破坏公共财物者而造成的险情，或因蓄意的恶意攻击而造成的险情，该系统可令运营工作人员对其进行更准确的评估和更好的响应。

Public safety and security at dams are not mutually exclusive

by William F.Foos,Frank Calcagno and Paul G.Schweiger
Gannett Fleming,Inc.

Public safety and site security are not mutually exclusive.A joint approach to evaluating both concerns maximizes the return on your investment.Solutions to address security can be used to address public safety;common solutions used in public safety enhance overall security as well.Steps and information needed to assess risks to public safety and security are also similar.Solutions to address both issues emphasize the need to provide public warnings,limiting public access to features at the dam that create dangerous conditions or are critical to the dam's mission,and effectively monitoring unauthorized activity. We present concepts in conducting dam assessments addressing both site security and public safety.We present an approach for conducting a common site assessment to simultaneously evaluate security and public safety at dams.Additionally,we present examples of mitigating strategies used to minimize risks associated with injury,death,property damage,and related litigation.

public safety;security;risk;crime prevention through environmental design

book=57,ebook=63

TV697.1

A

1671-1092（2016）06-0057-06

2016-10-18

文献来源：Association of State Dam Safety Officials.Proceedings of Dam Safety 2016.

翻译：崔弘毅

校核：许传桂

文中，笔者阐述了大坝评估中同时解决电站安防问题和公共安全问题所使用的概念；阐述了实施一般性的电站评估的方法，以同时评估大坝安防和坝址处的公共安全。另外，对伤害、死亡、财产损毁及相关诉讼风险最小化的应用策略，列举了案例。