智能变电站新建工程施工安全风险预警研究

陈 鹏申惠琪

1.国网冀北电力有限公司工程管理分公司 北京100067

2.国网冀北电力有限公司经济技术研究院 北京100038

0 引言

社会用电情况随着国民经济的发展在稳定提升,智能变电站相关建设紧跟步伐,但由于其强大的用电量以及复杂的施工技术,导致智能变电站出现诸多风险事故,对施工人员的生命安全构成了严重威胁[1]。国家电网公司十分重视智能变电站工程施工过程中的安全风险管理,但是现阶段智能变电站新建工程存在很多安全不规范、管理制度不健全的问题,施工现场监理形同虚设,施工现场混乱,安全风险大,事故隐患大[2]。面对这种情况,传统的安全风险预警方法虽然能够实现一定的预警,但是面对现阶段施工项目越来越复杂,所需要监理的参数越来越多,在实际预警过程中及时性存在一定的不足[3-5]。因此,提出智能变电站新建工程施工安全风险预警研究,解决上述中传统安全风险预警方法中存在的问题。

1 智能变电站新建工程施工安全风险预警方法设计

1.1 计算施工安全风险预警指标权重 一般情况下,将智能变电站新建工程施工安全风险预警指标分为人员因素、环境因素、设备及材料因素、以及管理因素四个因素,其对应的指标分别是人员不安全状态、人员不安全行为、作业环境、地质环境、设备及材料、制度管理以及运行管理预警指标[6]。

采用标度法对上述中各个指标进行打分,构成两两比较判断矩阵,矩阵如下:

在权重计算过程中,综合指标评分结果,计算各个指标评对应的模糊偏好关系的平均数,将计算结果作为后续预警等级划分的基础依据之一。即:

公式中qij为模糊偏好关系的平均数,将此值作为计算权重的基础依据,结合模糊偏好关系矩阵Q= qij（ ）,分别计算每个指标的平均偏好程度和每个指标的相对权重

公式中ηi 为平均偏好程度,ui为相对权重。依据计算的权重结果,划分智能变电站新建工程施工安全风险等级。

1.2 警度划分及警限确定 基于上述分析,结合实际需求对施工安全风险预警精度进行划分。实际施工中,受到周围建筑或自然条件的限制,施工难度比较大,恶劣的环境严重影响了施工的进程。同时,施工过程中需要使用很多复杂的大型机械、设施设备,这些设备具有临时性,交叉作业较多,安全隐患较多并且很复杂[8]。将智能变电站新建工程施工安全风险等级划分为5个部分:

(1)稍有风险,警度为无警,即可以接受的风险,警度信号为绿色;

(2)一般风险,警度为轻警,即极低风险,可能造成轻伤事故,需要注意,警度信号为蓝色;

(3)显著风险,警度为中警,即危险较高,可能造成重伤事故,需要整改,警度信号为黄色;

(4)高度风险,警度为重警,即风险程度高,可能造成死亡事故,需要立即整改,警度信号为橙色;

(5)极高风险,警度为巨警,即危机状态,可能造成恶性人身伤害及死亡事故,不能继续作业,警度信号为红色。

当警度信号为绿色时,不需要采取措施;如果是其它预警,则需要进行施工现场的布置。

1.3 设计单指标预警模型 确定预警等级,建立单指标预警模型,如图1所示。

图1 新建工程施工安全风险预警模型

新建工程施工安全风险预警模型中主要包含两个部分,其中一部分是安全风险等级部分,该部分主要是将指标权重计算结果作为输入量,根据计算结果将安全风险划分为三个区域,分别是安全等级、预警等级和应急等级。另一个部分是施工工程网络模型部分,主要利用该部分计算出安全风险预警值。

模型中包含一个比较器,其主要作用是比较输出预警值与设定的预警阈值的大小,最终得到安全风险等级区间。根据安全风险预警输出结果分析安全风险趋势,研究出现不同的警级的具体原因,采用逆向分析方法分析警级成因,根据不同的分析结果制定不同的防范措施,将主要信息反馈给风险识别模块,实现对施工安全风险的动态监测。

智能变电站新建工程施工安全风险预警模型建立以后,对模型进行了工程实际运用,以验证该数学模型的可靠性,该模型应用于某电网220k V 恒庄变,该变电站高压侧采用双母线接线,中压侧采用单母线分段接线、低压侧采用单母线分段接线的方式。在母线间隔下,开展一次设备不停电,设备复役时的安全风险预警工作,智能变电站新建工程施工安全风险预警模型工程应用流程为:首先由专家小组对安全风险指标进行评分,以此形成模糊偏好矩阵,通过矩阵判断以及结合上文公式(6)和公式(7)计算得到的偏好程度和指标权重,对指标因素进行评估,在此基础上再做一次综合评估,根据综合评估结果划分智能变电站新建工程施工安全风险等级并采取相应措施,至此完成模型在智能变电站新建工程中的应用。

2 智能变电站新建工程施工安全风险预警方法实验研究

在智能变电站新建工程施工安全风险预警方法实验研究中,对某电网220k V恒庄变变电站施工企业人员的不安全状态做风险预警,依据图2的智能变电站新建工程施工安全风险预警模型工程应用流程图,在实验前首先选择10位专家参加评分,分别对企业人员的施工工作负荷、工作舒适度、公平度和满意度进行打分,并根据图1设计的新建工程施工安全风险预警模型输出指标变量结果。其中,专家打分标准如表1所示。

表1 施工人员不安全状态指标打分标准

在实验云模型上,执行不同的施工安全预警方法,针对以基本预警指标作为实验参数,结合表1的打分标准输入matlab仿真软件,计算不同安全预警方法隶属度,输出实验结果如图2所示。

图2 仿真结果

由图2可知,提出的安全风险预警方法计算得到的隶属度更高,与其它两组实验结果相比,该预警方法隶属度高,说明在预警过程中,该方法及时性更好。综上所述,提出的智能变电站新建工程施工安全风险预警方法具有更好的及时性,能够进一步保证施工安全。

3 结束语

本文围绕着智能变电站新建工程施工安全问题展开研究与分析,在大量文献资料的支持下,设计智能变电站新建工程施工安全风险预警方法。在方法设计完成后,通过对比实验验证了提出的安全风险预警方法的可靠性。但是智能变电站工程施工涉及的作业比较多,除了基本的预警方法外,还需要结合电力相关企业的实际情况,施工安全风险预警的研究还有进一步提高。