测量设备安全管理风险评估与防范
2024-09-26孔海峡张兴辉谢博
摘要:通过对白鹤滩水电站工程进行深入分析,构建包含设备性能、操作安全、环境适应性、维护管理、技术更新、数据管理和安全文化7个一级指标的测量设备安全管理风险评估指标体系,利用模糊数学理论,结合专家打分和实际测量数据,对每个指标进行模糊化处理,计算各指标的隶属度,通过模糊合成运算,得出各指标整体风险等级。以白鹤滩水电站为例,研究评估测量设备的安全风险,并提出相应的防范策略。研究结果表明,该方法能够有效识别和评价测量设备的安全管理风险,为类似工程的测量设备安全管理提供参考。
关键词:白鹤滩水电站;测量设备;安全管理;风险评估;模糊综合评价法
0引言
在大型水电工程建设中,测量设备的安全管理对于确保工程质量和施工安全具有至关重要的作用,但其在实际应用中可能面临如技术故障、操作失误、环境变化等多种风险,给安全管理带来巨大挑战。为了有效识别和管理这些风险,构建一种科学、系统的风险评估方法十分必要。
在现有的风险评估方法中,层次分析法(AHP)、主成分分析法(PCA)、模糊综合评价法和神经网络评价法等方法各有优势和局限[1]。本文选择模糊综合评价法作为主要的风险评估工具,该方法能够很好地处理评价对象的不确定性和模糊性,通过构建模糊关系矩阵和模糊合成运算,为风险评估提供一种直观且符合人类思维过程的方法。
1项目概况
白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是金沙江下游4个梯级电站中的第二个大型水电工程。该水电站的主要目标是发电,同时具有防洪、航运、拦沙和促进地方经济社会发展的综合效益。
白鹤滩水电站建设中采用了多项先进技术和设备,但由于所处环境复杂,测量设备的安全使用面临着前所未有的挑战。首先,工程所处的地理位置地形起伏极大,峡谷深切,河流湍急,要求测量设备必须具备极高的精确度和稳定性;其次,该地区的气候条件极端多变,每年高温季节温度高达41℃,且常有强风和极端天气事件,这些自然因素对测量设备的防护性能和操作环境提出了严苛要求;最后,施工现场的高噪声、强振动和强电磁干扰等环境因素,进一步增加了测量工作的难度,对设备的精确度和可靠性构成了潜在威胁。
2测量设备安全管理风险评估指标及模型构建
2.1评价指标体系设计
测量设备安全管理风险评估指标体系的构建,需要依据科学性、系统性、可操作性、相对独立性及代表性等指标选取原则,且要充分考虑体系的整体效果。本文通过对已有学者的研究成果进行分析和总结,整理和归纳得到初选指标,并通过与从事多年水电站建设项目工程人员、专家及学者访谈,采用多轮专家访谈评分对指标体系不断删补更新,最终形成由7个一级指标和26个二级指标构成的测量设备安全管理风险评估指标体系,见表1。
2.2测量设备安全管理风险评估模糊综合评价模型建立
模糊综合评价QPUgQTdFQ5zYvMBuklYiXA==法实施过程包括建立评价因素集、建立综合评价评语集,确定模糊关系矩阵[2],进行模糊综合评价运算。
具体步骤如下:
(1)建立评价因素集。将测量设备安全管理风险评价指标体系一级指标的7个因素建立因素集为U={U1,U2,…,U7},则二级指标Ui={Ui1,Ui2,…,Uij}(i=1,2,…,7;j=1,2,…,m)。
(2)建立综合评价评语级集。根据相关文献,将测量设备安全管理风险评估指标按照风险程度设置评语集为V={v1,v2,v3,v4,v5}={低,较低,中等,较高,高}[3]。评语集的隶属度取值为V=(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)。
(3)确定模糊关系矩阵。在因素集U和评语集V确定以后,设rije为指标Uij对评语集V的隶属度(e=1,2,3,4,5),由n名专家根据评语等级对各因素进行评价,则专家在各评级数据中的占比人数为(vij1,vij2,vij3,vij4,vij5),可得rije=vije/∑5k=1vijk,指标Uij的隶属度矩阵Rij=(rij1,rij2,rij3,rij4,rij5),由此可得模糊关系矩阵R=(Ri1,Ri2,…,Rim)。
(4)模糊综合评价运算。采用模糊综合评价法需要确定指标权重。设指标权重向量为W=(w1,w2,…,wn),利用专家的知识和经验[4],本文采取层次分析法确定指标权重,则通过权重向量W与模糊矩阵R的运算,得到测量设备安全管理风险评估的模糊综合评价集B={b1,b2,b3,b4,b5},公式如下
B=W×R
则测量设备安全管理风险综合评价值Z=B×VT。
3白鹤滩水电站项目测量设备安全管理风险评估
3.1基于层次分析法的评估指标权重确定
在白鹤滩水电站项目中,使用层次分析法确定测量设备安全管理风险评估指标体系的权重。具体实施中遵循如下步骤:
(1)根据测量设备安全管理风险评估指标体系的结构特征及层级关系,构建以测量设备安全管理风险为目标层、一级指标为准则层、二级指标为子准则层的层次结构模型。
(2)邀请9名白鹤滩水电站相关测量设备安全管理人员及本领域专家按照1~9标度法对风险评估指标进行两两成对比较,并给出相对重要性评分。其中,1表示两个指标同等重要,9表示一个指标比另一个指标重要得多。最终得到判断矩阵。
(3)对判断矩阵采用根法求解得到指标的特征向量,将特征向量归一化,得到每个指标的权重,并计算得到特征值。
一级指标权重为W1=(0.140 8,0.185 8,0.161 8,0.205 7,0.091 2,0.087 9,0.126 8)。
二级指标权重为W2=(0.024 5,0.034 2,0.037 8,0.044 3,0.054 1,0.041 5,0.059 4,0.030 8,0.033 6,0.066 5,0.061 7,0.055 2,0.047 2,0.054 2,0.025 4,0.023 7,0.023 2,0.037 1,0.030 9,0.021 3,0.040 2,0.026 4,0.037 3,0.030 5,0.037 3,0.021 7)。
最大的特征值为λmax=27.159 9。
计算判断矩阵一致性比率(CR)。由于CI=(λmax-1)/(n-1),CR=CI/RI,计算得到CR值为0.027 97,小于0.1,表明专家对该风险指标的判断矩阵满足一致性要求[3]。
3.2风险评价
邀请9名白鹤滩水电站相关测量设备安全管理人员及本领域专家,对测量设备安全管理风险评估指标按照风险程度评语集进行打分,汇总统计每类风险因素在不同评语下的人数占比,得到二级指标隶属度矩阵R,测量设备安全管理风险评估指标权重见表2。
由公式B=W×R,计算可得一级指标隶属度值,见表3。
综合隶属度值为:B=W1×R′=(0.087 7,0.204 7,0.356 3,0.232 9,0.118 4)
风险综合评价值为Z=B×VT=(0.087 7,0.204 7,0.356 3,0.232 9,0.118 4)×(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)=0.52
根据隶属度值及综合隶属度值可知,白鹤滩水电站项目测量设备安全管理风险等级为中等风险。该项目在设备性能、操作安全、环境适应性、维护管理、技术更新、数据管理和安全文化方面都有一定的实践成效。然而,环境适应性、操作安全、维护管理和设备性能在风险等级较高方面的隶属度值偏高,可能存在潜在的风险点。此外,一系列新技术的引入有助于提高测量精度、监控施工进度和确保施工安全,但也可能带来新的问题,如稳定性和可靠性等问题。
3.3风险防范建议
(1)维护管理方面,对维护计划进行优化,针对识别出的高风险设备和部件实施更频繁的检查和预防性维护。建立一个综合性的维护记录系统,详细记录每次维护的日期、活动内容、更换部件及发现问题的处理情况,以便追踪设备状况并分析维护效果。进一步地,确保维护团队接受定期培训,提升他们对最新设备技术和维护策略的了解。此外,加强备件管理,确保关键备件的有效库存,以减少因等待备件更换而造成的停机时间。
(2)设备性能方面,建议选择使用高可靠性的测量设备,并确保其软件和硬件均保持最新,以减少技术故障的风险。实施定期的设备维护和升级计划,以提高其稳定性和准确性。在数据管理方面,采用高级的数据加密技术和安全的数据传输协议,确保测量数据在存储和传输过程中的安全性和完整性。设置数据访问控制,限制数据访问权限,防止未经授权的访问和数据泄露。通过建立数据备份和恢复策略,确保数据丢失或损坏时能够迅速恢复。此外,定期对设备操作人员和数据管理人员进行安全培训,提高他们对数据安全的认识和处理能力,是保障测量设备及数据安全的关键措施。
(3)人员培训和管理方面,实施全面的培训计划,覆盖测量设备的正确操作方法、安全规程、紧急响应措施及风险识别和防范技巧。通过模拟实际工作环境中可能遇到的复杂情况,如极端天气条件下的操作,培养员工的问题解决能力和应急处理能力。同时,建立一个持续的评估和反馈机制,定期评价培训效果和员工的操作技能,确保培训内容与实际工作需求紧密相关并能够及时更新。此外,通过加强现场监督和管理,确保所有操作规程被严格遵守,及时纠正不安全的操作行为,提升整个团队的安全意识和专业技能。鼓励开放的沟通文化,让操作人员能够自由地分享经验和提出改进建议,共同创建一个安全、高效的工作环境。
4结语
本文提出了一种基于模糊综合评价法的测量设备安全管理风险评估方法,针对白鹤滩水电站的特定环境和工程需求,构建了一个综合的测量设备安全管理风险评估指标体系,并采用模糊数学理论进行风险评估。该方法能够有效地处理评价对象的不确定性和模糊性,为测量设备安全管理提供科学依据。
参考文献
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[2]王育礼,王烜,杨志峰,等.水文系统不确定性分析方法及应用研究进展[J].地理科学进展,2011,30(9):1167-1172.
[3]刘燕平,王作文,蒲万丽.基于组合赋权-证据理论-模糊综合评价法的EPC模式下装配式建筑工程成本风险评价[J].科学技术与工程,2022,22(11):4562-4571.
[4]韩利,梅强,陆玉梅,等.AHP-模糊综合评价方法的分析与研究[J].中国安全科学学报,2004(7):89-92,3.
[5]徐婧,刘伊生.基于AHP-物元可拓法的装配式建筑综合效益评价[J].建筑经济,2020,41(8):98-102.
收稿日期:20240407
作者简介:
孔海峡(通信作者)(1979—),女,高级工程师,研究方向:测量施工技术、测量设备管理。
张兴辉(1983—),男,高级工程师,研究方向:房建与公路施工技术、项目管理。
谢博(1982—),男,工程师,研究方向:项目管理、设备管理。