電力生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)體系建設(shè)

國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司 陳 釗 夏 天 賀洲強(qiáng) 楊鵬云 國(guó)網(wǎng)蘭州供電公司 陸 浩

當(dāng)前，電力生產(chǎn)各類事故隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)交織，安全事故易發(fā)，安全管理工作形勢(shì)依然嚴(yán)峻。從頻發(fā)人身安全事故案例分析，人身安全事故發(fā)生的原因主要涉及到人員、設(shè)備、工具、方法和環(huán)境等多個(gè)方面。就電網(wǎng)企業(yè)而言，雖然安全問題一直受到其高度重視和巨大投入，但由于缺乏系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)和管理導(dǎo)致人身事故屢禁不止，極大程度上影響著安全生產(chǎn)的正常秩序[1-2]。因此有必要從全局出發(fā)，系統(tǒng)性考慮，構(gòu)建電力生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)，以提升安全水平。

常用的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)分析方法包括風(fēng)險(xiǎn)矩陣分析法、安全檢查表分析法、失效模式與影響分析、故障樹分析、5M因素分析法、可操作性分析、致命度分析等。各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法都有各自的特點(diǎn)和適用范圍，現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法多為定性評(píng)價(jià)居多，定量評(píng)價(jià)也是基于定性分析的結(jié)果，特別是適用于電力行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)特點(diǎn)的定量評(píng)價(jià)比較空缺，在開展實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，有必要選用幾種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，以提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1 建設(shè)思路

為便于生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)體系科學(xué)構(gòu)建，本文將評(píng)價(jià)體系建設(shè)過程進(jìn)行解析，引入生產(chǎn)理論函數(shù)“Y=f(x)”，將生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)類比為“輸入-輸出”的邏輯關(guān)系，如圖1所示：首先明確輸入，即找準(zhǔn)生產(chǎn)作業(yè)中影響人身安全風(fēng)險(xiǎn)的因素（指標(biāo)）；其次建立量化模型，結(jié)合因素（指標(biāo)）特點(diǎn)，建立反映其內(nèi)在邏輯關(guān)系的計(jì)算模型；最后得出量化結(jié)果，即按照的邏輯關(guān)系，將指標(biāo)計(jì)算匯總得到最終生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化結(jié)果。根據(jù)上述邏輯關(guān)系的解析，本文將生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)體系建設(shè)劃分為生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建、量化評(píng)價(jià)模型建立、量化應(yīng)用體系設(shè)計(jì)三大步驟。

圖1“輸入-輸出”邏輯關(guān)系

2 實(shí)現(xiàn)路徑

2.1 生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1.1 關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)詞頻提取

采用TF-IDF算法，通過Python軟件對(duì)國(guó)家能源局2016年1月～2020年5月期間的《事故通報(bào)》和《全國(guó)電力安全生產(chǎn)情況》、國(guó)網(wǎng)公司部分事故通報(bào)文件進(jìn)行關(guān)鍵詞分析。將Python執(zhí)行結(jié)果按照TF-IDF權(quán)重的大小進(jìn)行整理排序，篩選出文件中TF-IDF權(quán)重最高的40個(gè)詞，并結(jié)合生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際及特征要素，篩選出有關(guān)生產(chǎn)作業(yè)人身安全的24個(gè)關(guān)鍵詞及其TF-IDF值：作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不明確0.01639、無監(jiān)護(hù)施工0.01615、未佩戴個(gè)人防護(hù)用品0.01613、無安全技術(shù)交底0.01606、無現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置預(yù)案0.01601、隔離措施不完善0.01583、不同型號(hào)設(shè)備混放0.01579、操作規(guī)程不健全0.01564、防護(hù)設(shè)施管理不到位0.01562、運(yùn)行計(jì)劃不恰當(dāng)0.01546、習(xí)慣性違章0.01538、組織安全氛圍差0.01534、無操作票操作0.0147、身體狀況差0.01466、設(shè)計(jì)圖紙有誤0.01499、工器具選擇錯(cuò)誤0.01482、作業(yè)前檢查不到位0.01479、工前未現(xiàn)場(chǎng)勘查0.01477、工器具準(zhǔn)備不齊0.01464、無資質(zhì)作業(yè)0.01458、人員配備不足0.01436、作業(yè)強(qiáng)度過大0.01428、作業(yè)空間受限0.01423、生產(chǎn)進(jìn)度安排不合理0.01414。

2.1.2 關(guān)鍵因子庫構(gòu)建

基于上述TF-IDF算法提取、篩選的人身安全風(fēng)險(xiǎn)詞頻，參照公司各類人身事故原因分類和各專業(yè)班組的工作經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)入質(zhì)量控制管理“人機(jī)料法環(huán)”理論，將上述風(fēng)險(xiǎn)詞頻及管理要求按照人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)維度歸類，建立生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)因子庫?！叭恕卑挲g、性別、學(xué)歷、職稱、人員類型、本崗位從業(yè)時(shí)間、同類型作業(yè)熟悉程度、作業(yè)習(xí)慣、身體狀況、精神狀態(tài)、工作情緒；“機(jī)”包括設(shè)備電壓等級(jí)、設(shè)備類型、設(shè)備狀態(tài)；“料”包括設(shè)備防護(hù)、工器具配置、個(gè)人防護(hù)用品配置；“法”包括作業(yè)時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)性質(zhì)、作業(yè)方式、作業(yè)時(shí)段、分組作業(yè)、交叉作業(yè)；“環(huán)”包括作業(yè)地形、作業(yè)天氣、作業(yè)空間。

2.2 生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型

本文將經(jīng)過主成分分析法處理過的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因子數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層數(shù)據(jù)，輸出層輸出數(shù)據(jù)為最終的預(yù)測(cè)結(jié)果，即風(fēng)險(xiǎn)值。通過誤差反向傳播算法尋找層與層之間使誤差最小的最佳權(quán)值和閾值，從而完成對(duì)被評(píng)估對(duì)象風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)中包含信息的提取和記憶，實(shí)現(xiàn)從輸入到輸出復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，具體關(guān)于生產(chǎn)作業(yè)人身安全量化評(píng)價(jià)模型的建模技術(shù)路線如下：

開展數(shù)據(jù)預(yù)處理，將風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因子庫中的26個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別處理的數(shù)值類型數(shù)據(jù)；假設(shè)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布概率區(qū)間，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定1～5級(jí)風(fēng)險(xiǎn)在區(qū)間上分布的概率區(qū)間；利用主成分分析法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵因子庫中的26個(gè)指標(biāo)進(jìn)行降維，即將原始輸入矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)榈途S稠密矩陣；構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將輸入其中得到風(fēng)險(xiǎn)概率輸出；根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)概率輸出，結(jié)合前期設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布概率區(qū)間，映射為對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；通過誤差反向傳播算法計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)概率映射為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的誤差，當(dāng)誤差不超過0.0001時(shí)則通過，即輸出對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；當(dāng)誤差超過0.0001時(shí)則不通過，須重新進(jìn)入更新BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)步驟，構(gòu)造新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而不斷修正誤差值，確保誤差最小。

2.3 生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化應(yīng)用體系

基于生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)體系的輸出結(jié)果，最終設(shè)計(jì)形成風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制、量化評(píng)價(jià)程序、作業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制和現(xiàn)有平臺(tái)接入機(jī)制，分別從技術(shù)上、管理上和流程上提升量化評(píng)價(jià)體系使用效果，確保評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)性和評(píng)價(jià)體系的持續(xù)性。

風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制設(shè)計(jì)。一是整體風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果預(yù)警。通過基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型的運(yùn)算，將得到該作業(yè)樣本的風(fēng)險(xiǎn)概率預(yù)測(cè)值，將風(fēng)險(xiǎn)概率預(yù)測(cè)值與前期設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)概率值相比對(duì)，即可得到對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，進(jìn)而便于開展對(duì)應(yīng)等級(jí)的生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警[3]；二是重要風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)預(yù)警。因考慮到26個(gè)生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)指標(biāo)在管理上具有一定的難度，采用邏輯回歸方法進(jìn)行建模，幫助識(shí)別重要特征指標(biāo)并開展重要指標(biāo)預(yù)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)人身風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵指標(biāo)的管控。

量化評(píng)價(jià)模型封裝?？紤]到基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型的操作和計(jì)算難度，本文從簡(jiǎn)便、易操作的原則出發(fā)，采用EXE程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行封裝，在下一次開展風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)時(shí)，只需按照《國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)-數(shù)據(jù)采集表》的相關(guān)格式要求，完整、準(zhǔn)確填入相關(guān)信息以EXCEL表形式導(dǎo)入模型程序中，即可自動(dòng)生成風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化結(jié)果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)的智能化與便捷化。

作業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制設(shè)計(jì)。通過構(gòu)建基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型，可輔助相關(guān)管理人員識(shí)別和判斷生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的事前管控。對(duì)此，充分發(fā)揮生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)防控的現(xiàn)實(shí)作用，本文設(shè)計(jì)生產(chǎn)作業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制，以《生產(chǎn)作業(yè)人身安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警表》為載體，通過表格填寫和展示，及時(shí)提醒作業(yè)人員防范風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)作業(yè)人身安全水平[4]；現(xiàn)有平臺(tái)接入設(shè)計(jì)。因考慮基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人身安全風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型在未來使用過程中與現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合性，充分調(diào)研公司安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)，了解該平臺(tái)建設(shè)的原理和接口情況，為探索平臺(tái)接入模式奠定研究基礎(chǔ)。

綜上，在后續(xù)研究中，可持續(xù)強(qiáng)化大樣本采集以升級(jí)模型、強(qiáng)化作業(yè)計(jì)劃關(guān)鍵指標(biāo)輸出、強(qiáng)化大數(shù)據(jù)等技術(shù)深化應(yīng)用，以提升量化評(píng)價(jià)體系的落地應(yīng)用效果。