基于灰色理論的泵站施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素評(píng)估及危險(xiǎn)源管控改進(jìn)

尤海彬

（深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

在泵站的建設(shè)過程中，由于其設(shè)計(jì)功能的不同，如調(diào)水供水、農(nóng)田灌溉、工業(yè)配套等，其施工過程是該泵站建設(shè)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工環(huán)境的復(fù)雜多變、人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的熟悉程度以及施工技能的熟練度等，均存在著多種多樣的危險(xiǎn)因素。目前泵站施工現(xiàn)場(chǎng)多是采用根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)定性判斷危險(xiǎn)源的方法，即識(shí)別過程和控制過程均采用歷史經(jīng)驗(yàn)，危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)度和優(yōu)先控制等級(jí)均未劃分，施工管理人員需要對(duì)多種危險(xiǎn)源施加控制，沒有主次和優(yōu)先之分。

從另一個(gè)施工安全的角度而言，施工過程的全生命周期控制不僅應(yīng)對(duì)泵站施工的工期保證、質(zhì)量控制做到和計(jì)劃一致，而且對(duì)施工過程中的危險(xiǎn)源需要做到預(yù)測(cè)、控制和管理，這就需要對(duì)不同用途的泵站，不同施工場(chǎng)景的泵站施工進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)，從而將事故消滅在萌芽中。使用常規(guī)技術(shù)手段難以對(duì)泵站現(xiàn)場(chǎng)施工做到量化和超前控制，通常情況下灰色理論適用于大量不確定問題體系的研究，在泵站現(xiàn)場(chǎng)施工用灰色理論來進(jìn)行模擬和數(shù)據(jù)分析較鮮見。本文將通過模糊控制理論體系中的灰色理論對(duì)泵站施工進(jìn)行危險(xiǎn)源的超前控制和分析，從而制定出科學(xué)高效的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，真正達(dá)到降低或避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

1 泵站施工危險(xiǎn)源的辨識(shí)

以某用途為農(nóng)田灌溉的泵站為例，其施工過程一共包括土石方開挖填埋、泵站邊坡支護(hù)、泵站主體框架鋼砼結(jié)構(gòu)施工、設(shè)備安裝、高空及起重作業(yè)、焊接作業(yè)、臨水作業(yè)、交通環(huán)境等八類作業(yè)模式[1]，根據(jù)在水利工程施工安全管理中適用的八項(xiàng)分類法進(jìn)行危險(xiǎn)和有害因素辨識(shí)，上述作業(yè)模式中存在的危險(xiǎn)源主要包括土石方開挖填筑時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械傷害、泵站邊坡支護(hù)中出現(xiàn)的邊坡坍塌、鋼混結(jié)構(gòu)施工用電傷害和機(jī)械傷害、高空及起重作業(yè)中出現(xiàn)的意外傷害、焊接作業(yè)傷害、交通環(huán)境中出現(xiàn)的意外事故等[3]。將作業(yè)形式和危險(xiǎn)源辨識(shí)匯總見表1。

表1 某泵站施工的危險(xiǎn)源辨識(shí)清單

2 危險(xiǎn)源的初步量化

目前業(yè)內(nèi)通常使用“LEC”方法對(duì)施工危險(xiǎn)源進(jìn)行建議量化，來評(píng)估危險(xiǎn)源導(dǎo)致危害的大小，即危險(xiǎn)源危害程度的大小為L(zhǎng)、E、C三者的乘積[4]。其中LEC的取值范圍見表2。

表2 LEC含義及取值范圍

由于危險(xiǎn)源辨識(shí)是個(gè)相對(duì)比較主觀的過程，而危險(xiǎn)源的LEC進(jìn)行的初始量化也比較依賴評(píng)判員或者安全員的主觀判斷，導(dǎo)致危險(xiǎn)源的LEC量化評(píng)分對(duì)他們的經(jīng)驗(yàn)水平依賴程度較高，不同的安全員得出的量化評(píng)分表排序存在嚴(yán)重不同，所以此時(shí)通過引入權(quán)重的概念降低由于主觀判斷導(dǎo)致的LEC量化誤差[4]。即將不同職位的人對(duì)同一施工過程辨識(shí)出的危險(xiǎn)源進(jìn)行量化評(píng)估時(shí)，其所占的權(quán)重有所差異，一般在施工過程中將對(duì)施工安全負(fù)有主要責(zé)任的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)分別賦以0.6—1.0的置信度，即其針對(duì)某個(gè)危險(xiǎn)源的評(píng)分占最終評(píng)分的權(quán)重比例。從安全員、安全主任、生產(chǎn)經(jīng)理、總工程師、項(xiàng)目經(jīng)理、安全總監(jiān)其評(píng)分的置信度分別占0.7、0.8、0.5、0.8、0.9、1.0。現(xiàn)將6個(gè)職位的管理崗位的置信度列表如下：

表3 各崗位的置信度和可信權(quán)重

此時(shí)第i位管理崗位的可信權(quán)重向量為：

將全部崗位的打分進(jìn)行綜合評(píng)估，進(jìn)行權(quán)重重新量化修正后得出的LEC向量為：

將數(shù)據(jù)計(jì)算如下：

根據(jù)表4計(jì)算每個(gè)作業(yè)形式的綜合D值，見下表。本泵站施工過程中的危險(xiǎn)值向量為D=[80.59，50，82，124.59，63.80，170.25，84.20，107.64，64.01]。表明該泵站在施工過程中極易發(fā)生高空及起重作業(yè)產(chǎn)生的危害、泵站主體廠房鋼混結(jié)構(gòu)施工導(dǎo)致的用電及機(jī)械傷害以及臨水作業(yè)導(dǎo)致的溺水傷害。因此，需要對(duì)上述三種作業(yè)加強(qiáng)管控，且對(duì)其余作業(yè)形式施加常規(guī)管控措施進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理。

表4 修正后的各崗位對(duì)施工過程的量化綜合評(píng)分

通過上述簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)方式雖然獲得了一定的量化評(píng)分，并在管控方向上給予建議，但是數(shù)據(jù)之間沒有關(guān)聯(lián)，對(duì)于危險(xiǎn)源的判定依賴評(píng)分人員對(duì)整體施工過程的把握和經(jīng)驗(yàn)，所以存在一定不足，需要加以改進(jìn)。

表5 作形式的簡(jiǎn)易量化賦分的主觀判斷綜合D值

3 灰色理論概述

灰色理論是對(duì)模糊系統(tǒng)進(jìn)行控制的一種理論分支。早在1982年由鄧聚龍教授提出該概念進(jìn)行具有不確定性特征的系統(tǒng)進(jìn)行分析和控制?；疑碚撏ㄟ^對(duì)系統(tǒng)已經(jīng)確定的信息進(jìn)行分析評(píng)估，獲取量化確信，然后對(duì)不確定的特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，將確定信息和不確定信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，從而推算不確定系統(tǒng)的量化評(píng)估體系[5]。

灰色理論的進(jìn)步思想在于系統(tǒng)出現(xiàn)的確定信息及不確定信息，不完全取決于人們對(duì)該系統(tǒng)的熟悉程度和認(rèn)知深度，以及已經(jīng)施加的控制和決策，而是通過對(duì)已知信息的分析、提煉和處理，揭示系統(tǒng)內(nèi)部存在的結(jié)構(gòu)參數(shù)，雖然系統(tǒng)內(nèi)部的隨機(jī)量互相影響，但是將其作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，通過灰色方程進(jìn)行描述，從而使得系統(tǒng)的分析更清晰，并獲取量化的評(píng)估方式[7]，這種方式尤其適用于具有巨大不確定性的施工過程，通過揭示確定性和不確定性之間的關(guān)聯(lián)度，從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行近似精確分析和控制。

4 灰色理論在泵站施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素評(píng)估的應(yīng)用

危險(xiǎn)源的辨識(shí)過程是個(gè)具有極大不確定性的過程，鑒于其量化評(píng)估結(jié)果重度依賴評(píng)估人員的經(jīng)驗(yàn)、對(duì)問題認(rèn)識(shí)的深度等，所以該過程屬于典型的灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)辨識(shí)出的危險(xiǎn)源還需要進(jìn)行確定性和不確定性之間的關(guān)聯(lián)計(jì)算[4]，方可通過已知信息進(jìn)行該系統(tǒng)的危險(xiǎn)源深度挖掘，從而對(duì)施工過程整體進(jìn)行把控，避免人為主觀化、片面化，將評(píng)估過程和管控過程盡量科學(xué)、客觀，從而為施工管控提供強(qiáng)有力的措施建議。

4.1 灰色理論的應(yīng)用

結(jié)合上述分析過程中辨識(shí)出的8種作業(yè)過程中的危險(xiǎn)源，危險(xiǎn)度和量化分析的D值是該危險(xiǎn)辨識(shí)過程中的2個(gè)主要參數(shù)，且2個(gè)參數(shù)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)是危險(xiǎn)源辨識(shí)過程衡量有效性的參考標(biāo)準(zhǔn)?；疑碚撛谖ｋU(xiǎn)源辨識(shí)過程中的應(yīng)用步驟包括：

第i個(gè)工序辨識(shí)出的危險(xiǎn)源的比較數(shù)列為：

表6 危險(xiǎn)源辨識(shí)的灰度處理步驟

即第i個(gè)工序辨識(shí)出的危險(xiǎn)源LEC乘積的數(shù)列。

可以計(jì)算出灰度過程的控制關(guān)系。

將修正后的數(shù)據(jù)序列作為危險(xiǎn)源的比較數(shù)列，如第1個(gè)危險(xiǎn)作業(yè)的比較數(shù)列為X1=[2.28，3.39，10.40]，將修正后的序列中的最小值提取出來作為參考序列X0=[0.71，3.32，7.74]。使用各參數(shù)進(jìn)行均值法去量綱得出無量綱的x比較序列見下表：

表7 無量綱比較數(shù)列數(shù)值

將參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行比較，計(jì)算其絕對(duì)差，并將絕對(duì)差進(jìn)行排列，獲得第一最大差和第二最大差，以及第一最小差和第二最小差，并將計(jì)算得出的數(shù)據(jù)代入關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式。計(jì)算出參考數(shù)列和比較數(shù)列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，具體見表8。

表8 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

將數(shù)據(jù)納入關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式得到關(guān)聯(lián)度的數(shù)據(jù)序列為：

4.2 分析結(jié)果

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可以將危險(xiǎn)源的識(shí)別過程進(jìn)行綜合充分量化后進(jìn)行危險(xiǎn)程度和出現(xiàn)概率的排序，得出λ2＞λ6＞λ8＞λ7＞λ3＞λ4＞λ1＞λ5。表示在進(jìn)行綜合評(píng)判并進(jìn)行灰度處理后，泵站邊坡支護(hù)出現(xiàn)的概率較高且造成的危險(xiǎn)系數(shù)需要優(yōu)先控制，其次分別是焊接作業(yè)造成的爆炸及燒傷、交通環(huán)境造成的交通事故、臨水作業(yè)造成的溺水等傷害。進(jìn)行灰度計(jì)算后得出的優(yōu)先控制策略和原來使用的簡(jiǎn)易量化控制策略結(jié)果有所不同，是因?yàn)榛疑碚摽紤]了數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，可能性、危險(xiǎn)程度以及造成的危害的后果。

灰度理論的預(yù)測(cè)模型相對(duì)于獨(dú)立計(jì)算和衡量，并且嚴(yán)重依賴評(píng)估人員工作經(jīng)驗(yàn)的危險(xiǎn)源辨識(shí)方式，具有比較明顯的客觀性、科學(xué)性以及誤差小等特征，這是一種在信息系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的控制方式，泵站施工具有明確的施工危險(xiǎn)源因素，也有較多不可控不明確的危險(xiǎn)因素，使用灰度預(yù)測(cè)模型，可給予評(píng)估人員以優(yōu)先控制的階段安全管控策略。該理論在危險(xiǎn)源的辨識(shí)、量化、預(yù)管控方面具有明顯的提前效果。

4.3 危險(xiǎn)源管控

危險(xiǎn)源進(jìn)行正確且合理的評(píng)估后，進(jìn)入預(yù)防措施管控環(huán)節(jié)，管理機(jī)構(gòu)可根據(jù)辨識(shí)出的危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)程度、危害程度以及可能程度進(jìn)行低成本高效率的管控，在制定管控措施時(shí)可以優(yōu)先考慮灰度控制計(jì)算的模型結(jié)果數(shù)據(jù)排列。

使用灰度預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí)需要制定以下管控措施：

4.3.1 制度健全

進(jìn)一步完善危險(xiǎn)源管控制度及管理細(xì)則，尤其是分項(xiàng)管控制度，如臨水作業(yè)的溺水注意事項(xiàng)，以及設(shè)備安裝過程中出現(xiàn)的機(jī)械傷害、用電異常等問題，在管理制度中通過明確各級(jí)單位的責(zé)任，將責(zé)任落實(shí)到人，使得關(guān)聯(lián)人物人人有責(zé)，加強(qiáng)責(zé)任心培訓(xùn)和監(jiān)督責(zé)任制，定期進(jìn)行安全標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)、落實(shí)和監(jiān)督檢查[4]。

除此之外，還需建設(shè)對(duì)于危險(xiǎn)源的專項(xiàng)公示及整改制度，制度中明確危險(xiǎn)源的存在形態(tài)，可能出現(xiàn)的危害，灰度計(jì)算后的管控優(yōu)先次序，責(zé)任人和監(jiān)督人等，通過危險(xiǎn)源的公示及上墻，讓每個(gè)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人都能謹(jǐn)記安全規(guī)則，減小由于危險(xiǎn)源辨識(shí)不足導(dǎo)致的危害出現(xiàn)概率。

4.3.2 危險(xiǎn)源分類分階段辨識(shí)

泵站施工中的危險(xiǎn)源需要進(jìn)行分類，首先是按照施工階段進(jìn)行分類，如建設(shè)期和安裝期的危險(xiǎn)源存在較大不同，如建設(shè)期間的安全間距不合規(guī)導(dǎo)致的后期沒有安全通道、電線界限不規(guī)范導(dǎo)致的火災(zāi)，臨時(shí)建筑和泵站外墻搭建的腳手架不合規(guī)導(dǎo)致的坍塌等，這類危險(xiǎn)源僅在施工期存在。設(shè)備安裝期間存在可能的機(jī)械傷害危險(xiǎn)源，以及用電不規(guī)范導(dǎo)致的危險(xiǎn)源，如高空作業(yè)容易出現(xiàn)的跌落損傷，起重作業(yè)導(dǎo)致的吊物墜落砸傷行人等，甚至是基坑施工過程中導(dǎo)致的涌土現(xiàn)象。安全管控人員需要分類分階段進(jìn)行危險(xiǎn)源的辨識(shí)，從而可以精準(zhǔn)管控危險(xiǎn)源，使得整個(gè)施工作業(yè)過程安全受控。

4.3.3 危險(xiǎn)源的日常監(jiān)控和檢查

關(guān)于危險(xiǎn)源的安全管控制度制定后，還需要將管控措施落實(shí)到位，如施工現(xiàn)場(chǎng)的日常安全檢查，危險(xiǎn)源的定期再辨識(shí)，對(duì)于施工期間的主要因素的管控措施檢查等，通過對(duì)危險(xiǎn)源的溯源實(shí)行源頭治理，并通過安全員、安全總監(jiān)等各級(jí)安全責(zé)任人員的定期檢查和公示，使得每個(gè)施工工序中的人員了解到危險(xiǎn)源的管控狀態(tài)，措施執(zhí)行進(jìn)度，使得危險(xiǎn)源得到全生命周期的管控。

4.3.4 施工方案的安全交底

一切危險(xiǎn)源其實(shí)在施工前就已經(jīng)進(jìn)行了初步辨識(shí)，需要技術(shù)人員再對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底時(shí)，除了交代清楚技術(shù)方案的實(shí)施及注意事項(xiàng)，還需檢查特種作業(yè)是否持證上崗，如電工、焊工，吊車司機(jī)、司索工等均屬于特殊工種[6]。另外著重強(qiáng)調(diào)危險(xiǎn)源的存在狀態(tài)、存在階段以及每個(gè)階段優(yōu)先控制的危險(xiǎn)源及相應(yīng)的控制策略。這對(duì)于施工人員對(duì)施工過程進(jìn)行全方位掌握和把控是必要的溝通渠道，所以需要在技術(shù)交底時(shí)著重進(jìn)行安全事項(xiàng)的交底，工程施工方案中的專項(xiàng)安全措施做到每個(gè)人都能了解和掌握。

4.3.5 安全應(yīng)急演練

安全應(yīng)急演練存在的意義就是熟悉日常應(yīng)急操作，在應(yīng)急狀態(tài)下可以立即投入應(yīng)急操作[2]。而應(yīng)急體系必須健全，包括應(yīng)急預(yù)案編制、應(yīng)急組織體系、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急操作等分項(xiàng)，通過各專業(yè)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急演練，可以讓整個(gè)施工過程熟悉應(yīng)急操作，避免由于小問題未及時(shí)處理引發(fā)大問題。

5 結(jié)語

泵站施工具有產(chǎn)品固定、施工階段清晰、地下深基坑部分支護(hù)和地質(zhì)情況復(fù)雜、地上建筑部分危險(xiǎn)源較多、人員分散，露天高處作業(yè)多、手工操作體力勞動(dòng)繁重，施工變化大、規(guī)則性差等特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素隨工程的進(jìn)度變化而變化，通過充分利用灰色理論進(jìn)行參考數(shù)列和比較數(shù)列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，做好施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素評(píng)估，并及時(shí)調(diào)整改進(jìn)危險(xiǎn)源管控措施，方能消除隱患，保證安全?！?/p>