測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防范

摘要：通過對(duì)白鶴灘水電站工程進(jìn)行深入分析，構(gòu)建包含設(shè)備性能、操作安全、環(huán)境適應(yīng)性、維護(hù)管理、技術(shù)更新、數(shù)據(jù)管理和安全文化7個(gè)一級(jí)指標(biāo)的測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，利用模糊數(shù)學(xué)理論，結(jié)合專家打分和實(shí)際測量數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行模糊化處理，計(jì)算各指標(biāo)的隸屬度，通過模糊合成運(yùn)算，得出各指標(biāo)整體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。以白鶴灘水電站為例，研究評(píng)估測量設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的防范策略。研究結(jié)果表明，該方法能夠有效識(shí)別和評(píng)價(jià)測量設(shè)備的安全管理風(fēng)險(xiǎn)，為類似工程的測量設(shè)備安全管理提供參考。

關(guān)鍵詞：白鶴灘水電站；測量設(shè)備；安全管理；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；模糊綜合評(píng)價(jià)法

0引言

在大型水電工程建設(shè)中，測量設(shè)備的安全管理對(duì)于確保工程質(zhì)量和施工安全具有至關(guān)重要的作用，但其在實(shí)際應(yīng)用中可能面臨如技術(shù)故障、操作失誤、環(huán)境變化等多種風(fēng)險(xiǎn)，給安全管理帶來巨大挑戰(zhàn)。為了有效識(shí)別和管理這些風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建一種科學(xué)、系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法十分必要。

在現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，層次分析法（AHP）、主成分分析法（PCA）、模糊綜合評(píng)價(jià)法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法等方法各有優(yōu)勢和局限[1]。本文選擇模糊綜合評(píng)價(jià)法作為主要的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具，該方法能夠很好地處理評(píng)價(jià)對(duì)象的不確定性和模糊性，通過構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣和模糊合成運(yùn)算，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一種直觀且符合人類思維過程的方法。

1項(xiàng)目概況

白鶴灘水電站位于四川省涼山州寧南縣和云南省昭通市巧家縣境內(nèi)，是金沙江下游4個(gè)梯級(jí)電站中的第二個(gè)大型水電工程。該水電站的主要目標(biāo)是發(fā)電，同時(shí)具有防洪、航運(yùn)、攔沙和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的綜合效益。

白鶴灘水電站建設(shè)中采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，但由于所處環(huán)境復(fù)雜，測量設(shè)備的安全使用面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。首先，工程所處的地理位置地形起伏極大，峽谷深切，河流湍急，要求測量設(shè)備必須具備極高的精確度和穩(wěn)定性；其次，該地區(qū)的氣候條件極端多變，每年高溫季節(jié)溫度高達(dá)41℃，且常有強(qiáng)風(fēng)和極端天氣事件，這些自然因素對(duì)測量設(shè)備的防護(hù)性能和操作環(huán)境提出了嚴(yán)苛要求；最后，施工現(xiàn)場的高噪聲、強(qiáng)振動(dòng)和強(qiáng)電磁干擾等環(huán)境因素，進(jìn)一步增加了測量工作的難度，對(duì)設(shè)備的精確度和可靠性構(gòu)成了潛在威脅。

2測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)及模型構(gòu)建

2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建，需要依據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可操作性、相對(duì)獨(dú)立性及代表性等指標(biāo)選取原則，且要充分考慮體系的整體效果。本文通過對(duì)已有學(xué)者的研究成果進(jìn)行分析和總結(jié)，整理和歸納得到初選指標(biāo)，并通過與從事多年水電站建設(shè)項(xiàng)目工程人員、專家及學(xué)者訪談，采用多輪專家訪談評(píng)分對(duì)指標(biāo)體系不斷刪補(bǔ)更新，最終形成由7個(gè)一級(jí)指標(biāo)和26個(gè)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，見表1。

2.2測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模糊綜合評(píng)價(jià)模型建立

模糊綜合評(píng)價(jià)QPUgQTdFQ5zYvMBuklYiXA==法實(shí)施過程包括建立評(píng)價(jià)因素集、建立綜合評(píng)價(jià)評(píng)語集，確定模糊關(guān)系矩陣[2]，進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)運(yùn)算。

具體步驟如下：

（1）建立評(píng)價(jià)因素集。將測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一級(jí)指標(biāo)的7個(gè)因素建立因素集為U={U1，U2，…，U7}，則二級(jí)指標(biāo)Ui={Ui1，Ui2，…，Uij}（i=1，2，…，7；j=1，2，…，m）。

（2）建立綜合評(píng)價(jià)評(píng)語級(jí)集。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，將測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)按照風(fēng)險(xiǎn)程度設(shè)置評(píng)語集為V={v1，v2，v3，v4，v5}={低，較低，中等，較高，高}［3］。評(píng)語集的隸屬度取值為V=（0.1，0.3，0.5，0.7，0.9）。

（3）確定模糊關(guān)系矩陣。在因素集U和評(píng)語集V確定以后，設(shè)rije為指標(biāo)Uij對(duì)評(píng)語集V的隸屬度（e=1，2，3，4，5），由n名專家根據(jù)評(píng)語等級(jí)對(duì)各因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，則專家在各評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)中的占比人數(shù)為（vij1，vij2，vij3，vij4，vij5），可得rije=vije/∑5k=1vijk，指標(biāo)Uij的隸屬度矩陣Rij=（rij1，rij2，rij3，rij4，rij5），由此可得模糊關(guān)系矩陣R=（Ri1，Ri2，…，Rim）。

（4）模糊綜合評(píng)價(jià)運(yùn)算。采用模糊綜合評(píng)價(jià)法需要確定指標(biāo)權(quán)重。設(shè)指標(biāo)權(quán)重向量為W=（w1，w2，…，wn），利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)[4]，本文采取層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，則通過權(quán)重向量W與模糊矩陣R的運(yùn)算，得到測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模糊綜合評(píng)價(jià)集B={b1，b2，b3，b4，b5}，公式如下

B=W×R

則測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)值Z=B×VT。

3白鶴灘水電站項(xiàng)目測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1基于層次分析法的評(píng)估指標(biāo)權(quán)重確定

在白鶴灘水電站項(xiàng)目中，使用層次分析法確定測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的權(quán)重。具體實(shí)施中遵循如下步驟：

（1）根據(jù)測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)特征及層級(jí)關(guān)系，構(gòu)建以測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)層、一級(jí)指標(biāo)為準(zhǔn)則層、二級(jí)指標(biāo)為子準(zhǔn)則層的層次結(jié)構(gòu)模型。

（2）邀請(qǐng)9名白鶴灘水電站相關(guān)測量設(shè)備安全管理人員及本領(lǐng)域?qū)＜野凑?～9標(biāo)度法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行兩兩成對(duì)比較，并給出相對(duì)重要性評(píng)分。其中，1表示兩個(gè)指標(biāo)同等重要，9表示一個(gè)指標(biāo)比另一個(gè)指標(biāo)重要得多。最終得到判斷矩陣。

（3）對(duì)判斷矩陣采用根法求解得到指標(biāo)的特征向量，將特征向量歸一化，得到每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，并計(jì)算得到特征值。

一級(jí)指標(biāo)權(quán)重為W1=（0.140 8，0.185 8，0.161 8，0.205 7，0.091 2，0.087 9，0.126 8）。

二級(jí)指標(biāo)權(quán)重為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）。

最大的特征值為λmax=27.159 9。

計(jì)算判斷矩陣一致性比率（CR）。由于CI=（λmax-1）/（n-1），CR=CI/RI，計(jì)算得到CR值為0.027 97，小于0.1，表明專家對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的判斷矩陣滿足一致性要求[3]。

3.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)9名白鶴灘水電站相關(guān)測量設(shè)備安全管理人員及本領(lǐng)域?qū)＜?，?duì)測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)按照風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)語集進(jìn)行打分，匯總統(tǒng)計(jì)每類風(fēng)險(xiǎn)因素在不同評(píng)語下的人數(shù)占比，得到二級(jí)指標(biāo)隸屬度矩陣R，測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重見表2。

由公式B=W×R，計(jì)算可得一級(jí)指標(biāo)隸屬度值，見表3。

綜合隸屬度值為：B=W1×R′=（0.087 7，0.204 7，0.356 3，0.232 9，0.118 4）

風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)值為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

根據(jù)隸屬度值及綜合隸屬度值可知，白鶴灘水電站項(xiàng)目測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)目在設(shè)備性能、操作安全、環(huán)境適應(yīng)性、維護(hù)管理、技術(shù)更新、數(shù)據(jù)管理和安全文化方面都有一定的實(shí)踐成效。然而，環(huán)境適應(yīng)性、操作安全、維護(hù)管理和設(shè)備性能在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高方面的隸屬度值偏高，可能存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。此外，一系列新技術(shù)的引入有助于提高測量精度、監(jiān)控施工進(jìn)度和確保施工安全，但也可能帶來新的問題，如穩(wěn)定性和可靠性等問題。

3.3風(fēng)險(xiǎn)防范建議

（1）維護(hù)管理方面，對(duì)維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)識(shí)別出的高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備和部件實(shí)施更頻繁的檢查和預(yù)防性維護(hù)。建立一個(gè)綜合性的維護(hù)記錄系統(tǒng)，詳細(xì)記錄每次維護(hù)的日期、活動(dòng)內(nèi)容、更換部件及發(fā)現(xiàn)問題的處理情況，以便追蹤設(shè)備狀況并分析維護(hù)效果。進(jìn)一步地，確保維護(hù)團(tuán)隊(duì)接受定期培訓(xùn)，提升他們對(duì)最新設(shè)備技術(shù)和維護(hù)策略的了解。此外，加強(qiáng)備件管理，確保關(guān)鍵備件的有效庫存，以減少因等待備件更換而造成的停機(jī)時(shí)間。

（2）設(shè)備性能方面，建議選擇使用高可靠性的測量設(shè)備，并確保其軟件和硬件均保持最新，以減少技術(shù)故障的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)施定期的設(shè)備維護(hù)和升級(jí)計(jì)劃，以提高其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)管理方面，采用高級(jí)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)和安全的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，確保測量數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和傳輸過程中的安全性和完整性。設(shè)置數(shù)據(jù)訪問控制，限制數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。通過建立數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)策略，確保數(shù)據(jù)丟失或損壞時(shí)能夠迅速恢復(fù)。此外，定期對(duì)設(shè)備操作人員和數(shù)據(jù)管理人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，提高他們對(duì)數(shù)據(jù)安全的認(rèn)識(shí)和處理能力，是保障測量設(shè)備及數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵措施。

（3）人員培訓(xùn)和管理方面，實(shí)施全面的培訓(xùn)計(jì)劃，覆蓋測量設(shè)備的正確操作方法、安全規(guī)程、緊急響應(yīng)措施及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和防范技巧。通過模擬實(shí)際工作環(huán)境中可能遇到的復(fù)雜情況，如極端天氣條件下的操作，培養(yǎng)員工的問題解決能力和應(yīng)急處理能力。同時(shí)，建立一個(gè)持續(xù)的評(píng)估和反饋機(jī)制，定期評(píng)價(jià)培訓(xùn)效果和員工的操作技能，確保培訓(xùn)內(nèi)容與實(shí)際工作需求緊密相關(guān)并能夠及時(shí)更新。此外，通過加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督和管理，確保所有操作規(guī)程被嚴(yán)格遵守，及時(shí)糾正不安全的操作行為，提升整個(gè)團(tuán)隊(duì)的安全意識(shí)和專業(yè)技能。鼓勵(lì)開放的溝通文化，讓操作人員能夠自由地分享經(jīng)驗(yàn)和提出改進(jìn)建議，共同創(chuàng)建一個(gè)安全、高效的工作環(huán)境。

4結(jié)語

本文提出了一種基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，針對(duì)白鶴灘水電站的特定環(huán)境和工程需求，構(gòu)建了一個(gè)綜合的測量設(shè)備安全管理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并采用模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。該方法能夠有效地處理評(píng)價(jià)對(duì)象的不確定性和模糊性，為測量設(shè)備安全管理提供科學(xué)依據(jù)。

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收稿日期：20240407

作者簡介：

孔海峽（通信作者）（1979—），女，高級(jí)工程師，研究方向：測量施工技術(shù)、測量設(shè)備管理。

張興輝（1983—），男，高級(jí)工程師，研究方向：房建與公路施工技術(shù)、項(xiàng)目管理。

謝博（1982—），男，工程師，研究方向：項(xiàng)目管理、設(shè)備管理。