CN113360843B - 基于多因素耦合的安全风险管控方法 - Google Patents

基于多因素耦合的安全风险管控方法 Download PDF

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Abstract

本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，涉及安全管控技术领域。现有多因素耦合安全管控方法多是施工前开展的静态预测分析，未与施工过程中的风险源实测数据建立联系，没有开展施工过程中的多因素安全风险实时评估，安全管控缺乏针对性。步骤：通过建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵，判断各种安全风险因素之间是否存在耦合关系，对各项安全风险因素进行实时监测，针对单项安全风险因素建立单因素预警指标值，将单项安全风险因素的实测值和预警指标值的比值作为单项风险源安全风险评价指标，由该单项风险源安全风险评价指标作为是否发出安全风险预警的判断依据。

Description

基于多因素耦合的安全风险管控方法
技术领域
本发明涉及安全管控技术领域，特别涉及一种基于多因素耦合的安全风险管控方法。
背景技术
现有的建筑工程施工安全管控方法多依赖安全员，管控效果受安全员责任心、工作经验、工作能力的影响，且不能实现实时性管控。随着技术的进步，建筑工程施工现场探索了通过信息化监测技术实施安全管控的方法，譬如塔吊安全监控系统，消防火灾安全监控系统，人员定位系统等，但上述信息化监测技术都是针对一种或某几种特定场景，没有考虑施工现场安全风险因素之间的关联性和耦合性，在安全管控的整体性方面考虑不足。
目前，实际工程项目安全管控中正展开安全风险因素耦合效应的研究工作，但这些耦合条件都是静态耦合，施工前通过静态分析获得耦合风险关系及耦合风险系数，而没有考虑到施工过程中各安全风险因素的动态变化，而且，安全风险因素没有与实测数据建立联系，无法通过实测数据开展安全风险因素的耦合评估，同时，静态数据分析也没有考虑到各个施工现场的不同情况，没有建立针对每个施工现场的耦合风险分析与预警指标调控，安全管控缺乏针对性。
发明内容
针对现有安全管控方法多是施工前依据结构特点、施工工艺等开展的静态预测分析，未与施工过程中的风险源实测数据建立联系，没有开展施工过程中的多因素安全风险实时评估，安全管控缺乏针对性的问题。本发明的目的是提供一种基于多因素耦合的安全风险管控方法，采用信息化手段对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，充分考虑施工过程中多项安全风险因素之间的耦合效应，从而更加全面的反映施工现场的安全风险，有针对性地进行安全风险管控。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于多因素耦合的安全风险管控方法，步骤如下：
S1：根据工程特点结合事故案例库整理分析出m项安全风险因素，及与其相关联的k种安全事故类型，建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵P，通过系数P(i|j)判断第i行的安全风险因素和第j列的安全事故之间是否存在耦合关系；
Figure 532435DEST_PATH_IMAGE001
S2：通过风险源实时监测系统对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，并将实测数据录入数据库形成实测向量X，
Figure 465756DEST_PATH_IMAGE002
其中，x i为第i项安全风险因素的实测值；
S3：建立单项安全风险因素的预警矩阵Q，
Figure 703009DEST_PATH_IMAGE003
其中，q i为第i项安全风险因素的预警指标值；
S4：建立单项风险源安全风险评价指标Ⅰ
Figure 102898DEST_PATH_IMAGE004
当Ⅰ≥1时，则进行单项安全风险预警。
本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，首先，通过建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵，判断各种安全风险因素之间是否存在耦合关系，对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，同时针对单项安全风险因素建立单因素预警指标值，将单项安全风险因素的实测值和预警指标值的比值作为单项风险源安全风险评价指标，由该单项风险源安全风险评价指标作为是否发出安全风险预警的判断依据，上述安全风险管控方法，分别有针对性地对存在正耦合关系的单项安全风险因素进行实时监测，并基于实测值实现单项安全风险因素的安全控制，提高了施工安全风险的管控效率。
更进一步，它还包括如下步骤：
S5：根据事故案例库数据并结合理论计算确定多因素耦合预警指标值，建立多项安全风险因素耦合预警指标矩阵B，
Figure 591648DEST_PATH_IMAGE005
其中，b i为第i种安全事故的多因素耦合预警指标值；
S6：建立多因素耦合风险预警矩阵Y
Y＝X˙Q˙P˙B
S7：由步骤S6得出多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ
Figure 640244DEST_PATH_IMAGE006
当Ⅱ≥1时，则形成多因素耦合风险，并发出耦合风险预警。
本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，考虑了施工现场人、机、环境的多项安全风险因素之间的关联性和耦合性，建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵，采用信息化手段采集与安全事故存在正耦合关系的各项安全风险因素的实测值并形成实测向量，建立单项安全风险因素的预警矩阵及多因素耦合预警指标矩阵，根据各项安全风险因素对某种安全事故的贡献度，及各项安全风险因素的实测值对安全事故发生概率的影响，建立多因素耦合风险预警矩阵，进而得出多因素耦合风险预警评价指标，并由此作为多因素耦合风险是否发出安全预警的判断依据；该安全管控方法针对多因素风险建立多因素耦合的风险预警指标，将各安全风险因素的实时状态通过实时监测数据融合到多因素耦合风险评价体系，从而实现了基于实测数据的多因素耦合风险评估与预警。该安全风险管控方法不仅能够考虑单项安全风险因素的预警，还能够充分考虑多项安全风险因素之间的耦合效应，并基于实测值实现多因素耦合风险控制，实现建筑工程施工现场安全风险管控在时间、空间、管控要素上的全覆盖，提高了施工安全风险管控效率和管控水平，能够更加全面的反映施工现场的安全风险。
所述步骤S5还包括：针对第i种安全事故的多因素耦合风险预警指标值b i进行优化，步骤如下：
当实际工程中出现n个多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ≥1的情况，
计算n个大于等于1的多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ的平均值；
找出最接近所述平均值的一个多因素耦合风险预警评价指标值Ⅱ'；
取Ⅱ'=1时，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值b i'
其中，n大于等于10；
当实际工程中，Ⅱ<1时就发生了安全事故隐患，
则此时令Ⅱ＝x，x为多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ的实际值，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值b i'。
具体实施方式
本实施例以某建筑工程的施工为例说明本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，具体步骤如下：
S1：根据某建筑工程特点和施工方案结合建筑工程施工事故案例库，梳理施工过程中的安全风险因素，建立风险识别清单，风险识别清单中详细列出潜在的各项安全风险因素，根据整理出的安全风险因素，分析与之相关联的安全事故，并整理出安全事故清单，本实施例的建筑工程共有m项安全风险因素，及k种安全事故类型。
如表1所示，建立安全风险因素与安全事故类型的矩阵表，表格中行为m项安全风险因素，列为k种安全事故类型，表格中的数值代表各项安全风险因素对安全事故的贡献度。
表1 安全风险因素与安全事故类型的矩阵表
安全事故1 安全事故2 安全事故3 … 安全事故<i>j</i> … 安全事故<i>k</i>
安全风险因素1 P（1/1） P（1/2） P（1/3） P（1/j） P（1/k）
安全风险因素2 P（2/1） P（2/2） P（2/3） P（2/j） P（2/k）
…
安全风险因素<i>i</i> P（i/1） P（i/2） P（i/3） <i>P</i>(<i>i</i>/<i>j</i>) P（i/k）
…
安全风险因素<i>m</i> P（m/k）
建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵P，如下：
Figure 960367DEST_PATH_IMAGE007
采用系数P(j|i)表示第i行的安全风险因素和第j列的安全事故类型之间是否存在耦合关系，当P(j|i)＞0时，各项安全风险因素之间为正耦合，即各项安全风险因素叠加加大风险；当P(j|i)=0时，各项安全风险因素之间无耦合关系；当P(j|i)＜0时，各项安全风险因素之间为负耦合，即相互叠加后降低了风险。
S2：根据各项安全风险因素的特点及表征方式，选择能够识别反应各项安全风险因素实际状态的传感器，建立风险源实时监测系统，对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，并将实时监测数据写入数据库形成实测向量X。
Figure 999998DEST_PATH_IMAGE008
其中，x i为第i项安全风险因素的实测值；
S3：针对单项安全风险因素建立单因素预警指标值，单因素预警指标值不考虑各单项安全风险因素之间的耦合作用，单因素预警指标值的建立主要考虑相关材料特性，机械设备性能等，单因素预警指标值为不变量，当某项安全风险因素达到单因素预警指标值后则触发安全风险预警。如针对C40混凝土，C40混凝土的抗压强度标准值为26.8MPa，则该数值即为C40混凝土材料的单因素预警指标值，当监测到的结构压应力或拉应力超过该单因素预警指标值时即触发安全风险预警，然后，建立单项安全风险因素的预警矩阵Q，其中，预警矩阵中主对角线上的数值为单项预警指标值的倒数，预警矩阵中主对角线之外的其他位置数据为0；
Figure 38362DEST_PATH_IMAGE009
其中，q i为第i项安全风险因素的预警指标值；
S4：建立单项风险源安全风险评价指标Ⅰ
Figure 47906DEST_PATH_IMAGE010
当Ⅰ≥1时，则进行单项安全风险预警。
本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，首先，通过建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵，判断各种安全风险因素之间是否存在耦合关系，对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，同时针对单项安全风险因素建立单因素预警指标值，将单项安全风险因素的实测值和预警指标值的比值作为单项风险源安全风险评价指标，由该单项风险源安全风险评价指标作为是否发出安全风险预警的判断依据，上述安全风险管控方法，分别有针对性地对存在正耦合关系的单项安全风险因素进行实时监测，并基于实测值实现单项安全风险因素的安全控制，提高了施工安全风险的管控效率。
更进一步，上述基于多因素耦合的安全风险管控方法还包括如下步骤：
S5：建立多因素耦合预警指标矩阵B，多因素耦合预警指标值是考虑了各项安全风险因素耦合叠加影响之后的预警指标值，多因素耦合预警指标值根据建筑工程施工事故案例库数据并结合理论计算确定，多因素耦合预警指标值为变化量，需要根据实际工程施工中各项安全风险因素的实际监测值与安全事故发生之间的关联性进行调整，例如当某项安全风险因素的实际监测值经常大于该预警指标，而不发生事故时，则该预警指标值需相应提高；而当某项安全风险因素的实际监测值小于该预警指标时已经发生了安全事故，则需要降低该预警指标值；
将获得的多因素耦合预警指标组成多因素耦合预警矩阵B，该多因素耦合预警矩阵B的建立方法与单项安全风险因素的预警矩阵Q的建立方法类似，即多因素耦合预警矩阵B中主对角线上数值为多因素耦合预警指标值的倒数，矩阵中主对角线之外的其他位置数据为0，当某项工程中有k种安全事故类型时，形成如下多因素耦合预警矩阵B，
Figure 5891DEST_PATH_IMAGE011
其中，b i为第i种安全事故的多因素耦合预警指标值；
S6：多因素耦合风险考虑各项安全风险因素对某种安全事故的贡献度，同时考虑各项安全风险因素的实测值对安全事故发生概率的影响，建立多因素耦合风险预警矩阵Y，
Y＝X˙Q˙P˙B
=
Figure 137795DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 679766DEST_PATH_IMAGE013
S7：由步骤S6得出多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ
Figure 352056DEST_PATH_IMAGE014
当Ⅱ≥1时，则形成多因素耦合风险，系统自动发出耦合风险预警，分别向管理人员及现场人员发送警告指令，同时在后台系统中显示安全风险的主控项，管理人员及现场施工人员可快速响应，切断安全风险的发展趋势，从而实现安全风险的管控。
本发明的基于多因素耦合的安全风险管控方法，考虑了施工现场人、机、环境的多项安全风险因素之间的关联性和耦合性，建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵，采用信息化手段采集与安全事故存在正耦合关系的各项安全风险因素的实测值并形成实测向量，建立单项安全风险因素的预警矩阵及多因素耦合预警指标矩阵，根据各项安全风险因素对某种安全事故的贡献度，及各项安全风险因素的实测值对安全事故发生概率的影响，建立多因素耦合风险预警矩阵，进而得出多因素耦合风险预警评价指标，并由此作为多因素耦合风险是否发出安全预警的判断依据；该安全管控方法针对多因素风险建立多因素耦合的风险预警指标，将各安全风险因素的实时状态通过实时监测数据融合到多因素耦合风险评价体系，从而实现了基于实测数据的多因素耦合风险评估与预警。该安全风险管控方法不仅能够考虑单项安全风险因素的预警，还能够充分考虑多项安全风险因素之间的耦合效应，并基于实测值实现多因素耦合风险控制，实现建筑工程施工现场安全风险管控在时间、空间、管控要素上的全覆盖，提高了施工安全风险管控效率和管控水平，能够更加全面的反映施工现场的安全风险。
更进一步，上述步骤S5还包括，针对第i种安全事故的多因素耦合风险预警指标值b i进行优化，优化步骤如下：
当实际工程中出现n个多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ≥1的情况，假设n个多因素耦合风险预警评价指标值分别为A1，A2，……An，但并未发生安全事故，则
计算Ⅱ≥1的n个多因素耦合风险预警评价指标值的平均值A
Figure 161618DEST_PATH_IMAGE015
找出其中最接近平均值A的多因素耦合风险预警评价指标值Ⅱ'，
取Ⅱ'=1时，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值b i'
当实际工程中，Ⅱ<1时就发生了安全事故隐患，
则此时令Ⅱ＝x，x为多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ的实际值，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值b i'。
上述优化方法，在施工过程中根据监测数据与安全风险因素发生之间的关系，对耦合风险预警指标进行优化，从而实现了耦合风险预警指标的动态调整，使指标更加符合工程实际。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。

Claims (2)

1.基于多因素耦合的安全风险管控方法，其特征在于，步骤如下：
S1：根据工程特点结合事故案例库整理分析出m项安全风险因素，及与其相关联的k种安全事故类型，建立安全风险因素与安全事故类型的耦合矩阵P，通过系数P(i|j)判断第i行的安全风险因素和第j列的安全事故之间是否存在耦合关系；
Figure FDA0003286521710000011
S2：通过风险源实时监测系统对存在正耦合关系的各项安全风险因素进行实时监测，并将实测数据录入数据库形成实测向量X，
X＝[x1…xi…xm]
其中，xi为第i项安全风险因素的实测值；
S3：建立单项安全风险因素的预警矩阵Q，
Figure FDA0003286521710000012
其中，qi为第i项安全风险因素的预警指标值；
S4：建立单项风险源安全风险评价指标Ⅰ
Figure FDA0003286521710000013
当Ⅰ≥1时，则进行单项安全风险预警；
S5：根据事故案例库数据并结合理论计算确定多因素耦合预警指标值，建立多项安全风险因素耦合预警指标矩阵B，
Figure FDA0003286521710000014
其中，bi为第i种安全事故的多因素耦合预警指标值；
S6：建立多因素耦合风险预警矩阵Y
Y＝X˙Q˙P˙B
S7：由步骤S6得出多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ
Figure FDA0003286521710000021
当Ⅱ≥1时，则形成多因素耦合风险，并发出耦合风险预警。
2.根据权利要求1所述的基于多因素耦合的安全风险管控方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：针对第i种安全事故的多因素耦合风险预警指标值bi进行优化，步骤如下：
当实际工程中出现n个多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ≥1的情况，
计算n个大于等于1的多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ的平均值；
找出最接近所述平均值的一个多因素耦合风险预警评价指标值Ⅱ'；
取Ⅱ'＝1时，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值bi'
其中，n大于等于10；
当实际工程中，Ⅱ<1时就发生了安全事故隐患，
则令Ⅱ＝x，x为多因素耦合风险预警评价指标Ⅱ的实际值，计算得出新的多因素耦合风险预警指标值bi'。
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