CN113393154A - 一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水电站施工安全管理领域，特别涉及一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法。本发明专门针对抽水蓄能电站，从安全风险事前预测、事中管控、事后评估全方位评估抽水蓄能电站施工安全管理水平。其技术方案为：确定安全评价指标，构造层次结构，采用层次分析法计算安全评价得分。本方法充分考虑了抽水蓄能电站的特点，合理评价抽水蓄能电站施工安全管理水平，为我国大型抽水蓄能电站施工安全评价提供了一种切实可行的方法。

Description

一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法
技术领域
本发明涉及水电站施工安全管理领域，特别涉及一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法。
背景技术
水利水电工程施工过程中，环境复杂多变、作业活动多样、作业工序较为复杂，大型施工设备应用广，立体交叉作业频繁，施工点多、线长、面广，大多数属于野外作业和洞室作业，人机流动频繁，不安全因素很多。在人、机、环境和管理缺陷的触发下，极易引发安全事故。对安全风险进行合理的评价，一直是产业界和学术界关注的焦点。
目前对水利水电工程施工安全评价的研究主要集中在两方面：评价指标与评价方法。对于评价指标的研究有水利工程施工过程中的危险源，对水利施工安全标准化的体系建设做出研究，监理安全检查评价，对工程现场施工安全风险的评估。但这些研究的对象均为水利工程项目，范围较广，没有专门针对抽水蓄能电站的评价体系。
对水利水电工程施工安全评价的方法主要有两类：一是定性分析方法，例如专家评议法，由多位专家参与，根据项目的建设经验、当前项目建设情况以及项目发展趋势，对项目的发展进行分析、预测的方法。该方法简单易行，所得结论比较全面、正确，但是要求参加评价的专家有较高水平，主观因素影响较大，可能使结果产生偏差。二是定量分析法，如模糊综合评价法，是一种基于模糊数学的综合评价方法。该方法根据模糊数学的隶属度理论的方法把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象作出一个总体的评价。该方法提出的数学模型简单容易掌握，隶属函数或者隶属度的确定、评价因素对评价对象的权重的确定都有很大的主观性，其结果也存在很大主观性，当面临多因素、多层次的复杂评价时计算过程比较复杂。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法，该方法可从安全风险事前预测、事中管控、事后评估全方位评估抽水蓄能电站施工安全管理水平，具有较强实用价值和广泛推广价值。
本发明的技术方案为：
一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法，步骤如下：
步骤1.找出影响抽水蓄能电站施工安全的各种因素作为评价指标；
步骤2.将评价指标按照它们之间的隶属关系排成由高到低的若干层次；
步骤3.确定问题的目标层、准则层、措施层；
步骤4.设定总目标元素为A，再设定与总目标层相连的准则层各元素为B1,B2,…,Bm，并且A对B有支配关系，评定在原则A下元素Bi对Bj的优劣比较，得出Bi相对于Bj的重要程度bi,j；假定措施层元素为C1,C2,…,Cn，评定在原则Bi下元素Ci对Cj的优劣比较，得出Ci相对于Cj的重要程度ci,j；
步骤5.采用和法计算每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，即对判断矩阵每一列归一化后再对这n个列向量求算术平均值作为最终的权重，计算公式为：
Figure BDA0003144060590000021
Figure BDA0003144060590000022
步骤6.计算层次总排序，即每一个判断矩阵各因素针对目标层(最上层)的相对权重，假定已经算出准则层m个元素相对于总目标的权重
Figure BDA0003144060590000023
措施层n个元素对于准则层第j个元素的单排序权重为
Figure BDA0003144060590000024
其中不受j支配的元素的权重为0，则措施层元素对于总目标的排序为：
Figure BDA0003144060590000025
步骤7.假设施工现场收集到的各项评价指标得分为s1,s2,…,sn，则安全评价总得分为：
Figure BDA0003144060590000026
对比现有技术，实施本发明的技术方案，可实现如下有益效果：本发明提出的方法充分考虑了抽水蓄能电站施工的特点，对施工安全管理水平进行合理的评价，有利于及时发现隐患，并采取合理的防护措施，减少损失，提高项目的安全管理水平。
附图说明
图1是抽水蓄能电站施工安全评价层次结构图；
图2是本发明实施例中各指标得分统计图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明作进一步的描述。
抽水蓄能电站施工安全评价主要有两个问题：评价指标以及评价方法。
安全风险主要从三方面进行控制：安全风险事前预测、安全风险事中管控、安全风险事后评估。安全风险事前预测主要目的是识别施工过程中的危险源，它是防止事故发生的第一步，也是最重要的一步；安全风险事中管控的主要目的是针对各危险源采取合理的防护措施，以避免安全事故发生；安全风险事后评估的主要目的是对应急措施进行评价，为下次危险施工提供经验。本发明针对安全控制的三个阶段提出下述指标。
安全风险事前预测通过可研安全预评价落实率δ1、固有风险辨识准确率δ2、危险源排查准确率δ3、应急方案审批完成率δ4四个指标来评价，计算公式如下：
Figure BDA0003144060590000031
式中：n1、N1分别表示实际进行可研安全预评价和应进行可研安全预评价的项目个数；n2、N2分别表示三级以上风险年度计划数和三级以上风险实际总数；n3、N3分别表示年终已完成的危险源清单数量和年度安全策划危险源清单数量；n4、N4分别表示已审批应急方案数量和应急方案总数量。
安全风险事中管控主要通过安全教育培训普及率δ5、持证上岗率δ6、应急演练完成率δ7、风险复测率δ8、重大风险开票率δ9、到岗到位率δ10、工程类重大隐患治理完成率δ11七个指标进行评价。计算公式如下：
Figure BDA0003144060590000032
式中：n5、N5分别表示三级安全教育培训数量和施工作业人员总数；n6、N6分别表示特种作业有效持证人数和特种作业人员总数；n7、N7分别表示应急演练次数和计划应急演练次数；n8、N8分别表示风险复测单数量和三级以上风险数量；n9、N9分别表示施工作业开票数量和三级以上风险数量；n10、N10分别表示实际到岗到位次数和计划到岗到位次数；n11、N11分别表示工程类重大隐患治理完成数和工程类重大隐患辨识总数。
安全风险事后评估评选取两个指标：应急处置效率δ12和事故教育δ13。这两个评价指标采取打分的方式(百分制)确定。
为定量评价大坝施工安全管理水平，并突出不同指标的重要性，采用层次分析法建立大坝施工安全管理水平评价模型。层次分析法的基本原理可描述为：首先找出影响问题决策的各种因素，将这些因素按照它们之间的隶属关系排成由高到低的若干层次，这个过程称为构造递阶层次结构。然后两两比较各层次中各因素重要性，再利用数学方法，求出各层因素的权重并排序。给每个因素在实际问题中的情况进行打分，根据计算出的相应权重，得出最终得分。最后对结果进行分析，辅助进行决策。
层次分析法要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成：
目标层(最高层)：指问题的预定目标；
准则层(中间层)：指影响目标实现的准则；
措施层(最低层)：指促使目标实现的措施。
将该方法应用于大坝施工安全管理水平评价中，很显然目标层为大坝施工安全管理水平评价；准则层为安全风险事前预测、安全风险事中管控、安全风险事后评估；措施层为可研安全预评价落实率、固有风险辨识准确率、危险源排查准确率、应急方案审批完成率、安全教育培训普及率、持证上岗率、应急演练完成率、风险复测率、重大风险开票率、到岗到位率、工程类重大隐患治理完成率、应急处置效率和事故教育。
每个元素对上一级元素的相对重要性通常是不同的。各种元素相对重要性不同的程度也是不一样的。因此，两两比较这些因素，按描述重要性的标度，构造判断矩阵。判断矩阵反映了本层次有关因素对上一层次某个相关因素的相对重要性，它是决策的基本依据，因此，需要构造判断矩阵。
设定总目标元素为A，再设定与总目标层相连的准则层各元素为B1,B2,…,Bm，并且A对B有支配关系，评定在原则A下元素Bi对Bj的优劣比较，得出Bi相对于Bj的重要程度bi,j。假定措施层元素为C1,C2,…,Cn，评定在原则Bi下元素Ci对Cj的优劣比较，得出Ci相对于Cj的重要程度ci,j。
填写判断矩阵的方法是：分别对准则层和措施层的各因素进行两两对比，确定相对重要性以及重要程度，并对重要性程度按1-9赋值，重要性标度值见下表。
表1重要性标度含义表
Figure BDA0003144060590000051
各层元素重要性权重确认后，填写判断矩阵，之后要进行层次单排序和层次总排序。单排序是指每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，这里采用和法，对每一列归一化后再对这n个列向量求算术平均值作为最终的权重，计算公式如下：
Figure BDA0003144060590000052
总排序是指每一个判断矩阵各因素针对目标层(最上层)的相对权重。此权重的推求要自上而下逐层进行。假定已经算出准则层m个元素相对于总目标的权重
Figure BDA0003144060590000053
措施层n个元素对于准则层第j个元素的单排序权重为
Figure BDA0003144060590000054
其中不受j支配的元素的权重为0，则措施层元素对于总目标的排序为：
Figure BDA0003144060590000055
结合上述关键问题的解决思路，抽水蓄能电站施工安全评价可通过如下步骤表述：
步骤1.找出影响抽水蓄能电站施工安全的各种因素作为评价指标；
步骤2.将评价指标按照它们之间的隶属关系排成由高到低的若干层次；
步骤3.确定问题的目标层、准则层、措施层；
步骤4.设定总目标元素为A，再设定与总目标层相连的准则层各元素为B1,B2,…,Bm，并且A对B有支配关系，评定在原则A下元素Bi对Bj的优劣比较，得出Bi相对于Bj的重要程度bi,j。假定措施层元素为C1,C2,…,Cn，评定在原则Bi下元素Ci对Cj的优劣比较，得出Ci相对于Cj的重要程度ci,j；
步骤5.采用和法计算每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，即对判断矩阵每一列归一化后再对这n个列向量求算术平均值作为最终的权重，计算公式为：
Figure BDA0003144060590000061
Figure BDA0003144060590000062
步骤6.计算层次总排序，即每一个判断矩阵各因素针对目标层(最上层)的相对权重，假定已经算出准则层m个元素相对于总目标的权重
Figure BDA0003144060590000063
措施层n个元素对于准则层第j个元素的单排序权重为
Figure BDA0003144060590000064
其中不受j支配的元素的权重为0，则措施层元素对于总目标的排序为：
Figure BDA0003144060590000065
步骤7.假设施工现场收集到的各项评价指标得分为s1,s2,…,sn，则安全评价总得分为：
Figure BDA0003144060590000066
本实施例以湖南平江抽水蓄能电站为研究对象，采用本发明方法评价其施工安全管理水平。图1是层次结构图，表2是层次总排序，表3是各项评价指标得分以及总得分，从表中可以看出，该项目安全评价总得分为95，整体安全水平较高。图2是各指标得分统计图，从图中可以看出应急方案审批准确率得分较低，应简化审批流程，强化时间管理。本发明方法简单易行，为我国抽水蓄能电站施工安全评价提供了一种切实有效的方法。
表2层次总排序
Figure BDA0003144060590000067
Figure BDA0003144060590000071
表3各项指标得分
Figure BDA0003144060590000072

Claims (2)

1.一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.找出影响抽水蓄能电站施工安全的各种因素作为评价指标；
步骤2.将评价指标按照它们之间的隶属关系排成由高到低的若干层次；
步骤3.确定问题的目标层、准则层、措施层；
步骤4.设定总目标元素为A，再设定与总目标层相连的准则层各元素为B1,B2,…,Bm，并且A对B有支配关系，评定在原则A下元素Bi对Bj的优劣比较，得出Bi相对于Bj的重要程度bi,j；假定措施层元素为C1,C2,…,Cn，评定在原则Bi下元素Ci对Cj的优劣比较，得出Ci相对于Cj的重要程度ci,j；
步骤5.采用和法计算每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，即对判断矩阵每一列归一化后再对这n个列向量求算术平均值作为最终的权重，计算公式为：
Figure FDA0003144060580000011
Figure FDA0003144060580000012
步骤6.计算层次总排序，即每一个判断矩阵各因素针对目标层的相对权重，假定已经算出准则层m个元素相对于总目标的权重
Figure FDA0003144060580000013
措施层n个元素对于准则层第j个元素的单排序权重为
Figure FDA0003144060580000014
其中不受j支配的元素的权重为0，则措施层元素对于总目标的排序为：
Figure FDA0003144060580000015
步骤7.假设施工现场收集到的各项评价指标得分为s1,s2,…,sn，则安全评价总得分为：
Figure FDA0003144060580000016
2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析的抽水蓄能电站施工安全评价方法，其特征在于，所述的评价指标包括安全风险事前预测、安全风险事中管控、安全风险事后评估三个阶段，具体如下：
安全风险事前预测通过可研安全预评价落实率δ1、固有风险辨识准确率δ2、危险源排查准确率δ3、应急方案审批完成率δ4四个指标来评价，计算公式如下：
Figure FDA0003144060580000021
式中：n1、N1分别表示实际进行可研安全预评价和应进行可研安全预评价的项目个数；n2、N2分别表示三级以上风险年度计划数和三级以上风险实际总数；n3、N3分别表示年终已完成的危险源清单数量和年度安全策划危险源清单数量；n4、N4分别表示已审批应急方案数量和应急方案总数量；
安全风险事中管控通过安全教育培训普及率δ5、持证上岗率δ6、应急演练完成率δ7、风险复测率δ8、重大风险开票率δ9、到岗到位率δ10、工程类重大隐患治理完成率δ11七个指标进行评价；计算公式如下：
Figure FDA0003144060580000022
式中：n5、N5分别表示三级安全教育培训数量和施工作业人员总数；n6、N6分别表示特种作业有效持证人数和特种作业人员总数；n7、N7分别表示应急演练次数和计划应急演练次数；n8、N8分别表示风险复测单数量和三级以上风险数量；n9、N9分别表示施工作业开票数量和三级以上风险数量；n10、N10分别表示实际到岗到位次数和计划到岗到位次数；n11、N11分别表示工程类重大隐患治理完成数和工程类重大隐患辨识总数；
安全风险事后评估评选取两个指标：应急处置效率δ12和事故教育δ13；采取打分的方式确定。
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