基于灰关联度的泵站施工LEC评价改进研究

付 壮，王世东

（ 中国水电基础局有限公司，天津 301700）

随着农田灌溉、城乡供水需求的增长，大中型水工泵站建设作为其中的关键环节，施工环境愈加复杂，现场安管风险高，应优化危险源识别工作，做好事前控制。 大多施工项目，采用普通LEC法，耦合主观因素过多， 不适于复杂环境评价。 李艺彤等[1] 引入可信度分别对房建、水利施工LEC法进行改进，但对危险性的判定及分析方面存在不足。 邓聚龙[2]提出了灰理论，用以分析仅部分信息可知的灰过程。 本文依托十八山泵站Ⅰ期工程，在利用经验可信度的基础上，识别数据灰关联度，对危险性进行补充分析。

1 施工危险源评估

1.1 危险源识别

大藤峡十八山提水泵站位于桂平金田林场坪冲分场附近的黔江右岸，泵房布置于黔江支流子明冲河入河口上游处左岸。 Ⅰ期工程主要包括土石方开挖、边坡支护、钢混结构等施工作业。 根据水利工程生产过程危险和有害因素8 项分类法，对危险情形的起因、诱因及危害方式进行分析，现场安全事故可分为高空坠落、交通事故、触电、溺水、起重事故、爆炸（烧伤）等。 当施工过程中的某项环节出现问题，就有可能导致上述事故的发生，综上，可划分出主要的危险源（见表1）。

表1 主要危险源清单

1.2 LEC及其改进模型建立

LEC法是根据施工现场危险因素所致事故发生可能性的大小（ L 取值0.1 ～10）、人员或设备在环境中暴露频度（E取值0.5 ～10） 及事故的危害程度（C取值1 ～100） 三者连续乘积（D） 的取值来判定危害情况的[3]，如式（1） 所示，认为D值越高，危害性越强。

上述LEC法简单易行，但高度依赖辨识人员的经验水平， 会造成评价效果失真， 需引入可信度进行修正。根据项目管理分工及工作经验， 安全总监是专业化安全管理核心， 专业水平最强， 项目经理统筹安全生产大局， 是第一责任人， 其专业水平稍次于安全总监， 总工是技术专责， 对安全管理提供物质支持， 其可信度稍次于项目经理， 安环部是安全管理常设部门， 是现场管理的一线参与者， 其可信度稍次于总工， 生产经理主要负责施工安排， 对安全生产有兼管职责， 认为其可信度处于中等水平，综上，安 全 总 监、 项 目 经 理、 总 工、 生 产 经 理、 安环部主 任 的 可 信 度[4]分 别 为1.0、0.9、0.8、0.5、0.7，当有其他人员参与时， 可据实取值。 建立各成员组成的评估小组（pi（i=1，2，3，…，n），n 表示参与评价人数） 由组内各成员的可信度组成可信权向组内第i位成员的可信权，具体结果如式（2） 所示。

基于可信度修正的L、E、C值可按式（3） 计算。

式（3） 中，组内第i位成员的评分为Li，Ei，Ci。

将小组成员评价的原始结果及修正结果（见表2）。

表2 原始数据及修正数据

2 灰色关联度模型应用

2.1 灰关联度概念

危险源识别属于典型的灰过程，关联度是灰过程的量化值， 指系统内部参数间的关联尺度[6]。 主参数是危险度，次参数为LEC值，对采集的样本进行关联计算， 便可确定LEC数值同危险程度的联系。步骤如下：确定比较— 参考数列— 计算关联系数— 计算关联度— 对关联度结果排序— 得出结论。

定 义 数 列 xi= [xi（1），xi（2），xi（3），…，xi（n）]，当i=0 时，为参考数列，否则为比较数列，xi（n） 表示第i个危险源序列的第n 个参考值。 令x0（k），xi（k） 分别表示参考、 比较数列中第k项数值，则关联系数ξi（k） 及关联度λi可按式（4） 计算。

2.2 模型应用

本次危险源辨识对象计8 个，以引入可信度修正后的数据Xi=[Xi（1），Xi（2），Xi（3）] 作为分析样本， 如第1 个危险源的辨识序列X1=[2.95，5.93，12.57]。对于参考数列源，分别以L、E、C三者中的最优值作为初选，即X0=[0.69，5.31，2.13]。

确定了系统的影响因素序列后[7]，需对其去量纲化，一般采取均值法、百分比法及归一法。本次采2.03，则β2、β3分别为6.71、18.56，利用式（5） 处理后，结果（见表3）。

表3 均值化结果

需求取参考数列同比较数列的绝对差Δi（k），Δi（k） =｜x0（k） -xi（k） ｜，当i=1，k=1 时，Δ1（1）=｜x0（1） -（x1（1） ｜=｜0.34 -1.45 ｜=1.11，同理，当k=2 时，依此类推，当为其他数值时，不再赘述。利用绝对差值计算结果求解两级最大差与最小差。第一级最大差Δi（max） =maxkΔi（k），第二级最大差Δmax=maxiΔi（max），第一级最小差Δi（min） =minkΔi（k），第二级最小差Δmin =miniΔi（min）。如当i=1 时，Δ1（max） =max3[1.11，0.09，0.56] =1.11，易知Δmax=1.49，Δmin=0。

将两级最大差与最小差代入式（4）， 可得关联系数ξi（k）（见表4）。

表4 关联系数

引用关联系数可对关联度进行计算，易知：

λi=[λ1，λ2，…，λ8] =（0.620，0.624，0.615，0.703，0.576，0.715，0.597，0.706）

2.3 结果分析

在运用灰关联进行危险源辨识时，得到的关联度越大表示危险程度越低， 将关联度进行排序，λ6＞λ8＞λ4＞λ2＞λ1＞λ3＞λ7＞λ5，该结果表明，在灰关联的条件下， 临水施工危险性最大， 日常被列为重要监控对象的起重作业危险性最低，这与事故发生概率和暴露时间同数据平均水平的差异密切相关。通过灰关联分析得出的结论显然同D值评价结论存在差异。二者数学过程不同，D是LEC的连续乘积，强调独立性，计算结果波动性大，而灰关联能够利用系统数据的整体性， 对个别参数进行修正，充分利用各参数间的数学关系， 使计算结果较为平衡。在危险源较多， 特别涉及较多危险性较高的重大危险源评价应用中， 可同时利用二者， 互为补充。另外，一般以D值大小所在区间对危险性进行分级，如同样是2 级，便可容纳D∈（160 ～320）的样本，评价结果较为模糊。

灰关联方法利用其数据内部的关联因素，从不同角度得出了危险源识别判定的结果。灰系统作为信息预测领域的方法论之一，可将日常安全管理中的隐患排查纳入参考， 利用隐患排查清单， 确定隐患根源，并推断隐患可能导致的后果， 作为危险源评价参考。同时利用灰系统GM（n，h） 模型，对事故发生进行预测，进而加强风险防范。

2.4 危险源管控

危险源评价是高度依赖经验的过程，在引用可信度的同时，应适当考虑同行专家评议和现场工人参与的方式，使样本容量更丰富，代表性更强。 通过两种方法明确了危险源的性质后，应在实际管理中加以甄别，将评价结果告知现场人员，对重点危险源专项专人排查。 具体应注意以下事项：（1） 完善制度，落实责任，推进安全标准化建设，落实岗位责任制；（2）隐患排查，源头治理。 加强排查治理，消灭事故萌芽；（3） 教育交底，专项方案[8]，注重培训教育，专项工程编制专项安全措施；（4）应急建设，演练先行，建立适应危险源的应急组织体系，编制应急预案和现场处置方案。 （5）建立BIM模型，通过BIM技术规划施工[9]，提出阶段化安全管理策略。

3 结 论

综上，通过引入可信度概念能够建立改进LEC模型，削弱因不同评价人员造成的主观误差，使D值评价结果更加准确。 D值法和灰关联法的分析结果存在差异，但总体吻合，二者既相互补充又相互验证，丰富了施工危险源评价方法。 对本工程而言，工期紧，需边蓄水边施工，造成现场大范围临水作业，风险极大，针对起重作业，泵房筒壁结构不同于房建高层，内容较少，事故概率小。 日常也应该加强自发电系统检查，不能因用电规模小而忽视施工临时用电安全。 同时，因施工位置偏远，交通及通信不便，在汛期要特别注意次生地质灾害影响，规划好场内外施工交通，尽量减少外出通行次数，降低风险概率。