雷電災害個人可接受風險研究

陳　潔，王　超，蘇清斌

(1.渭南市雷電預警防護中心，陜西渭南　714000；

2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院，陜西渭南　714000)

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雷電災害個人可接受風險研究

陳潔1，王超2，蘇清斌1

(1.渭南市雷電預警防護中心，陜西渭南714000；

2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院，陜西渭南714000)

摘要：可接受風險水平是判斷災害風險值是否可以接受的關(guān)鍵指標，目前雷電災害領(lǐng)域尚未對此有深入研究。在簡述國內(nèi)外可接受風險研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了風險接受標準的制定準則，指出雷電災害個人風險評判水平偏高；利用ALARP準則限制線理論，探討了基于陜西省2005—2014年雷電災害資料的個人風險可接受水平，提出以風險值1×10-7作為陜西省雷電災害個人可接受風險的評判標準。

關(guān)鍵詞：可接受風險；雷電災害；ALARP準則

可接受風險表征了社會公眾根據(jù)主觀愿望對風險水平的接受程度。20世紀60年代末，國外就開始了工程安全領(lǐng)域可接受風險的研究[1]，我國最早的文獻[2]見于2000年。自然災害方面，國內(nèi)外研究均發(fā)展較晚，目前尚未有關(guān)于雷電災害風險可接受水平的深入研究。本文通過對可接受風險內(nèi)涵的分析，結(jié)合當前常用的風險定量分析方法，研究和探討陜西省雷電災害風險個人可接受水平的建議標準。

1可接受風險研究進展及現(xiàn)狀

1.1可接受風險定義

1976年Lowrance出版的《Of Acceptable Risk： science and the determination of safety》中可接受風險被正式提出的，書中指出“只有認為一個事物的風險是可以接受時，它才是安全的”[3]，他的這一概念對安全領(lǐng)域影響頗為深遠。

1.2可接受風險準則

風險研究中可接受標準普遍采用的判據(jù)原則是ALARP準則，又稱最低合理可行原則，見圖1。

圖1　ALARP準則

ALARP準則將風險以允許上限值和允許下限值劃分為三個區(qū)域：在不可接受區(qū)的風險是不能被接受的；ALARP區(qū)即可忍受風險區(qū)，需要盡可能采取安全措施降低風險；可接受區(qū)內(nèi)的風險無需采取任何安全改進措施即可被接受。

ALARP準則的意義在于：任何活動都具有風險，不可能通過預防措施來徹底消除風險，并且當系統(tǒng)的風險水平越低時，要進一步降低風險水平就越困難，其成本往往呈指數(shù)曲線上升，因此，必須在系統(tǒng)的風險水平和成本之間做出平衡。

1.3可接受風險標準

國外風險可接受準則研究相繼在多種工程安全領(lǐng)域和滑坡等地質(zhì)災害領(lǐng)域展開，澳大利亞、英國、加拿大、荷蘭等國家和地區(qū)提出了可接受風險的國家和行業(yè)標準[4]，受社會、政治、經(jīng)濟、文化、宗教等影響，目前可接受風險沒有統(tǒng)一的國際標準，部分個人可接受風險標準見表1。

表1　不同國家(地區(qū))個人可接受風險

ALARP準則的框架是由英國健康安全委員會(簡稱HSE)基于核電站周圍可接受風險研究而建立的[5]，典型的ALARP準則的風險上限值(不可接受風險)為1×10-4，下限值(可接受風險)為1×10-6。在雷電災害風險管理中，國際電工委員會在制定IEC61662和IEC62305系列標準時，僅提出風險容許值可以參考ALARP準則，并未提及可接受風險水平，IEC制定的技術(shù)規(guī)范推薦采用ALARP區(qū)的中位數(shù)1×10-5作為個人風險容許值，目前我國也采用這一標準。在實際業(yè)務應用中，它表明當風險小于1×10-5時可以不再繼續(xù)采取任何措施降低雷電造成的人員生命損失。

顯然，這一風險評判標準不僅超過了ALARP準則下限值，同時也明顯高出我國自然災害之一的地質(zhì)災害可接受風險研究結(jié)果1×10-7[6-8]。按照ALARP準則的約定，只有當風險小于可接受水平時，才無需進一步改進措施以降低風險，因此，將1×10-5作為風險評判標準可能會提高雷電災害風險，探討適合本地區(qū)災害特征的可接受風險水平是雷電災害風險研究領(lǐng)域亟待解決的問題。

2個人風險可接受水平

2.1確定評價指標

針對雷電災害的損失類型，可接受風險水平的研究應從兩個方面考慮：一是人員傷亡程度；二是經(jīng)濟損失程度。災害造成人員的傷亡一直是各種類型風險分析中關(guān)注的重點，本文將此作為研究的對象，探討雷電災害個人風險可接受水平。

ALARP準則中可接受風險限制線是建立在F-N曲線基礎(chǔ)上的，即以年死亡人數(shù)的概率分布函數(shù)為依據(jù)。通常，典型的衡量個人風險的指標年死亡風險AFR(Annual Fatality Risk)是指一年時間內(nèi)的人員死亡概率。

2.2陜西省雷電災害個人風險特征

在廣泛收集陜西省因雷電災害而死亡的人數(shù)和每年年底全省人口總數(shù)的基礎(chǔ)上，選取2005—2014年的數(shù)據(jù)進行分析，確定人員生命損失可接受風險水平。人口總數(shù)資料摘自陜西省統(tǒng)計局編制的《陜西統(tǒng)計年鑒》，死亡人數(shù)資料摘自《全國雷電災害匯編》。從圖2可以看出，陜西省人口總數(shù)近十年逐年遞增，因雷電災害造成的死亡的數(shù)量自2006年起呈下降趨勢，雷電災害造成的人口死亡概率見表2，其中最大值出現(xiàn)在2006年，為2.16×10-7，最小值為2014年的0.265×10-7。

圖2　2005—2014年陜西省人口總數(shù)及雷電災害造成的死亡人數(shù)

表2　陜西省2005—2014年雷電災害造成人口死亡概率

2.3確定個人風險可接受水平

雷電災害的發(fā)生具有顯著的不確定性及偶然性，可以采用平均數(shù)對風險可接受標準進行研究。在統(tǒng)計學中，靜態(tài)平均數(shù)可以分為算術(shù)平均數(shù)、幾何平均數(shù)、調(diào)和平均數(shù)、眾數(shù)和中位數(shù)。根據(jù)上述五種平均數(shù)的概念和適用范圍來確定合理的平均值算法，并對研究對象的特征進行分析。當一組數(shù)列中分布有極端值時，用中位數(shù)和眾數(shù)作為統(tǒng)計總體序列代表的方法比其它方法更加合適。由于眾數(shù)算法僅考慮總體分布中出現(xiàn)頻率最多的變量值，忽略極端值的影響，無法綜合考慮包含雷電災害極端事件造成人員生命損失風險的情況，故本文采用中位數(shù)方法分析個人風險可接受標準。

中位數(shù)分析法主要步驟：

(1)將死亡概率按數(shù)值從小到大排成數(shù)列，數(shù)列項為n；

(2)確定中位數(shù)，即數(shù)列項為奇數(shù)時，第(n+1)/2項為中位數(shù)；為偶數(shù)時，第(n+1)/2的前后兩項對應的數(shù)值取算術(shù)平均值為中位數(shù)。

2005—2014年共10項數(shù)據(jù)，n=10為偶數(shù)，將數(shù)值按要求排列后，取第5項和第6項的算術(shù)平均數(shù)，即(0.803+0.805)×10-7=0.804×10-7≈1×10-7。因此，可將1×10-7作為個人風險可接受標準的基準值，即當風險小于1×10-7時不再采取任何措施來降低人員生命所造成的損失。這一結(jié)果與文獻[6-8]關(guān)于地質(zhì)災害的研究結(jié)論一致，更符合現(xiàn)有我國自然災害個人風險可接受水平。

3結(jié)論與展望

(1)在分析雷電災害風險評估技術(shù)規(guī)范中采用的風險值及其含義時發(fā)現(xiàn)，以容許值1×10-5作為個人可接受風險評判標準會增大人員生命損失概率。

(2)以陜西2005—2014年因雷電災害死亡人數(shù)以及每年全省人口總數(shù)為依據(jù)，分析了年死亡人數(shù)的概率分布，根據(jù)ALARP準則中F-N曲線確定了個人風險可接受風險標準為1×10-7。

(3)由于我國國土面積大，雷電災害分布不均，期望通過對陜西省雷電災害個人風險可接受水平的探索，促進開展以地區(qū)為主的雷電災害風險研究，為研究和制定適合我國國情的雷電災害可接受風險提供依據(jù)。

參考文獻：

[1]Starr C.Social Benefit versus Technological Risk[J].Science，1969，165(3899)：1232-1238.

[2]岑慧賢，房懷陽，吳群河.可接受風險的界定方法探討[J].重慶環(huán)境科學，2000，22(3)：18-19.

[3]Lowrance.Of Acceptable Risk：Science and the Determination of Safety[M].California： William Kaufmann，Inc，1976：1-174.

[4]尚志海，劉希林.國外可接受風險標準研究綜述[J].世界地理研究，2010，19(3)：72-80.

[5]HSE.Reducing Risks, Protecting People-HSE’s decision making process[R].London：Her Majesty’s stationery Office，2001：21-52.

[6]陳偉，許強.地質(zhì)災害可接受風險水平研究[J].災害學，2012，27(1)：23-24.

[7]趙洲，侯恩科.中國地質(zhì)災害生命可接受風險標準研究[J].科技導報，2011，29(36)：17-22.

[8]李紅英，譚躍虎.滑坡災害風險可接受準則計算模型研究[J].地下空間與工程學報，2013，9(2)：2047-2052.

中圖分類號：P429

文獻標識碼：A

基金項目：陜西省氣象局科技創(chuàng)新基金項目(15-47)

作者簡介：陳潔(1982—)，女，漢族，陜西西安人，碩士，工程師，從事雷電災害風險研究。

收稿日期：2015-08-25

文章編號：1006-4354(2016)01-0033-03