基于模糊評價法的廠房橋式起重機安裝安全評估探析

孟煒（新疆匯通水利電力工程建設有限公司　新疆　烏魯木齊　830000）

基于模糊評價法的廠房橋式起重機安裝安全評估探析

孟煒
（新疆匯通水利電力工程建設有限公司新疆烏魯木齊830000）

文章針對水電站廠房橋式起重機安裝施工作業中存在的安全問題，結合橋式起重機安裝安全事故的特征，通過構建基于模糊評價法的安裝作業安全狀態評估指標體系，建立了相應的綜合評估模型。應用構建的模型評估新疆下坂地水利樞紐工程電站廠房橋式起重機安裝作業安全狀態，綜合評估結果為“較安全”。研究可為同類型大型水電站起重設備安裝作業的安全評估提供決策依據。

橋式起重機；模糊理論；評估指標；安全評估

引言

橋式起重機作為一種大型起吊設施，在工礦業、道路橋梁、房地產以及水利水電工程等基礎設施以及工業生產活動中得到廣泛的應用。橋式起吊設施普遍應用于水電站廠房中，作為大型水輪機與機電設備的主要起吊轉運工具。然而，橋式起重機在產品的安裝與調試使用過程中涉及環節眾多，尤其針對水電站廠房重型設備的起吊作業危險性大，任何一個安裝環節的不良問題都可能引發起重設備的損壞并嚴重威脅水電站工程技術人員的人身安全［1］。本文以新疆下坂地水利樞紐工程廠房橋式起重機為例，通過構建電站廠房橋式起重機安裝安全綜合評估模型，采取模糊評價法評估橋式起重機在該工程安裝過程中存在的安全風險，以期為同類型橋式起重機安裝作業的優化設計提供有益借鑒。

1　橋式起重機安裝風險評估指標體系構建

安裝工程安全檢查表作為我國安裝作業安全性評估工作普遍使用的工具，已在大量安裝工程中取得了良好的應用效果。因此，可在安裝工程安全檢查表基礎上，結合安全系統工程的方法與原理，從而綜合分析與辨識安裝工程在施工作業過程中影響橋式起重機安全的有害要素與風險［2］。同時，可通過構建影響橋式起重機安裝作業安全的一級指標如安裝技術、安裝管理以及安裝許可，并在一級指標范圍內設置二級風險指標，水電站廠房橋式起重機安裝安全評估指標體系構建如表1所示。

1.1安裝技術指標

（1）起重機基礎施工。針對水電站廠房橋式起重機基礎的作業施工主要包括橋式軌道的檢查與校正，此外，應合理設置軌道防護設施以及軌道終端止擋設備，同時應嚴格按照安裝規范以確保起重機起吊設施滑觸線的安裝質量。

（2）設備機械結構單元安裝。針對水電站廠房橋式起重機結構單元的安裝作業主要包括天錨吊裝、吊車吊裝、起重機頂升安裝、鋼絲繩固定、纜機主索安裝以及各結構部件的聯結與焊接［3］。

（3）設備機械機電單元安裝。針對水電站廠房橋式起重機機電單元的安裝作業主要包括操作控制系統、安全控制裝置、電器元件與電氣設備、警示信號燈、防觸電及防火設備、高壓保護開關等單元的安裝。

（4）設備調試負荷試驗。針對水電站廠房橋式起重機設備的調試負荷試驗應包括靜載試驗、動載試驗、額定荷載試驗以及空載試驗等規程。

1.2安裝管理指標

（1）專職安全監管。針對水電站廠房橋式起重機的專職安全監管主要涵蓋企業技術人員安全培訓教育、專職安全監管人員的配置、安裝作業技術負責人及起重機生成安全監管專人的上崗資格培訓，同時應注重對起重機械特種安裝作業人員的操作考核及專業技能的定期培訓。

表1　　廠房橋式起重機安裝安全評估指標體系

（2）安裝作業技術交底。針對水電站廠房橋式起重機的安裝作業技術交底主要包括安裝施工作業組織設計交底、安裝圖紙技術交底、分項安裝工程技術交底以及設計變更交底等環節［4］。

（3）安裝隱患排查及整改。在水電站廠房橋式起重機安裝施工作業中，物品的不安全狀態、人的不安全行為以及管理工作中的安全監管缺陷均易誘發安全事故。因此，針對上述安裝隱患實施排查并整改是降低事故發生概率、消除事故隱患的重要基礎性工作。

（4）事故應急預案。安裝施工作業中應急救援準備工作的核心內容即是事故應急預案的編制與實施，有效的事故應急預案可有序、及時且高效地指導開展現場應急救援工作。針對水電站廠房橋式起重機制定的安裝事故應急預案，可明確安全事故發生之前、發生全過程以及事故結束后安裝安全事故的責任主體，同時有利于事故救援工作相應資源的配備與策略制定。

表2　　安裝施工作業安全評估等級劃分

表3　　一級指標層判別矩陣

表4　　安裝工程綜合評估指標權重值

1.3安裝許可指標

（1）設備與隨機文件。水電站廠房橋式起重機械設備應為經國家許可且具有起重機械生產資質的廠家提供的合規合格產品，橋式起重機生產廠家應提供設備生產許可證，同時應隨機附上符合起重設備安全技術規程要求的產品質量合格證、設計文書、產品檢驗監督證明以及設備安裝維護使用說明書等必要文件［5］。

（2）安裝人員資格證明。水電站廠房橋式起重機的安裝作業人員應向特種設備監察機構申請許可，相關安裝施工作業人員再取得授權頒發的特種安裝作業資格證書后方可承擔安裝作業。

（3）安裝作業安全措施方案。承擔水電站廠房橋式起重機安裝施工作業的單位，應嚴格依據起重設施的安裝維護說明書、設計圖紙以及安裝作業安全技術規程等資料，編制安裝施工作業安全措施方案，該方案主要包括安裝施工組織方案、安裝詳圖、作業指導書以及安裝施工安全技術措施等文件，同時相關安裝施工作業安全措施方案應取得相關部門核準批復后方可實施。

2　橋式起重機安裝作業安全綜合評估模型構建

考慮到水電站廠房橋式起重機安裝施工作業安全評估指標體系的多層次性，應同時將主體對客體認知評估的模糊性納入考慮范疇，可依據組合模型評估法的基本原理，建立安裝施工作業指標體系，構建橋式起重機安全施工作業的綜合評估模型。

2.1權重集合構建

權重可用來表示各影響指標針對評估客體的相對重要程度，同時可采取層次分析法求得相應權重值。可依據表1所示的指標層次結構構建因素指標判斷矩陣，相關的判別矩陣可采用專家咨詢法量化各指標因素間的相對重要性［6］。水電站廠房橋式起重機安裝作業的安裝程度可劃分為非常安全、較安全、一般安全、不安全以及極不安全，并采取9標度法量化各安全程度水平。具體步驟可概括為：①計算各層次指標因素相對上層指標因素的重要程度；②計算各判別矩陣的特征向量與特征根，同時實施一致性檢驗；③求得具備一致性的判別矩陣所對應特征向量的分量即為各指標因素的權重值。

2.2多層次模糊綜合評估實施

可將各層次指標因素集S=｛S1，S2，…，Sn｝作為一級評估指標，評估集E=｛E1，E2，…，En｝所對應的權重集合表示為M=｛M1，M2，…，Mn｝。將一級指標集合中的各指標要素Si劃分為t個子集合，因此二級指標要素集Ui=｛Ui1，Ui2，…，Uit｝所對應的權重集合即為Mi=｛Mi1，Mi2，…，Mit｝，Si的單指標要素的評估矩陣可表示為Hi。針對一級指標層的模糊綜合評估即為對各子指標要素結合Si分別實施綜合評估，同時依據公式Bi=Mi×Hi對模糊矩陣的計算并進行歸一化處理［7］。針對二級指標層的模糊綜合評估即為采取一級評估的結果Li來建立各層次指標要素集S的單指標要素評估矩陣Hi，從而求得二級指標層綜合評估結果B=M×H。

3　實例工程評估分析

3.1安裝工程概況

新疆下坂地水利樞紐工程是以生態補水和春旱供水為主，結合發電的綜合性水利樞紐工程。該工程水電站廠房內裝設三臺單機出力為50MW的立軸混流式水輪發電機組，總裝機容量為150MW。主廠房內裝有1臺80+80T橋式起重機，雙梁跨度達15.8m，滑觸線為帶絕緣護套的安全滑觸線［8］。因此，可設定該橋式起重機安裝作業安全評估對象集A=｛廠房橋式起重機安裝作業安全評估狀態｝。

3.2安裝工程評估集及層次因素集確立

可將該水電站廠房橋式起重機安裝施工作業安全評估集合E=｛E1，E2，…，En｝劃分為5各評價等級，并采取10分制賦值各層次指標要素，評估等級如表2所示，同時可構建各層次指標因素集S=｛S1，S2，S3｝=｛B1，B2，B3｝。

3.3一級指標層及二級指標層權重集合計算

針對同一層次各指標要素實施兩兩比較從構建判別矩陣，一級指標層的判別矩陣如表3所示。

針對上述指標層的判別矩陣進行層次單排序及一致性檢驗，由CI=（λmax-n）/（n-1），計算可知，CI=0.00004，RI=0.56。CR=CI/RI＜0.1，即為相應判別矩陣滿足一致性檢驗要求。同時，結合專家咨詢結果以及該安裝工程橋式起重機設備的安裝資料，可采用上述方法求得各二級指標層對應一級指標層的相對權重值并對各二級指標要素評分賦值，如表4所示。

3.4模糊綜合評估計算

通過各二級指標要素權重Mi與其所對應單指標要素矩陣Hi實施一級模糊綜合評估計算可得，

同理可計算另2個一級指標層各要素及其所對應的評估等級隸屬度，如表5所示。

表5　　各一級指標對應各評估等級的隸屬度

依據一級指標層的模糊綜合評估計算結論，實施針對二級指標層的模糊綜合評估

因此，針對上述模糊綜合評估進行加權計算，從而得出橋式起重機安裝工程施工作業安全狀態綜合評估值：E=0.39×10+0.32×8+0.16×7+0.11×5+0.02× 1=8.15，因為E=8.15∈（8.9～8），所以新疆下坂地水利樞紐工程水電站廠房內橋式起重機安裝施工作業安全狀態綜合評估為“較安全”。

4　結語

通過構建基層模糊評價法的水電站廠房橋式起重機安裝作業安全狀態評估指標體系，構建各層級間的成對比較矩陣，探析了安裝技術指標、安裝管理指標以及安裝許可指標等要素對橋式起重機安裝安全的影響程度，有助于現場安裝施工作業人員依據綜合評估結果針對性地采取安全改進措施。針對水電站廠房橋式起重機安裝施工作業工程安全狀態的評估實例充分說明，層次分析法作為有效解決多層次綜合評估的多屬性決策方法，對起重設備安裝工程安全狀態的評估具有較強的適用性。陜西水利

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（責任編輯：暢妮）

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