基于未知測度的高海拔水利工程安全施工研究

許 峰 張儒學 鄧明偉

(1.三峽大學水利與環境學院，湖北 宜昌 443002； 2.三峽集團西藏能源投資有限公司，西藏 拉薩 850000；3.西藏開發投資集團有限公司，西藏 拉薩 850000； 4.巴東縣國土資源局，湖北 恩施 444300)

大型水利工程對于區域發展意義重大，它具有投資規模大、建設周期長、技術難度高、施工條件復雜等特點[1-3]。近年來，新建水利工程建設地點多在高原地區，高原地區復雜的地質條件對于水利工程安全環境影響巨大，向企業安全管理能力提出新的挑戰[4]。然而，成熟的安全管理能力是保障水利工程建設項目施工安全、平穩運行的重要途徑[5]。因此，提升安全管理效率是項目管理的重要任務之一。

現行研究較少考慮水電工程生產實際，特別是高原地區水利工程項目特點，不適用于高原地區水利工程項目安全管理評價，且較少針對高原地區水利工程安全管理整體環境進行研究。鑒于此，筆者針對高原地區施工環境特點，考慮施工安全影響因素，量化各指標對于安全管理影響程度，以期提出高原地區水利工程項目安全管理評價方法，為高原地區水利工程安全管理提供理論依據。

1 評價指標體系的建立

高原地區空氣稀薄、施工環境惡劣，在水利工程安全管理過程中難度較大。水利工程安全管理的影響因素是一個動態的集合系統，影響因素眾多且變化較大，晝夜的溫差變化、氣候條件變化、高原氣壓的變化等方面對于安全管理過程影響巨大，因此，將影響高原地區水利工程安全管理的因素分為四大類：職業健康、施工布置、作業安全和安全生產。建立涵蓋職業健康、施工布置、作業安全和安全生產4個一級指標，13個二級評價指標的水電工程施工環境安全評價指標體系，其遞階層次結構如圖1所示。

2 成熟度模型

項目安全管理成熟度根據企業安全管理主要特征進行劃分，通過企業管理過程中的主要特征，加強安全管理措施，促進企業安全管理水平不斷提升達到成熟水平。成熟度模型劃分的主要特征如表1所示。

表1 安全管理成熟度等級的特點

3 未知測度模型

3.1 未知測度函數構建

目標評價對象所有指標因素所組成的集合稱為評價空間，記為X。設x1,x2,…,xn是評價空間中的所有評價因素，若xij為第i個評價因素xi關于第j(j=1,2,…,m)個指標Ij的測量度，則xi可表示為一個m維向量：

xi=(xi1,xi2,…,xim)

(1)

對xij有p個評價等級c1,c2，…,cp，評價等級空間記作U，則：

U=c1,c2，…,cp

(2)

且ci∩cj=φ(i≠j；i,j=1,2,…，p)，φ表示空集。用ck表示第k個評價等級，若ck比ck+1“高”，記為ck>ck+1(k=1,2,…,p-1)，若c1c2>…>cp，則稱c1,c2,…,cp為評價等級空間U上的一個有序分割類。在水利工程安全管理成熟度評價中，評價有序空間的意義表示。前一個等級比后一個等級的成熟度低(或者安全管理水平低)。

顯然，U可以表示為：

(3)

U為一種可測空間，滿足對集合交、并、補運算的封閉。

設μijk=μ(xij∈ck)表示測量度xij屬于第k評價等級ck的程度，要求μ滿足：

0≤μ(xij∈ck)≤1 (i=1,2,…，n;j=1,2,…,m;k=1,2,…,p)

(4)

μ(xij∈U)=1 (i=1,2,…，n;j=1,2,…,m)

(5)

(6)

(7)

則稱μ為未確知測度，簡稱測度。其中，式(3)為μ對于成熟度等級U滿足歸一性要求，式(4)為μ對于成熟度等級U滿足可加性要求。根據未確知測度定義，構造速度影響指標的單指標測度函數，得到單指標測度矩陣。

(8)

3.2 指標權重確定

高原地區水利工程影響因素眾多，多因素的指標體系研究涉及到定量分析權重的問題，由于在高原地區水利工程安全管理過程中各個影響因素之間無線性補償作用，即各個指標價格地位一致，故采用乘法計算高原地區水利工程安全管理影響因素，即:

(9)

4 實例分析

基于上述未知測度模型，對四川省某高原地區水利工程安全管理進行全面評價。結合專家對于該水利工程安全管理水平打分情況，以職業健康為例，得到如下職業健康單指標測度矩陣：

(10)

依次求得各因素影響測度，得出多因素影響測度矩陣：

(11)

根據信息熵模型與多因素測度矩陣求得準則層指標權重向量W：

W=(w1,w2,w3,w4=(0.114,0.178,0.355,0.353)

(12)

根據式(7)計算可知該評價指標綜合測度向量為：

(13)

故，該高原地區水利工程安全管理成熟度評價結果為C3級，即規范級。評價結果與生產實際相吻合：項目安全管理基本流程規范化，各級人員任務安排明確，安全防范意識強，施工現場對于危險源的控制較為合理，整體安全管理處于較為主動狀態。

5 結語

1)考慮到高原地區水利工程安全管理過程影響因素眾多，分別從職業健康、施工布置、作業安全和安全生產四個方面建立了高原地區水利工程安全管理成熟度評價指標體系。綜合考慮評價指標體系中各指標的權重，提出了高原地區水利工程安全管理成熟度未知測度評價方法。

2)根據模型計算結果，置信度識別表示該水利工程的安全管理成熟度為3級，即規范級，符合該水利工程生產運營情況。如需績效提高安全管理成熟度，應從職業健康和施工布置方面進行整改，完善安全管理流程，提升安全管理水平。

參考文獻：

[1] 王富永,劉中強,田安建.淺談水利工程質量監督與執法[J].人民珠江,1998(4):55-56.

[2] 程 飛.應用生態工程原理解決水利工程施工中的環境問題[J].水利學報,2002(3):55-58,63.

[3] 任瑞雪,趙茂羊.多屬性群決策在水電工程施工方案中的評價與優選[J].人民珠江,2016,37(8):57-60.

[4] 周 偉,曾云英,陳紹軍,等.西藏高原基礎設施建設規劃的生態風險評價——以西藏山南地區為例[J].自然災害學報,2007(4):21-26.

[5] 蔣洪強,劉正廣,徐玖平.基于管理成熟度的大型水利水電工程環境績效評價研究[J].生態環境學報,2009,18(6):2399-2403.