智能變電站新建工程施工安全風險預警研究

陳 鵬申惠琪

1.國網冀北電力有限公司工程管理分公司 北京100067

2.國網冀北電力有限公司經濟技術研究院 北京100038

0 引言

社會用電情況隨著國民經濟的發展在穩定提升,智能變電站相關建設緊跟步伐,但由于其強大的用電量以及復雜的施工技術,導致智能變電站出現諸多風險事故,對施工人員的生命安全構成了嚴重威脅[1]。國家電網公司十分重視智能變電站工程施工過程中的安全風險管理,但是現階段智能變電站新建工程存在很多安全不規范、管理制度不健全的問題,施工現場監理形同虛設,施工現場混亂,安全風險大,事故隱患大[2]。面對這種情況,傳統的安全風險預警方法雖然能夠實現一定的預警,但是面對現階段施工項目越來越復雜,所需要監理的參數越來越多,在實際預警過程中及時性存在一定的不足[3-5]。因此,提出智能變電站新建工程施工安全風險預警研究,解決上述中傳統安全風險預警方法中存在的問題。

1 智能變電站新建工程施工安全風險預警方法設計

1.1 計算施工安全風險預警指標權重 一般情況下,將智能變電站新建工程施工安全風險預警指標分為人員因素、環境因素、設備及材料因素、以及管理因素四個因素,其對應的指標分別是人員不安全狀態、人員不安全行為、作業環境、地質環境、設備及材料、制度管理以及運行管理預警指標[6]。

采用標度法對上述中各個指標進行打分,構成兩兩比較判斷矩陣,矩陣如下:

在權重計算過程中,綜合指標評分結果,計算各個指標評對應的模糊偏好關系的平均數,將計算結果作為后續預警等級劃分的基礎依據之一。即:

公式中qij為模糊偏好關系的平均數,將此值作為計算權重的基礎依據,結合模糊偏好關系矩陣Q= qij（ ）,分別計算每個指標的平均偏好程度和每個指標的相對權重

公式中ηi 為平均偏好程度,ui為相對權重。依據計算的權重結果,劃分智能變電站新建工程施工安全風險等級。

1.2 警度劃分及警限確定 基于上述分析,結合實際需求對施工安全風險預警精度進行劃分。實際施工中,受到周圍建筑或自然條件的限制,施工難度比較大,惡劣的環境嚴重影響了施工的進程。同時,施工過程中需要使用很多復雜的大型機械、設施設備,這些設備具有臨時性,交叉作業較多,安全隱患較多并且很復雜[8]。將智能變電站新建工程施工安全風險等級劃分為5個部分:

(1)稍有風險,警度為無警,即可以接受的風險,警度信號為綠色;

(2)一般風險,警度為輕警,即極低風險,可能造成輕傷事故,需要注意,警度信號為藍色;

(3)顯著風險,警度為中警,即危險較高,可能造成重傷事故,需要整改,警度信號為黃色;

(4)高度風險,警度為重警,即風險程度高,可能造成死亡事故,需要立即整改,警度信號為橙色;

(5)極高風險,警度為巨警,即危機狀態,可能造成惡性人身傷害及死亡事故,不能繼續作業,警度信號為紅色。

當警度信號為綠色時,不需要采取措施;如果是其它預警,則需要進行施工現場的布置。

1.3 設計單指標預警模型 確定預警等級,建立單指標預警模型,如圖1所示。

圖1 新建工程施工安全風險預警模型

新建工程施工安全風險預警模型中主要包含兩個部分,其中一部分是安全風險等級部分,該部分主要是將指標權重計算結果作為輸入量,根據計算結果將安全風險劃分為三個區域,分別是安全等級、預警等級和應急等級。另一個部分是施工工程網絡模型部分,主要利用該部分計算出安全風險預警值。

模型中包含一個比較器,其主要作用是比較輸出預警值與設定的預警閾值的大小,最終得到安全風險等級區間。根據安全風險預警輸出結果分析安全風險趨勢,研究出現不同的警級的具體原因,采用逆向分析方法分析警級成因,根據不同的分析結果制定不同的防范措施,將主要信息反饋給風險識別模塊,實現對施工安全風險的動態監測。

智能變電站新建工程施工安全風險預警模型建立以后,對模型進行了工程實際運用,以驗證該數學模型的可靠性,該模型應用于某電網220k V 恒莊變,該變電站高壓側采用雙母線接線,中壓側采用單母線分段接線、低壓側采用單母線分段接線的方式。在母線間隔下,開展一次設備不停電,設備復役時的安全風險預警工作,智能變電站新建工程施工安全風險預警模型工程應用流程為:首先由專家小組對安全風險指標進行評分,以此形成模糊偏好矩陣,通過矩陣判斷以及結合上文公式(6)和公式(7)計算得到的偏好程度和指標權重,對指標因素進行評估,在此基礎上再做一次綜合評估,根據綜合評估結果劃分智能變電站新建工程施工安全風險等級并采取相應措施,至此完成模型在智能變電站新建工程中的應用。

2 智能變電站新建工程施工安全風險預警方法實驗研究

在智能變電站新建工程施工安全風險預警方法實驗研究中,對某電網220k V恒莊變變電站施工企業人員的不安全狀態做風險預警,依據圖2的智能變電站新建工程施工安全風險預警模型工程應用流程圖,在實驗前首先選擇10位專家參加評分,分別對企業人員的施工工作負荷、工作舒適度、公平度和滿意度進行打分,并根據圖1設計的新建工程施工安全風險預警模型輸出指標變量結果。其中,專家打分標準如表1所示。

表1 施工人員不安全狀態指標打分標準

在實驗云模型上,執行不同的施工安全預警方法,針對以基本預警指標作為實驗參數,結合表1的打分標準輸入matlab仿真軟件,計算不同安全預警方法隸屬度,輸出實驗結果如圖2所示。

圖2 仿真結果

由圖2可知,提出的安全風險預警方法計算得到的隸屬度更高,與其它兩組實驗結果相比,該預警方法隸屬度高,說明在預警過程中,該方法及時性更好。綜上所述,提出的智能變電站新建工程施工安全風險預警方法具有更好的及時性,能夠進一步保證施工安全。

3 結束語

本文圍繞著智能變電站新建工程施工安全問題展開研究與分析,在大量文獻資料的支持下,設計智能變電站新建工程施工安全風險預警方法。在方法設計完成后,通過對比實驗驗證了提出的安全風險預警方法的可靠性。但是智能變電站工程施工涉及的作業比較多,除了基本的預警方法外,還需要結合電力相關企業的實際情況,施工安全風險預警的研究還有進一步提高。