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(shè)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(shè)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(yè)中存在的安全問題，結(jié)合橋式起重機安裝安全事故的特征，通過構(gòu)建基于模糊評價法的安裝作業(yè)安全狀態(tài)評估指標(biāo)體系，建立了相應(yīng)的綜合評估模型。應(yīng)用構(gòu)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(yè)安全狀態(tài)，綜合評估結(jié)果為“較安全”。研究可為同類型大型水電站起重設(shè)備安裝作業(yè)的安全評估提供決策依據(jù)。

橋式起重機；模糊理論；評估指標(biāo)；安全評估

引言

橋式起重機作為一種大型起吊設(shè)施，在工礦業(yè)、道路橋梁、房地產(chǎn)以及水利水電工程等基礎(chǔ)設(shè)施以及工業(yè)生產(chǎn)活動中得到廣泛的應(yīng)用。橋式起吊設(shè)施普遍應(yīng)用于水電站廠房中，作為大型水輪機與機電設(shè)備的主要起吊轉(zhuǎn)運工具。然而，橋式起重機在產(chǎn)品的安裝與調(diào)試使用過程中涉及環(huán)節(jié)眾多，尤其針對水電站廠房重型設(shè)備的起吊作業(yè)危險性大，任何一個安裝環(huán)節(jié)的不良問題都可能引發(fā)起重設(shè)備的損壞并嚴(yán)重威脅水電站工程技術(shù)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(gòu)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(fēng)險，以期為同類型橋式起重機安裝作業(yè)的優(yōu)化設(shè)計提供有益借鑒。

1　橋式起重機安裝風(fēng)險評估指標(biāo)體系構(gòu)建

安裝工程安全檢查表作為我國安裝作業(yè)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(yīng)用效果。因此，可在安裝工程安全檢查表基礎(chǔ)上，結(jié)合安全系統(tǒng)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(yè)過程中影響橋式起重機安全的有害要素與風(fēng)險［2］。同時，可通過構(gòu)建影響橋式起重機安裝作業(yè)安全的一級指標(biāo)如安裝技術(shù)、安裝管理以及安裝許可，并在一級指標(biāo)范圍內(nèi)設(shè)置二級風(fēng)險指標(biāo)，水電站廠房橋式起重機安裝安全評估指標(biāo)體系構(gòu)建如表1所示。

1.1安裝技術(shù)指標(biāo)

（1）起重機基礎(chǔ)施工。針對水電站廠房橋式起重機基礎(chǔ)的作業(yè)施工主要包括橋式軌道的檢查與校正，此外，應(yīng)合理設(shè)置軌道防護設(shè)施以及軌道終端止擋設(shè)備，同時應(yīng)嚴(yán)格按照安裝規(guī)范以確保起重機起吊設(shè)施滑觸線的安裝質(zhì)量。

（2）設(shè)備機械結(jié)構(gòu)單元安裝。針對水電站廠房橋式起重機結(jié)構(gòu)單元的安裝作業(yè)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(jié)構(gòu)部件的聯(lián)結(jié)與焊接［3］。

（3）設(shè)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(yè)主要包括操作控制系統(tǒng)、安全控制裝置、電器元件與電氣設(shè)備、警示信號燈、防觸電及防火設(shè)備、高壓保護開關(guān)等單元的安裝。

（4）設(shè)備調(diào)試負(fù)荷試驗。針對水電站廠房橋式起重機設(shè)備的調(diào)試負(fù)荷試驗應(yīng)包括靜載試驗、動載試驗、額定荷載試驗以及空載試驗等規(guī)程。

1.2安裝管理指標(biāo)

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

表1　　廠房橋式起重機安裝安全評估指標(biāo)體系

（2）安裝作業(yè)技術(shù)交底。針對水電站廠房橋式起重機的安裝作業(yè)技術(shù)交底主要包括安裝施工作業(yè)組織設(shè)計交底、安裝圖紙技術(shù)交底、分項安裝工程技術(shù)交底以及設(shè)計變更交底等環(huán)節(jié)［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(yè)中，物品的不安全狀態(tài)、人的不安全行為以及管理工作中的安全監(jiān)管缺陷均易誘發(fā)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(fā)生概率、消除事故隱患的重要基礎(chǔ)性工作。

（4）事故應(yīng)急預(yù)案。安裝施工作業(yè)中應(yīng)急救援準(zhǔn)備工作的核心內(nèi)容即是事故應(yīng)急預(yù)案的編制與實施，有效的事故應(yīng)急預(yù)案可有序、及時且高效地指導(dǎo)開展現(xiàn)場應(yīng)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(yīng)急預(yù)案，可明確安全事故發(fā)生之前、發(fā)生全過程以及事故結(jié)束后安裝安全事故的責(zé)任主體，同時有利于事故救援工作相應(yīng)資源的配備與策略制定。

表2　　安裝施工作業(yè)安全評估等級劃分

表3　　一級指標(biāo)層判別矩陣

表4　　安裝工程綜合評估指標(biāo)權(quán)重值

1.3安裝許可指標(biāo)

（1）設(shè)備與隨機文件。水電站廠房橋式起重機械設(shè)備應(yīng)為經(jīng)國家許可且具有起重機械生產(chǎn)資質(zhì)的廠家提供的合規(guī)合格產(chǎn)品，橋式起重機生產(chǎn)廠家應(yīng)提供設(shè)備生產(chǎn)許可證，同時應(yīng)隨機附上符合起重設(shè)備安全技術(shù)規(guī)程要求的產(chǎn)品質(zhì)量合格證、設(shè)計文書、產(chǎn)品檢驗監(jiān)督證明以及設(shè)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(yè)人員應(yīng)向特種設(shè)備監(jiān)察機構(gòu)申請許可，相關(guān)安裝施工作業(yè)人員再取得授權(quán)頒發(fā)的特種安裝作業(yè)資格證書后方可承擔(dān)安裝作業(yè)。

（3）安裝作業(yè)安全措施方案。承擔(dān)水電站廠房橋式起重機安裝施工作業(yè)的單位，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)起重設(shè)施的安裝維護說明書、設(shè)計圖紙以及安裝作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程等資料，編制安裝施工作業(yè)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(yè)指導(dǎo)書以及安裝施工安全技術(shù)措施等文件，同時相關(guān)安裝施工作業(yè)安全措施方案應(yīng)取得相關(guān)部門核準(zhǔn)批復(fù)后方可實施。

2　橋式起重機安裝作業(yè)安全綜合評估模型構(gòu)建

考慮到水電站廠房橋式起重機安裝施工作業(yè)安全評估指標(biāo)體系的多層次性，應(yīng)同時將主體對客體認(rèn)知評估的模糊性納入考慮范疇，可依據(jù)組合模型評估法的基本原理，建立安裝施工作業(yè)指標(biāo)體系，構(gòu)建橋式起重機安全施工作業(yè)的綜合評估模型。

2.1權(quán)重集合構(gòu)建

權(quán)重可用來表示各影響指標(biāo)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(yīng)權(quán)重值?？梢罁?jù)表1所示的指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建因素指標(biāo)判斷矩陣，相關(guān)的判別矩陣可采用專家咨詢法量化各指標(biāo)因素間的相對重要性［6］。水電站廠房橋式起重機安裝作業(yè)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(biāo)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(biāo)因素相對上層指標(biāo)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(yīng)特征向量的分量即為各指標(biāo)因素的權(quán)重值。

2.2多層次模糊綜合評估實施

可將各層次指標(biāo)因素集S=｛S1，S2，…，Sn｝作為一級評估指標(biāo)，評估集E=｛E1，E2，…，En｝所對應(yīng)的權(quán)重集合表示為M=｛M1，M2，…，Mn｝。將一級指標(biāo)集合中的各指標(biāo)要素Si劃分為t個子集合，因此二級指標(biāo)要素集Ui=｛Ui1，Ui2，…，Uit｝所對應(yīng)的權(quán)重集合即為Mi=｛Mi1，Mi2，…，Mit｝，Si的單指標(biāo)要素的評估矩陣可表示為Hi。針對一級指標(biāo)層的模糊綜合評估即為對各子指標(biāo)要素結(jié)合Si分別實施綜合評估，同時依據(jù)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(biāo)層的模糊綜合評估即為采取一級評估的結(jié)果Li來建立各層次指標(biāo)要素集S的單指標(biāo)要素評估矩陣Hi，從而求得二級指標(biāo)層綜合評估結(jié)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(tài)補水和春旱供水為主，結(jié)合發(fā)電的綜合性水利樞紐工程。該工程水電站廠房內(nèi)裝設(shè)三臺單機出力為50MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量為150MW。主廠房內(nèi)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(shè)定該橋式起重機安裝作業(yè)安全評估對象集A=｛廠房橋式起重機安裝作業(yè)安全評估狀態(tài)｝。

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(yè)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(biāo)要素，評估等級如表2所示，同時可構(gòu)建各層次指標(biāo)因素集S=｛S1，S2，S3｝=｛B1，B2，B3｝。

3.3一級指標(biāo)層及二級指標(biāo)層權(quán)重集合計算

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

針對上述指標(biāo)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(yīng)判別矩陣滿足一致性檢驗要求。同時，結(jié)合專家咨詢結(jié)果以及該安裝工程橋式起重機設(shè)備的安裝資料，可采用上述方法求得各二級指標(biāo)層對應(yīng)一級指標(biāo)層的相對權(quán)重值并對各二級指標(biāo)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(biāo)要素權(quán)重Mi與其所對應(yīng)單指標(biāo)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(biāo)層各要素及其所對應(yīng)的評估等級隸屬度，如表5所示。

表5　　各一級指標(biāo)對應(yīng)各評估等級的隸屬度

依據(jù)一級指標(biāo)層的模糊綜合評估計算結(jié)論，實施針對二級指標(biāo)層的模糊綜合評估

因此，針對上述模糊綜合評估進行加權(quán)計算，從而得出橋式起重機安裝工程施工作業(yè)安全狀態(tài)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(nèi)橋式起重機安裝施工作業(yè)安全狀態(tài)綜合評估為“較安全”。

4　結(jié)語

通過構(gòu)建基層模糊評價法的水電站廠房橋式起重機安裝作業(yè)安全狀態(tài)評估指標(biāo)體系，構(gòu)建各層級間的成對比較矩陣，探析了安裝技術(shù)指標(biāo)、安裝管理指標(biāo)以及安裝許可指標(biāo)等要素對橋式起重機安裝安全的影響程度，有助于現(xiàn)場安裝施工作業(yè)人員依據(jù)綜合評估結(jié)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(yè)工程安全狀態(tài)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(shè)備安裝工程安全狀態(tài)的評估具有較強的適用性。陜西水利

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（責(zé)任編輯：暢妮）

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