基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的鐵路“四電”工程質(zhì)量安全風(fēng)險研究

盧 睿，孔文亞，方明亮

（1.中鐵武漢電氣化局有限公司，湖北 武漢 430070；2.滬昆鐵路客運(yùn)專線 湖南有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410116）

近年來，以電氣化鐵路為主要類型的鐵路建設(shè)項目正逐漸成為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，鐵路四電工程更是保障電氣化鐵路穩(wěn)定運(yùn)行以及安全高效調(diào)度的重中之重。鐵路四電工程作為一項集通信、信號、電力及牽引供電4種專業(yè)于一體的綜合性系統(tǒng)工程，一方面具有參與單位多、持續(xù)周期長、涉及范圍廣、質(zhì)量安全影響因素復(fù)雜等鐵路建設(shè)項目的典型特點(diǎn)；另一方面，也具有隱蔽工程多、接口問題解決難、各專業(yè)之間協(xié)調(diào)困難、對施工人員專業(yè)素質(zhì)要求高等四電工程的獨(dú)有特征。在這些因素的影響下，及時準(zhǔn)確地識別出重要的工程質(zhì)量安全風(fēng)險并做出相應(yīng)的預(yù)防和控制措施，成為當(dāng)前鐵路四電工程質(zhì)量安全管控的難點(diǎn)。

邢志雷［1］和張建［2］主要從施工階段對鐵路四電工程建設(shè)中的質(zhì)量安全控制策略進(jìn)行分析。雷濤［3］和敬永東［4］則從四電工程不同專業(yè)的視角對工程建設(shè)中容易出現(xiàn)的質(zhì)量安全問題進(jìn)行了闡述，并分別提出了相應(yīng)的管控措施。四電接口作為連接站前、站后的介質(zhì)和紐帶，對四電工程起到了控制性作用，因此也有學(xué)者重點(diǎn)對四電接口的安全質(zhì)量管理進(jìn)行了研究［5-7］。質(zhì)量安全管理作為一種工程管理手段，具有“全面、全過程、全員參與”的特征［8］，在四電工程中進(jìn)行質(zhì)量安全管理需要從四電工程全生命周期的角度出發(fā)對有可能遇到的質(zhì)量安全風(fēng)險進(jìn)行全面的分析并加以管控。但是，現(xiàn)有研究主要側(cè)重于施工階段，忽略了設(shè)計、運(yùn)維等其他階段，缺乏對不同參建單位的風(fēng)險預(yù)測及責(zé)任劃分，容易造成相關(guān)管理人員對質(zhì)量安全風(fēng)險的把握不到位、責(zé)任落實不明確等問題。

本文從建設(shè)時期、參建單位、質(zhì)量控制流程3個維度構(gòu)建鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險三維管理體系，有效地識別全生命周期內(nèi)不同單位實施不同操作流程時所遇到的質(zhì)量安全風(fēng)險；然后基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對三維管理體系中的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行定量分析；最后根據(jù)定量分析結(jié)果從建設(shè)時期、參建單位、質(zhì)量控制流程3個方面有針對性地提出風(fēng)險管控措施，為實現(xiàn)四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險提前預(yù)防以及管控工作精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、常效化提供理論支撐。

1 四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險三維管理體系

本文在梳理總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從項目的建設(shè)時期、項目參建單位以及質(zhì)量控制流程這3個維度研究四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險三維管理體系的組成要素，經(jīng)過實地調(diào)研并與專家進(jìn)行討論，總結(jié)專家意見，系統(tǒng)分析鐵路四電工程全生命周期中涉及質(zhì)量安全管理的組織、流程和方法，最終建立起全面的鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險管理體系，并以此為依據(jù)進(jìn)行風(fēng)險的識別、評估與控制，保障鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險管控的科學(xué)性。

1.1 建設(shè)時期維度

建設(shè)項目的全生命周期是指從建設(shè)意圖產(chǎn)生到項目結(jié)束的全過程，一般包括決策階段、設(shè)計階段、施工階段和運(yùn)維階段［9］?；谌芷诘蔫F路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險管理就是將相對獨(dú)立的各階段所產(chǎn)生的質(zhì)量安全風(fēng)險進(jìn)行集成和統(tǒng)一，提高四電工程質(zhì)量安全管理的精度和效率。通過總結(jié)文獻(xiàn)和專家討論，得到四電工程全生命周期各階段容易發(fā)生的質(zhì)量安全風(fēng)險因素，見表1。在表1中，決策階段和設(shè)計階段存在的風(fēng)險因素較少，而施工階段和運(yùn)維階段則具有更多的風(fēng)險因素，在對應(yīng)工程周期內(nèi)產(chǎn)生質(zhì)量安全風(fēng)險的可能性更高。

表1 四電工程全生命周期質(zhì)量安全風(fēng)險因素

1.2 參建單位維度

在四電工程全生命建設(shè)周期內(nèi)，不同的參建單位具有不同的質(zhì)量安全管理職責(zé)。盧春房［10］將鐵路建設(shè)工程參建單位劃分為業(yè)主方、設(shè)計方、專業(yè)咨詢方、監(jiān)理方、施工承包方、材料設(shè)備供應(yīng)方以及運(yùn)營方。此外，同一參建單位不同的人員對于工程質(zhì)量安全風(fēng)險的影響也存在差異。本研究將項目參建單位劃分為業(yè)主單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位、運(yùn)維單位5個主要部分，其中參建單位在全生命周期各階段的質(zhì)量安全管理職責(zé)劃分如圖1所示。在圖1中，業(yè)主單位作為主要管理單位，需要在各個階段履行質(zhì)量安全管理職責(zé)，設(shè)計單位、施工單位以及監(jiān)理單位則主要在設(shè)計階段和施工階段履行職責(zé)，運(yùn)維單位則在項目建設(shè)后期及運(yùn)維階段進(jìn)行質(zhì)量安全管理。

圖1 各階段參建單位質(zhì)量安全管理職責(zé)劃分

在明確參建單位在各階段的質(zhì)量安全管理職責(zé)的基礎(chǔ)上，得到四電工程各參建單位易發(fā)生的質(zhì)量安全風(fēng)險因素，見表2。從表中可以看出，業(yè)主單位和施工單位的風(fēng)險因素主要是各個部門工程師操作不規(guī)范，設(shè)計單位、監(jiān)理單位以及運(yùn)維單位的風(fēng)險因素則主要為單位人員業(yè)務(wù)能力或?qū)I(yè)水平低。

表2 四電工程質(zhì)量安全參建單位風(fēng)險因素

1.3 質(zhì)量控制流程維度

在實際鐵路四電工程中，為了保證施工質(zhì)量和安全，參建單位制定了一系列針對不同業(yè)務(wù)的質(zhì)量安全控制流程，不同流程以及同一流程內(nèi)的不同工序之間往往存在相互關(guān)系，并共同作用于四電工程的質(zhì)量和安全?，F(xiàn)有研究缺乏對質(zhì)量控制流程的分解，導(dǎo)致四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險因素確定不準(zhǔn)確，無法有效指導(dǎo)工程質(zhì)量安全風(fēng)險的管控。通過調(diào)研四電工程質(zhì)量安全相關(guān)的業(yè)務(wù)流程，并結(jié)合專家意見，本文確定質(zhì)量控制流程的主要組成要素及風(fēng)險因素，見表3。表3共涵蓋了物資管理、施工申請、技術(shù)交底、隱蔽工程、日常質(zhì)量檢查、接口交接、工程驗收管理7 個質(zhì)量控制流程所存在的具體風(fēng)險。物資管理流程風(fēng)險主要存在于采購、驗收、出入庫及預(yù)配環(huán)節(jié)，施工申請、技術(shù)交底、隱蔽工程、日常質(zhì)量檢查、接口交接流程則主要是違反標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而導(dǎo)致的操作風(fēng)險，工程驗收流程風(fēng)險主要存在于靜態(tài)驗收、聯(lián)調(diào)聯(lián)試、動態(tài)驗收環(huán)節(jié)。

表3 四電工程質(zhì)量安全控制流程風(fēng)險因素

2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論

2.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型建立

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型是一種將概率論知識作為理論基礎(chǔ)，以圖形作為表達(dá)手段的有向節(jié)點(diǎn)圖。其中，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的有向線段表示不同變量之間的相互關(guān)系，節(jié)點(diǎn)一般分為父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)，每一節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)貝葉斯理論中唯一的變量。根據(jù)貝葉斯定理和不同節(jié)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，可求得每一節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的描述不同實際狀態(tài)分布的概率表，稱為條件概率表（Conditional Probability Table，CPT）。借助節(jié)點(diǎn)及有向線段構(gòu)造貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，借助條件概率表賦予貝葉斯網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)意義，從而使得貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型可以定性和定量地解決實際問題。其表達(dá)式為

其中，θ=｛p（Xi|πXi）｝

式中：FNS表示貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；G為有向節(jié)點(diǎn)圖，圖形中不同的節(jié)點(diǎn)表示隨機(jī)變量X1，X2，…，Xn，有向線段表示不同變量的相互關(guān)系，從節(jié)點(diǎn)X1到節(jié)點(diǎn)X2有向線段的圖形意義為X1對X2有直接的因果關(guān)系；θ為條件概率表；πXi表示節(jié)點(diǎn)Xi的父節(jié)點(diǎn)集。

2.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型求解

借助實際數(shù)據(jù)和專業(yè)人員經(jīng)驗來確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型不同節(jié)點(diǎn)的條件概率表和具體參數(shù)的過程稱為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)參數(shù)學(xué)習(xí)。參數(shù)學(xué)習(xí)的常用方法包括最大似然估計法以及貝葉斯統(tǒng)計法，兩者的區(qū)別在于：最大似然估計法將參數(shù)認(rèn)定為固定變量，其求解不受以往經(jīng)驗和知識的影響；貝葉斯統(tǒng)計法則將待求解參數(shù)認(rèn)定為隨機(jī)變量，可以充分利用以往經(jīng)驗和理論知識［11］?？紤]到鐵路建設(shè)需要大量參考以往工程和專業(yè)人員的經(jīng)驗，因此本文貝葉斯網(wǎng)絡(luò)確定參數(shù)學(xué)習(xí)方法為貝葉斯統(tǒng)計法。貝葉斯統(tǒng)計法模型求解過程可具體描述如下。

假設(shè)A，B是影響鐵路四電工程質(zhì)量安全的2個主要風(fēng)險因素，根據(jù)風(fēng)險因素A，B建立1 個簡單的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，如圖2所示。其中，A，B為父節(jié)點(diǎn)，Z為子節(jié)點(diǎn)，代表鐵路四電工程整體發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險的概率。各個節(jié)點(diǎn)中的Y 和N 分別代表風(fēng)險發(fā)生和不發(fā)生，對應(yīng)的數(shù)字代表發(fā)生的概率。

圖2 簡單的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)圖

通過調(diào)研及專家討論等方法確定風(fēng)險因素A和B在四電工程建設(shè)中發(fā)生風(fēng)險的概率分別為0.100 和0.120。如僅依靠這2 個風(fēng)險因素獨(dú)立發(fā)生風(fēng)險的概率，則無法確定四電工程整體發(fā)生風(fēng)險的概率，因為鐵路四電工程發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險通常是多種因素共同造成的，因此還需要確定風(fēng)險因素A，B的是否發(fā)生風(fēng)險的聯(lián)合概率，即確定Z節(jié)點(diǎn)的條件概率表，此步驟一般是利用實際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)學(xué)習(xí)并經(jīng)過專家討論完善。本例確定好的子節(jié)點(diǎn)Z的條件概率表見表4。由表可以看出，當(dāng)風(fēng)險因素A和風(fēng)險因素B同時發(fā)生風(fēng)險時，工程整體發(fā)生風(fēng)險的概率為0.400，當(dāng)風(fēng)險因素A和風(fēng)險因素B均沒有發(fā)生風(fēng)險時，工程整體發(fā)生風(fēng)險的概率僅為0.100。

表4 子節(jié)點(diǎn)條件概率

在確定表4條件概率表的基礎(chǔ)上利用貝葉斯定理，可以算出Z節(jié)點(diǎn)的無條件概率，即

P（Z=Y）=P（Z=Y|A=Y，B=Y）×P（A=Y）×P（B=Y）+P（Z=Y|A=Y，B=N）×P（A=Y）×P（B=N）+P（Z=Y|A=N，B=Y）×P（A=N）×P（B=Y）+P（Z=Y|A=N，B=N）×P（A=N）×P（B=N）=0.400×0.100×0.120+0.250×0.100×0.880+0.180×0.900×0.120+0.100×0.900×0.880=0.125

P（Z=N）=1-P（Z=Y）=0.875，圖2中Z子節(jié)點(diǎn)的概率即為本次貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的求解結(jié)果。

2.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用

根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的求解結(jié)果對參數(shù)化后的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)用，主要包括敏感性分析和逆向推理。敏感性分析主要利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)效應(yīng)分別對網(wǎng)絡(luò)中每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行假定，通過計算每一節(jié)點(diǎn)假定百分之百發(fā)生和百分之百不發(fā)生時其他節(jié)點(diǎn)概率所受影響的程度，進(jìn)而找出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中對其他節(jié)點(diǎn)影響較大的敏感性節(jié)點(diǎn)，并最終確定所對應(yīng)實際問題中的敏感性因素。逆向推理假定子節(jié)點(diǎn)某一條件下的發(fā)生概率為百分之百，進(jìn)而計算父節(jié)點(diǎn)不同條件下的發(fā)生概率。圖3為子節(jié)點(diǎn)“Z”存在風(fēng)險時，父節(jié)點(diǎn)A和B發(fā)生風(fēng)險的概率分別為0.214 和0.193。識別敏感性因素和逆向推理均有助于決策者了解存在重大隱患的風(fēng)險因素，提前制定合理的應(yīng)對措施，應(yīng)對質(zhì)量安全隱患的發(fā)生。

圖3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的逆向推理

3 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險

由于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有靈活地輸入和輸出數(shù)據(jù)、處理小樣本以及不完整或帶有噪聲的數(shù)據(jù)集、有效利用專家意見等諸多優(yōu)點(diǎn)［12］，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工程項目風(fēng)險分析和決策支持領(lǐng)域。采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)險分析的前提是已經(jīng)識別風(fēng)險因素。在此基礎(chǔ)上，確定各風(fēng)險因素的相互關(guān)系，建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，通過參數(shù)學(xué)習(xí)確定網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，然后進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的敏感性分析及逆向推理，找出關(guān)鍵風(fēng)險因素，最后針對關(guān)鍵風(fēng)險因素給出相應(yīng)建議。

根據(jù)以上思路，以鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險三維管理體系為基礎(chǔ)，建立基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險分析流程圖，如圖4所示。

圖4 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險分析流程

3.1 風(fēng)險識別

首先，設(shè)計調(diào)查問卷對選出的各項風(fēng)險因素進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括每項風(fēng)險因素發(fā)生的可能性以及發(fā)生風(fēng)險后造成損失的程度2 部分，每項均采用5級量綱（從1至5程度依次增加）。被調(diào)查對象為各參建單位具有3年以上四電工程項目經(jīng)驗的工作人員，包括工程部主管工程師、安質(zhì)部負(fù)責(zé)人、項目經(jīng)理、監(jiān)理工程師等，共發(fā)放問卷80份，收回有效問卷68 份，各方受訪者的統(tǒng)計情況見表5。

表5 受訪者統(tǒng)計情況

然后，根據(jù)鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險三維管理體系，經(jīng)過專家討論協(xié)商，以建設(shè)時期維度作為界限，列出參建單位維度和控制流程維度中容易產(chǎn)生的風(fēng)險因素。0

最后，將各個維度之間重復(fù)的風(fēng)險因素去除，最終識別風(fēng)險因素57 項，部分風(fēng)險因素清單內(nèi)容詳見表6。

表6 部分四電工程質(zhì)量安全管理風(fēng)險因素清單

3.2 風(fēng)險估計

風(fēng)險估計是對各項風(fēng)險因素進(jìn)行危險等級的估計，通常風(fēng)險因素的危險等級利用該風(fēng)險因素造成損失的程度與發(fā)生的可能性的乘積來確定［13］，即

文獻(xiàn)14 所提出的風(fēng)險等級矩陣法可以有效地將風(fēng)險因素的等級進(jìn)行規(guī)范化處理，風(fēng)險等級矩陣如圖5所示。圖5中，矩陣豎軸代表風(fēng)險所造成的損失程度，橫軸代表風(fēng)險發(fā)生的可能性，兩者閾值均為1～5，矩陣中R1為低風(fēng)險等級，所對應(yīng)的損失程度和發(fā)生可能性的乘積介于1～3 之間；R2為中等級風(fēng)險，所對應(yīng)的損失程度和發(fā)生可能性的乘積介于4～12 之間；R3為高等級風(fēng)險，所對應(yīng)的損失程度和發(fā)生可能性的乘積介于15～25之間。

圖5 風(fēng)險等級矩陣

經(jīng)過規(guī)范化處理后，所有風(fēng)險因素的危險等級均用R1，R2，R3來衡量，結(jié)合調(diào)查問卷結(jié)果，選擇R3所占百分比大于10%的因素作為關(guān)鍵風(fēng)險因素，共19 項，然后進(jìn)行下一步的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，得到的風(fēng)險因素及統(tǒng)計結(jié)果詳見表7。

表7 關(guān)鍵風(fēng)險因素統(tǒng)計清單

3.3 構(gòu)建鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)表7中的19項關(guān)鍵的風(fēng)險因素，經(jīng)過專家討論，從質(zhì)量控制流程和參建單位2 個維度明確了5組具有因果關(guān)系的風(fēng)險因素鏈，分別為

C29：物設(shè)部操作不規(guī)范（施工方）→C6：物資驗收存在缺陷→C5：物資材料不符合要求。

C32：工程部操作不規(guī)范（施工方）→C18：技術(shù)交底交接不落實→C17：施工人員技術(shù)培訓(xùn)不足→C34：作業(yè)隊施工水平低（施工方）。

C31：安質(zhì)部操作不規(guī)范（施工方）→C20：日常質(zhì)量檢查有疏漏。

C13：接口單位之間協(xié)調(diào)不順利→C12：接口驗收存在缺陷。

C9：隱蔽工程施工記錄不規(guī)范→C10：隱蔽工程驗收存在缺陷。

根據(jù)已確定的風(fēng)險因素及之間的因果關(guān)系，在Netica 中建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。Netica 提供了從數(shù)據(jù)庫或文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)并進(jìn)行參數(shù)學(xué)習(xí)的功能，通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)，對節(jié)點(diǎn)取值進(jìn)行匹配，完成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)學(xué)習(xí)。最后，課題研究組和專家對這些參數(shù)進(jìn)行檢查，并進(jìn)行局部的數(shù)據(jù)修整，形成最終的參數(shù)化貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，如圖6所示。圖中：A1～M2為各關(guān)鍵風(fēng)險因素存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率；Rarrange_phase為決策階段存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率；Rdesign_phase為設(shè)計階段存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率；Rconstruction_phase為施工階段存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率；Rmaintain_phase為運(yùn)維階段存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率；R為鐵路四電工程整體存在質(zhì)量安全風(fēng)險的概率。

3.4 鐵路四電工程關(guān)鍵質(zhì)量安全風(fēng)險

3.4.1 敏感性分析

圖6 鐵路四電工程風(fēng)險貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的敏感性分析就是找出對網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)影響較大的敏感節(jié)點(diǎn)，有助于明確對四電工程質(zhì)量安全敏感的風(fēng)險因素，從而幫助決策者制定正確的預(yù)防策略，有效地避免質(zhì)量安全問題的發(fā)生。通過在Netica 上進(jìn)行2 次開發(fā)，得到圖7所示的四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險貝葉斯網(wǎng)絡(luò)敏感性分析結(jié)果，紅色節(jié)點(diǎn)表示敏感性因素。

圖7 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)敏感性分析結(jié)果

由圖7可以看出，影響鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險的敏感性因素主要集中在施工階段，在質(zhì)量安全控制流程維度上，驗收節(jié)點(diǎn)更容易產(chǎn)生敏感因素，包括C6（物資驗收存在缺陷）以及C10（隱蔽工程驗收存在缺陷），因為無論是物資驗收還是各項工程驗收，驗收環(huán)節(jié)都是質(zhì)量安全的檢驗環(huán)節(jié)，一旦驗收環(huán)節(jié)存在缺陷，將會加大工程質(zhì)量安全風(fēng)險發(fā)生的可能性；C17（技術(shù)人員培訓(xùn)不足）也對四電工程質(zhì)量安全較為敏感，因為技術(shù)人員作為整個工程施工的主體力量，其技術(shù)水平的高低對工程的質(zhì)量和安全有決定性影響；在參建單位維度，C35（監(jiān)理方監(jiān)理工程師執(zhí)行不力）為主要的敏感因素，監(jiān)理方對四電工程質(zhì)量安全起到重要的監(jiān)督作用，一旦監(jiān)理工程師存在執(zhí)行不力等問題，將使項目施工發(fā)生質(zhì)量安全問題的可能性大大增加；此外，D3（物資中標(biāo)單位信譽(yù)差）也是設(shè)計階段影響四電工程質(zhì)量安全的因素，物資中標(biāo)單位作為設(shè)備材料的提供者，其信譽(yù)評價的好壞能夠從側(cè)面反映設(shè)備材料質(zhì)量的高低，進(jìn)而影響四電工程的質(zhì)量與安全。

3.4.2 逆向推理

假定鐵路四電工程會發(fā)生風(fēng)險，即P（Z=Y）=1.000，對整個貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行逆向推理。

首先，從建設(shè)時期維度進(jìn)行分析，如圖8所示。當(dāng)鐵路四電工程發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險時，風(fēng)險更容易發(fā)生在施工階段和設(shè)計階段，發(fā)生的概率分別是0.446 和0.361，此情況和實際情況相吻合，兩者為鐵路工程建設(shè)的重要階段。

圖8 建設(shè)時期維度貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

在假定四電工程發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步假設(shè)此風(fēng)險發(fā)生的概率分別位于設(shè)計階段和施工階段，即R（Design_phase=Y）=1.000和R（Construction_phase=Y）=1.000，在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中2 個階段相互獨(dú)立，不受影響，通過逆向推理可以對2 個階段內(nèi)的質(zhì)量控制流程維度和參建單位維度進(jìn)行獨(dú)立分析。圖9為設(shè)計階段貝葉斯網(wǎng)絡(luò)逆向推理結(jié)果，當(dāng)設(shè)計階段發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險時，D2（施工工期不合理）發(fā)生的可能性最大，為0.622，其次為D3（物資中標(biāo)單位信譽(yù)差），發(fā)生的可能性為0.366；而在施工階段，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)逆向推理結(jié)果如圖10所示。由圖可知：當(dāng)施工階段發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險時，C12（接口驗收存在缺陷）概率較高，為0.393，說明鐵路四電工程重要的接口交接流程對于質(zhì)量安全風(fēng)險有較大影響，且主要發(fā)生在驗收節(jié)點(diǎn)；C9（隱蔽工程施工記錄不規(guī)范）和C20（日常質(zhì)量檢查有疏漏）也在施工階段容易成為質(zhì)量安全問題的風(fēng)險因素；參建單位方面，C34（施工方作業(yè)隊施工水平低）也會直接影響四電工程的質(zhì)量和安全。

3.5 應(yīng)對措施

針對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)敏感性分析以及逆向推理得出的結(jié)果，提出以下幾點(diǎn)質(zhì)量安全風(fēng)險管控措施。

（1）科學(xué)安排施工工期，制定工期管理預(yù)案。設(shè)計部門在制定施工周期時，應(yīng)盡量充分收集此項目相關(guān)的自然環(huán)境數(shù)據(jù)、人文數(shù)據(jù)等，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上合理安排施工工期；建設(shè)以及施工單位也應(yīng)該依據(jù)歷史完成項目所遇到的施工工期緊張問題和解決措施，根據(jù)項目實際特點(diǎn)有針對性地制定緊急預(yù)案和管理辦法，確保發(fā)生不可控因素時，項目建設(shè)能夠高效安全、保質(zhì)保量、如期有序地完成。

圖9 設(shè)計階段貝葉斯網(wǎng)絡(luò)逆向推理

圖10 施工階段貝葉斯網(wǎng)絡(luò)逆向推理

（2）嚴(yán)格把關(guān)自購物資采購環(huán)節(jié)。自購物資采購環(huán)節(jié)往往存在較大的質(zhì)量安全隱患，施工單位在自購物資采購前應(yīng)對投標(biāo)廠家做好資質(zhì)認(rèn)定和資格審查，選擇資質(zhì)信譽(yù)合格的廠家；在物資驗收時安排專門人員仔細(xì)核查，確保物資材料質(zhì)量符合要求，建設(shè)和監(jiān)理單位也應(yīng)該安排專門人員對施工單位的自購物資采購、驗收的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行定期、定量的檢查和監(jiān)督。

（3）建立標(biāo)準(zhǔn)隱蔽工程記錄體系。施工單位應(yīng)建立一套標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)的隱蔽工程記錄體系，合理采用先進(jìn)的現(xiàn)代信息化技術(shù)手段記錄隱蔽工程施工過程，確保作業(yè)隊對隱蔽工程施工記錄的規(guī)范性，建設(shè)單位和監(jiān)理單位也應(yīng)在隱蔽工程施工過程中定期抽檢，在完工后根據(jù)施工記錄仔細(xì)驗收，保證隱蔽工程的質(zhì)量和安全。

（4）規(guī)范日常檢查流程。各參建單位應(yīng)嚴(yán)格按照鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范認(rèn)真負(fù)責(zé)地進(jìn)行日常質(zhì)量檢查，業(yè)主單位可以分別針對檢查單位和被檢查單位建立日常檢查流程考核制，對排名靠前和靠后的單位分別進(jìn)行表彰獎勵和懲罰。此外，業(yè)主單位應(yīng)該建立一套完整的質(zhì)量檢查—整改—復(fù)查流程，實現(xiàn)日常質(zhì)量檢查的閉環(huán)處理。

（5）加強(qiáng)人員專業(yè)素養(yǎng)。監(jiān)理單位應(yīng)加強(qiáng)人員培訓(xùn)，定期對監(jiān)理單位人員的檢查情況進(jìn)行及時考核，建立績效考核制度，提升監(jiān)理工程師的工作態(tài)度和積極性；施工單位應(yīng)強(qiáng)化對作業(yè)隊的管理，建立線上培訓(xùn)和考試制度，保證作業(yè)隊的施工水平。

（6）合理利用信息化技術(shù)。合理利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等信息化技術(shù)，結(jié)合工程實際特點(diǎn)有選擇而不盲目地將實際工程與新興技術(shù)相融合，依托信息化技術(shù)所帶來的便利和優(yōu)勢，提高鐵路四電工程質(zhì)量安全，實現(xiàn)數(shù)字化施工以及智能化建造。

4 結(jié) 語

本文從建設(shè)時期、參建單位以及質(zhì)量控制流程3 個維度，提出了鐵路四電工程質(zhì)量安全三維管理體系。在此基礎(chǔ)上依托四電工程建設(shè)項目，結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和建模優(yōu)勢，構(gòu)建了四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)敏感性分析和逆向推理，明確了3個不同維度的質(zhì)量安全敏感因素以及高概率質(zhì)量安全風(fēng)險因素。結(jié)果表明：敏感因素主要集中在施工階段，驗收環(huán)節(jié)是存在敏感因素最多的質(zhì)量安全控制流程，而施工的技術(shù)人員和監(jiān)理人員則成為參建單位維度的主要敏感因素；當(dāng)四電工程發(fā)生質(zhì)量安全風(fēng)險時，有較大的概率發(fā)生在設(shè)計階段和施工階段，其中設(shè)計階段施工工期不合理以及物資中標(biāo)單位信譽(yù)差為主要的高概率風(fēng)險因素，施工階段的接口驗收、隱蔽工程記錄以及日常質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)一旦發(fā)生風(fēng)險，則有很大概率影響四電工程的質(zhì)量安全。建立鐵路四電工程質(zhì)量安全風(fēng)險管控體系，有助于實現(xiàn)質(zhì)量安全風(fēng)險的精細(xì)化管理與高效化預(yù)防。