基于模糊综合评价法的电力施工应急演练效果评估技术研究

王先文教授级高工 杨晓娟高级工程师 王文珍教授级高工 戴志清教授级高工 陈永安教授级高工

(1.中国能源建设集团山西电力建设有限公司，山西 太原030000；2.中国能源建设集团科技发展有限公司，北京 100020)

0引言

近年来，随着《突发事件应对法》《安全生产事故演练基本规范》等一系列法律、标准的颁布实施，全国电力施工企业广泛开展了应急演练活动。应急演练作为应急管理工作的重要内容，即能强化应急救援能力又能提升应急管理水平，同时也可检验应急预案的科学性、时效性和操作性。反之，应急演练效果的好坏也可间接反映企业应急管理的水平。根据国家能源局电力安全监管司及中电联相关统计数据，近两年，全国电力基建新增装机量虽有所下降，但仍保持在较大规模；每年全国电力行业较大及以上人身伤亡事故主要集中于电力施工领域，且仅2016年，江西省宜春市丰城发电厂11.24特别重大事故就造成了73人死亡，2人受伤，经济损失1.019亿元的恶劣影响。因此做好电力施工单位的应急演练效果评估，对于缓解电力施工领域安全生产形势，提升企业应急管理水平尤为重要。本文即针对目前电力施工领域应急演练效果评估进行研究，目的是促进电力施工企业充分开展应急演练效果评估工作，开展科学性、时效性强的应急演练，确实起到检验预案、提高应急处置能力的目的。

1 电力施工工程基本特点分析

电力施工工程以电源工程(水电、火电)和输电线路工程为主，除具有一般建设工程安全施工风险特点之外，还具有其自身特点。电力施工应急演练效果评估时需要综合考虑普遍特点和自身特点。

(1)作业种类复杂，事故类型多样。

电力施工工程涉及作业种类较多，以电源工程中电厂的建设为例，电厂的建设涉及几十余种作业种类，土石方基础作业、大型混凝土作业、高处作业、交叉作业、带电作业、起重吊装作业、机械运输作业、易燃易爆作业、射线作业等高危作业占比较大。且近年来，随着科技的发展，电厂建设规模更是呈现出大容量、高电压、高自动化的特点，其作业难度以及危害程度不断攀升。

根据国家能源局电力安全监管司发布事故分析报告[1]，对2015年至2019年第三季度末我国发生的电力施工领域不同事故类型死亡人数进行统计，如下图。近5年电力施工领域共出现11种致死事故类型，其中坍塌、高处坠落、其他伤害、物体打击、触电、起重伤害是电力施工领域中死亡人数较多的事故类型。

图 电力施工领域不同事故类型死亡人数统计图Fig. Statistical chart of deaths in different types of accidents in the field of power construction

(2)作业区域集中，施工环境复杂。

电力施工主要设备安装地点集中，以火电设备施工为例，发电机、炉等主要设备集中安装在厂房内部，作业时间密集，作业人员密集，不同工种需要同时进行，被动营造出复杂施工环境，对作业人员的安全意识和心理素质要求较高。对于输电线路工程而言，其点多、线长、群体配合工作性极强，且地理环境多种多样，工作地点集中在野外，自然条件复杂多变。

(3)不同施工阶段对安全风险的影响不同。

电力工程的建设施工以施工阶段来划分,共划分为施工准备阶段、施工及施工高峰阶段、分步试运行阶段、整套移交生产阶段。随着工程施工阶段的不同，安全风险呈现出较强的阶段性和时间性。例如施工准备阶段，各工序还未开始，可能出现的事故类型单一，安全风险较小。进入施工高峰期阶段，场内施工人员聚集，各工序同时进行，交叉作业较多，需防范多种事故类型。

2 电力施工应急演练效果评估指标体系的构建

对电力施工单位应急演练进行评估需要考虑多个因素影响。按照层次分析法，在对电力施工工程特点分析、安全风险因素分析和应急演练流程评估的基础上，结合我国现行的法律、法规、标准及电力施工单位应急预案，通过对专家意见的统计、分析，最终确定了电力施工单位应急演练效果评估指标体系[3]。该指标体系共分3个层级，即目标层、准则层和指标层。其中电力施工单位应急演练效果为目标层。准则层3个，分别为应急预案科学性、应急演练组织合理性、应急预案改善有效性。指标层12个，详细指标体系，见表1。

表1 电力施工应急演练评估指标体系Tab.1 Evaluation index system of power construction emergency drill

3 层次分析法确定目标权重以及一致性检验

3.1 构建判断矩阵

利用1-9比例标度法，分别对每一层次的评价指标的相对重要性进行描述[4]，并用准确的数字进行量化表示，数字的取值所代表意义，见表2。

A=(aij)n×n

(1)

式中：

A—目标；

aij—评价因素(i，j=1，2，…，n)。

表2 层次分析法重要度标度值Tab.2 Importance scale value of AHP

3.2 采用方根法计算权重

首先将A的元素按行相乘，然后将所得的乘积分别开n次方根，即

(2)

(3)

3.3 一致性检验

计算最大特征值λ并进行一致性检验。如果一致性检验通过，那么所得就是要获得的特征向量，可以这样解释：低一级指标要素相对于上一级指标要素的相对权重向量。

(4)

计算一致性指标：

(5)

式中：

n—判断矩阵的阶数。

计算一致性比例：

(6)

式中：

RI—随机一致性指标，其取值，见表3。

表3 随机一致性指标Tab.3 Random consistency indicators

当CR<0.1时，表明判断矩阵的一致性可以接受。

4 模糊综合评价模型

4.1 确定因素集

目标层：U={U1，U2，U3}

准则层：U1={U11，U12，U13，U14，U15}

U2={U21，U22，U23，U24}

U3={U31，U32，U33}

4.2 确定权重集

根据准则层对目标层的重要程度，赋予准则层每个指标相应的权重，得U={U1，U2，U3}的权重分别为a1，a2，a3。记为：A=[a1，a2，a3]。

同理，根据指标层对准则层影响的重要程度，赋予相应的权重，记为：

A1=[a11，a12，a13，a14，a15]

A2=[a21，a22，a23，a24]；A3=[a31，a32，a33]

其中aij表示第i类要素集Ui的第j个子要素uij的权重(i=1，2，3；j=1，2…5)。

4.3 建立评语集

将目标层评语集V划分为4个等级：I、II、III、IV，其评语及其描述，见表4。

依据电力施工行业特点及专家经验，对4个评语进行赋值，建立与评语集V相对应的评分集G={g1，g2，g3，g4}。

把0-100分平均分成4个等级，对应Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级。然后取其中点或边界点确定评分集。

4.4 确定模糊评价矩阵

由相关专家组成评估组，通过了解应急预案编制情况、应急演练组织实施情况、现场情况，对12项评价指标分别进行评分，评分采用百分制，即0-100分，把所评分值再运用隶属函数确定每一项指标对于评语集的隶属度。

本文采用隶属函数如下：

建立模糊评价矩阵R，R代表模糊评价矩阵从U到V的一个映射，可用矩阵的形式表示：R={rij|i=1，2，…，n；j=1，2，…，m}，其中，rij代表每一个单因素ui对评价等级vj的隶属度。

4.5 确定应急演练效果等级

根据B1=W1*R1计算得到因素集U1的模糊综合评价集B1，同时得到B2、B3。根据各模糊综合评价向量得到最终综合评价向量[5]：

B=W*R=W*[B1B2B3]

(8)

再根据计算公式S=B*GT，即可求得电力施工单位应急演练效果的模糊综合评估分值。分值越高，代表应急演练效果越好。将所得结果与电力施工单位应急演练评估标准表5相对照，得出该单位应急演练的综合效果等级。同理，也可得出准则层及指标层的效果评估分值和效果等级。

表5 电力施工单位应急演练效果评估标准Tab.5 Evaluation criteria for the emergency drill effect of power construction enterprises

5 实例应用

以山西某超超临界低热值煤发电工程高大模板坍塌事故应急演练为例进行分析评估。该工程距离某煤矿选煤厂约0.45km，建设2×660MW超超临界直接空冷燃煤发电机组，同步建设烟气脱硝、除尘、脱硫装置，生产水源取自地表水，灰渣全部综合利用，综合利用不畅时运至瓦窑坡灰场碾压储存。该工程成立了应急组织机构，编制了相关应急预案并进行了高大模板坍塌事故应急演练。

5.1 一、二级指标权重的确定

专家经过研讨，根据表2，对各因素重要性进行两两比较，构造出判定矩阵，经过计算获得指标权重，并进行一致性检验，见表6-9。

5.2 模糊综合评价计算

通过计算和各专家的评定，得到表10中评分列的结果，再利用隶属函数进行计算得出隶属度。

表6 一级指标判定矩阵、权重及一致性检验Tab.6 Determination matrix，weight and consistency test of first-level indicators

表7 应急预案科学性判定矩阵、一致性检验及权重>Tab.7 Scientific judgment matrix，consistency test and weight of emergency plan

表8 应急演练组织合理性判定矩阵、一致性检验及权重>Tab.8 Judgment matrix，consistency test and weight of emergency drill organization rationality

表9 应急预案改善有效性判定矩阵、一致性检验及权重>Tab.9 Judgment matrix，consistency test and weight of emergency response plan improvement

(1)模糊评判。

B1=W1*R1

=(0.000 0 0.051 3 0.357 3 0.591 4)

B2=W2*R2

=(0.000 0 0.375 4 0.069 2 0.555 4)

B3=W3*R3

=(0.000 0 0.159 8 0.718 2 0.122 0)

B=W*R

=(0.000 0 0.216 4 0.473 1 0.328 2)

表10 对各指标的评分结果及通过计算得出的隶属度Tab.10 Scoring results of various indicators and the degree of membership calculated

所得结果不够直观反映应急演练效果，将所得结果进一步处理，将评价等级量化，对每一个评价等级进行赋值，本文选用评分集G=(12.5 37.5 62.5 87.5)。

S=B*GT=66.398 2

S1=B1*GT=76.003 2

S2=B2*GT=67.000 6

S3=B3*GT=61.553 7

(2)结果分析。

从评估结果来看，该电力施工单位本次应急演练效果最终评估分值为66.398 2，属于Ⅱ级。应急演练效果一般，效果可以忍受，符合成本效益时应提高演练效果。

从一级指标的分值可以看出：应急预案科学性、应急演练组织合理性、应急预案改善有效性的效果等级分别为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅱ级。应急预案科学性效果等级为Ⅰ级，效果较好，可以接受，不需采取措施。应急演练组织合理性、应急预案改善有效性的效果等级为Ⅱ级，效果一般，可以忍受，符合成本效益时应提高演练效果。

6 结论

(1)总结了电力施工工程安全风险特点，为应急演练效果评估提供了相关参考。

(2)从应急预案科学性、应急演练组织合理性、应急预案改善有效性3个方面构建了电力施工单位应急演练效果评估的指标体系，具有良好的可操作性，为电力施工应急演练效果评估提供科学合理的评估标准。

(3)采用层次分析法和模糊综合评价法相结合的方法对电力施工企业应急演练效果进行评估，构建了评估模型，降低了由于主观因素对评估结果的影响。也为其他领域进行应急演练效果评估提供了一定的参考和借鉴。

(4)以山西某超超临界低热值煤发电工程高大模板坍塌事故应急演练为例进行实例应用，得到该电力施工单位应急演练效果最终评估得分为66.398 2分，评价结果Ⅱ级，符合成本效益时应提高演练效果。