摘要:近几年来,我国水电开发得到了前所未有的发展,梯级水电突然间多了起来。水电工程建设地质条件复杂,交叉作业多,协调作业难,致使水电资源在不断开发的同时也发生了许多突发事件。而且在多变的环境条件下,突发事件的动态演变性表现得异常明显,仅依据事发前期不完全信息作出的应急抉择已不能有效控制事态发展,以致发生次生灾害,扩大事故影响范围。所以,如何利用有限的决策信息,考虑决策过程的模糊性和发展的随机性,实现对突发事件的实时控制是需要解决的关键问题。
关键词:水电工程;实时响应;施工安全;动态应急;云模型;
为了提高水电工程突发事件的响应效率,考虑突发事件决策的模糊性和突发事件演化的随机性,建立了一个动态的突发事件云决策模型。分析了突发事件的演变特征和应急预案的调整策略,构建了应急预案调整的指标集。利用云图实现指标权重的逐步优化,得到了更具实际意义的指标权重。利用云模型对方案的定性语言评价值进行量化,建立了方案综合决策的云模型。
一、分析水电工程施工突发事件特点
1.影响因素繁多,事故发生率高。施工作业环境差、专业工种多且人机交叉作业频繁,不可避免会产生人—人、人—机、机—机干扰而影响正常施工。同时施工地质条件复杂,施工过程中存在多种不安全因素,例如:在峡谷中不定期出现泥石流、滑坡、高空坠落山石等状况。这些危险因素种类多且相互关联、相互影响、相互作用,较易诱发各种突发事件。
2.事件预防成本高,但效率低。水电工程施工是一个复杂的人-机-环系统,系统的影响因素多,风险事故类型多。为有效预防各类突发事件,高效识别、监测、评估各类风险因素,需建立完善的水电工程施工事故预警系统,投入大量的人力、物力和财力。然而,突发事件发生虽有偶然性,但事故发生前总会出现某些征兆。这些征兆有的易于识别,有的难以察觉,常常导致预防效果差。
3.事故对工程冲击力大,快速恢复难度高。水电工程施工工艺联系紧密,一旦发生突发事件,必然产生关联影响,发生连锁效应,造成较大程度的人员伤亡和财产损失。同时,也反映出该水电工程施工存在安全管理漏洞,隐患过多则会被限期整改、停工整改,严重影响工程项目顺利完成。而且水电工程突发事件处理稍有不慎,就可能引发灾难性事故,造成严重的社会负面影响。水电工程施工突发事件演变的复杂性、影响因素的多样性和事故信息的不完备性加大了应急决策的难度,突发事件预防的高成本及严重的危害性突显出应急响应的重要性。采用科学的方法,选择合理、高效的应急响应方案是降低水电工程施工突发事件影响力的关键。
二、应急方案动态调整云模型
云模型是一种定性和定量转换模型,该模型通过云的3个数字特征值Ex(期望)、En(熵)、He(超熵),实现了定性描述与定量表示的相互映射,能够综合考虑水电工程应急决策过程的模糊性及事态演变的随机性,解决了现有研究的不足。
1. 基于云模型的决策指标权重确定。(1)建立决策指标集。在分析水电工程施工突发事件应急方案动态调整策略的基础上,结合水电工程地处偏僻、应急交通不便、现场应急资源储备有限等应急特点,从应急方案的可操作性、经济性及效益性出发,通过专家咨询及问卷调查,在应急方案决策的众多影响因素中筛选方案相关性v 1、方案的调整成本v 2、方案实施的资源损失v 3及方案的实施效果v 4等4个因素,构建决策指标集V={v 1,v 2,v3,v4}。(2)确定决策指标权重。指标权重云的确定是应急方案动态决策的关键一环,笔者采用基于云模型的指标权重确定方法,将重要程度划分成极不重要、稍微不重要、重要、明显重要、极重要5个等级,并分别用数字1,2,3,4,5表示。通过组建专家组对决策指标进行打分x(1≤x≤5),综合运用正、逆向云发生器,反复检验、调整指标权重,获得能够准确体现专家认识的权重值。假设m位专家对指标v i(i=1,2,3,4)的评分集为X i=(xi1,xi2,…,x im),以评语集为样本,运用逆向云发生器得到指标v i权重评语集的数字特征值C i=(Ex i,En i,He i)。然后运用正向云发生器得到指标v i(i=1,2,3,4)的评价云图,若云图凝聚性差,分布呈雾状,则表明专家对指标v i的权重有较大分歧,此时须与专家沟通,反馈意见,并重新打分。如此反复,逐步寻优,得到具有实际意义的评价云图。Ex(期望)是能够代表定性概念的点,在各指标评价云图确定后,运用式(1)确定各指标权重w i(i=1,2,3,4)。
2.决策指标评语集云模型。在调整应急方案决策前,需确定各调整方案的指标属性值。由于各指标的评价标准不一致,评价论域也不同,笔者引入差异语言值评价方法,定性描述各指标。指标v 1和v 2语言值评价分为较高、高、一般、低、较低5个等级;v 3为较大、大、一般、小、较小5个等级;v 4语言值为很好、好、一般、差、较差5个等级。每个等级的有效论域为U=[F min,F max],并运用云生成方法将上语言值云模型化。
3.方案调整综合云模型。应急方案调整是决策者针对突发事件的演变性,在动态评估已实施方案救援效果后采取的补救措施。根据文献的云生成方法,建立专家对方案各决策指标的评语云模型后,可得各方案各指标的云决策矩阵。设方案a l第i个指标的评语云模型为C li(Ex li,E nli,H eli)(l=1,2,…,p),则指标v i的云决策矩阵K i为
三、应急策略分析
当某水电工程施工突发事件发生后,决策者在事发初期t 1时刻接到警报信息,由于决策的紧迫性、信息的不完备性及事态的动态性,此时的应急决策具有很大的模糊性及不确定性,亟需根据t 2时刻的事态,动态评估方案的应对效果,若事态有扩大的趋势或者应对效果不明显,则需在考虑突发事件演变特点的基础上,调整t 1时刻的决策方案。在调整时需作以下分析:
1.方案调整的相关性分析。由于水电工程地处偏僻,施工交通不发达且应急交通有限,不利于应急物资的运输、应急伤员的转运等应急救援工作的开展。在进行应急方案调整时,要慎重考虑这一客观条件及方案的可操作性,提高调整方案与已实施方案的相关性,尽量避免应急交通的拥堵,确保应急通道畅通,提高应急效率。
2. 方案调整的成本分析。水电工程施工单位和建设单位一般是以自身企业利益为重,进行方案调整时在不影响救援效果的情况下会尽量降低调整成本。当t 1时刻的方案与后期的调整方案不相关时,调整成本即为执行调整后的方案所造成的成本。当两方案相关时,调整的成本即为增加的人力、物力和财力等资源的直接成本和间接成本总和。
3.方案调整的资源损失分析。水电工程应急物资运输困难,施工现场应急物资储备有限,在进行方案调整时,要根据突发事件等级高效、合理利用现有的应急资源。既要避免因应急资源投入过多而产生资源浪费,又要防止投入过少而导致应急力度不足,影响应急时效。
4.方案调整的实施效果分析。应急方案动态调整的最终目的是实时控制事态发展,减少人员伤亡及经济损失,降低社会负面影响。而水电工程突发事件演变快速,为实现应急目标,必须考虑调整方案的救援效果。
总之,水电工程建设突发事件具有演化性和不可预测性的特点。在进行方案决策时,只有决策者的经验和历史数据相结合才能确定事件和场景的概率。然而,决策者的经验是模糊和不同的,因此如何科学合理地确定突发事件的情景概率将是下个重点研究内容。
参考文献:
[1]张力.浅谈水电工程施工突发事件应急响应方案决策.2018.
[2]王琦,水电工程施工突发事件应急响应方案决策探讨,2018.
论文作者:林峰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
标签:突发事件论文; 方案论文; 指标论文; 权重论文; 水电论文; 模型论文; 工程施工论文; 《中国电业》2019年第11期论文;