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關鍵字:水電站管理風險識別風險分析風險評估風險對策
中圖分類號:TV74文獻標識碼: A 文章編號:
引言
風險管理(Risk Management),這一名詞最早出現在1930年美國管理協會發起的一個保險問題會議上,是由美國賓夕法尼亞大學的所羅門·許布納博士提出的。隨著經濟社會的發展及全球化的蔓延,風險管理逐漸發展為一門理論,并應用于金融、財務、股市、施工項目管理等各種行業。本文廣東省豐順縣梅豐水電站為例,運用風險管理理論對水電站運行管理過程中的風險因子進行識別、評估、分析,業主可以根據評估結果采取有效控制措施,減少風險損失。
1 風險評估理論
風險管理的方法和步驟與其所在的應用領域有關,而且與不同專家學者的個人見解有關。軟件工程協會提出了風險管理的五個階段:識別、分析、響應計劃、跟蹤和控制;美國國防部則建立了風險規劃、風險評估、風險處理和風險監控的風險管理基本過程和體系結構。Fairley提出了風險管理的七個步驟:識別風險因素、評價風險概率和影響、研究策略來減輕被識別的風險、監控風險因素、啟動連續性計劃、管理危機事件和從危機中恢復;Klien和Luddin則參照質量管理(PDCA)四個過程提出了風險管理的四個步驟:風險識別、風險分析、風險控制和風險報告[[[]王煒. 項目風險管理三階段研究[J].科技信息.1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. http://]][[[]趙樹,王玉.項目的風險識別和防范[J].上海管理科學,2002.(5).]][[[]戴哲.項目的風險管理[J].企業管理,2002.(2).]]。
本文將風險管理的方法和步驟分為四步:風險識別、風險分析、風險評估和風險對策,將風險管理理論應用與梅豐水電站的運行管理中。
1.1風險識別
風險識別是風險管理的第一步,并且是重要的一步,風險因子識別的正確與否直接影響著風險評估、分析的結果,進一步影響著規避風險的控制措施。如果所識別的風險因子能夠真實反映項目的潛在風險,則通過風險管理評估、分析后,可以采取有效措施,大大減少風險;相反,若錯將不會構成風險的因子作為風險因子,不但不能降低風險,甚至造成更大損失。
根據風險因子的主客觀因素,可以將梅豐水電站運行管理中的主要風險因子分為兩類:一類是強降水、洪峰、山洪災害、地質災害、地震等客觀因子,這類因子一般具有不確定性,其發生時間、危害程度、危害范圍等都具有不確定性;另一類則風險因子則受人類主觀因素的影響,如水庫運行管理調度規程、閘門啟閉規則等。風險管理主要是對這些因素進行評估、分析,有針對性地采取控制措施,以降低災害發生的概率,最大限度的降低災害的損失程度。
1.2風險分析
風險因子識別出來之后,就要對其進行風險分析,以便確定風險發生的可能性大小和所造成的影響程度,進而確定關鍵風險[[[]孫祖斌、秦士美.項目風險管理探討[J].煤礦現代化,2009.01:96-97.]],為確定風險評估指標體系提供依據。
根據風險破壞的性質可以將風險分析分為定性分析和定量分析,定性風險分析主要是確定風險發生的可能性和其后果的嚴重性;定量風險分析則是對每一風險的概率及其所造成的后果進行量化[4]。
1.3風險評估
風險評估則是在風險分析的基礎上,對關鍵風險發生的可能性及其所造成的后果進行預測,從而確定風險的級別,為制定風險對策提供依據。風險評估的方法有多種,如層次分析法(AHP)、專家評估法、主成分分析法、敏感性分析法等。
風險評估的結果將直接影響到風險對策,能夠反映真實情況的結果能夠有效的規避或減少風險損失。因此,在條件允許的情況下,應采取多種方法對風險進行評估,多種方法形成對比,有利于深刻認識潛在風險因子及其所造成的損失。
1.險對策
風險管理理論的最后一步為風險對策,即根據風險評估的結果,為消除或減少風險造成的不良后果而制定的風險應對措施[[[] 楊明. 淺議項目風險管理的應對措施[J].現代經濟信息,2010.04:46.]]。主要有以下幾種[4][5]:
(1)風險回避。風險回避是徹底規避風險的一種方法,這種方法通常是在風險未出現時,從根本上斷絕風險來源。對于水電站運行管理,這種對策主要針對一些人為因素導致的風險源,如泄洪時由于人為因素導致閘門不能正常開啟。
(2)風險控制。風險控制主要是針對一些可控性的風險因子,在風險發生前采取可行措施防止風險發生,或在發生過程中及時采取有效措施,以便減少風險所造成的損失。
(3)風險轉移。風險轉移是一種通過試圖將自己可能面臨的風險轉移給他人承擔來避免風險損失的方法。這種方法多應用于私營企業或個體經營者。對于水電站運行管理,很多是國有企業或事業單位,風險轉移的策略一般很少使用,但有時管理單位負責人為了減少自己的責任,也通過投保措施將風險轉移給保險公司。
(4)風險自擔。顧名思義,風險自擔意味著自己全部承受風險所帶來的損失。當風險發生的概率較低,或者所造成的后果較低時,通常所有這種措施。當規避風險的費用大于風險自擔的損失時,通常也主動接受風險。
2 實例
2.1 梅豐水電站工程概況
梅豐水電站位于八鄉河上,是八鄉河水利水電梯級開發項目。八鄉河位于廣東省豐順縣境內,發源于豐順縣的樓子嶂,是榕江南河支流五經富河的上游河段,自西向東流經上、下八鄉、五經富等地。沿河先后有荷嶺水、打銀河水、大竹水、小溪水和青潭水等支流注入。五經富水流域面積719km2,河長76km,平均比降5.46%,在豐順縣境內面積為293km2,地理位置為東經115°50′~116°05′,北緯23°37′~23°49′之間[[[]廣東省水利水電科學研究院.廣東省豐順縣梅豐水電站A廠工程設計復核和安全鑒定報告[R].廣州:廣東省水利水電科學研究院,2006.]][[[]廣東省水利水電科學研究院.廣東省豐順縣梅豐水電站B廠工程設計復核和安全鑒定報告[R].廣州:廣東省水利水電科學研究院,2006.
第一作者簡介:梁志山(1972—),男,廣東梅縣人,水工工程師,總經理,主要從事電站建設與管理工作。]]。
2.2 梅豐水電站風險管理分析
本文以專家調查法為例,運行風險管理理論對梅豐水電站運行管理過程中的風險因子進行評估。
(1)風險評估指標。梅豐水電站的主要功能有防洪、發電,因此在風險評估的指標應圍繞防洪、發電進行識別。本次風險管理分析以大壩自身安全為目標,對有關主要影響因子作為風險評估指標,如表2-1所示。
(2)風險因子概率p。風險因子概率是指每個風險因子出現的程度,受風險因子及其外界環境的影響,一般需要咨詢工程經驗豐富的專家。為了說明風險管理分析這一方法,本實例采用假定的專家調查值,如表2-1所示。
(3)風險因子影響程度l。不同的風險因子對風險損失的影響程度是不同,影響程度大的因子一旦出現將會造成巨大損失。
(4)風險值R。風險值為風險因子概率與風險因子影響程度兩者綜合作用的結果,為了計算簡單,本例直接取兩者的成績,即風險值。
表2-1梅豐水電站風險管理分析
(注:本表中的數據并未實際調查,而是采用的假定值。每一宗水電站都有其自身特點,在實際操作過程中,應組織有經驗的一批專家赴現場調研,根據他們的調查值綜合確定風險因子的出現概率和影響程度。)
由表2-1可知,啟閉機失靈對大壩自身安全的風險值最大,白蟻災害次之,地震災害的風險值最小。因此,在水電站的日常運行管理過程中,應針對風險值的風險因子采取風險對策,以減少風險損失。
3 結語
水電站運行管理是一個系統工程,影響水電站綜合效益的因素很多,既有無法抗拒的客觀因素(地震、特大洪水等),也有人為的主觀因素,如何對這些風險因子進行分析、評估,并提出相應的減少損失的措施,是水電站風險管理的關鍵。本文以廣東省梅豐水電站運行管理過程中的影響大壩自身安全的風險因子為例,對其進行分析、評估。
(1)本文將風險管理理念運用到梅豐水電站的運行管理中,在假定情形下,對其進行風險評估,得出評估結論。
(2)限于實驗條件,在評估過程中,沒有嚴格按照評估程序,組織有關專家去現場調研,本文僅說明風險評估理論的步驟及程序,其結果不具有權威性。
(3)本文將風險管理理念運用到水電站的運行管理中,為其他水電站的運行管理提供借鑒。
(4)由于風險因子概率與風險因子程度直接影響到風險值,因此,如何根據風險因子概率和風險因子程度綜合確定風險值,是今后研究的重點。
參考文獻
[1]王煒. 項目風險管理三階段研究[J].科技信息.1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. http://
[2]趙樹,王玉.項目的風險識別和防范[J].上海管理科學,2002.(5).
[3]戴哲.項目的風險管理[J].企業管理,2002.(2).
[4]孫祖斌、秦士美.項目風險管理探討[J].煤礦現代化,2009.01:96-97.
[5] 楊明. 淺議項目風險管理的應對措施[J].現代經濟信息,2010.04:46.
[6]廣東省水利水電科學研究院.廣東省豐順縣梅豐水電站A廠工程設計復核和安全鑒定報告[R].廣州:廣東省水利水電科學研究院,2006.
我國已開展的洪水風險研究基本上是區域性的,內容涉及四個方面:洪水風險辨識、洪水風險評估、洪水風險評價、防洪決策風險的評價。分析決策過程中的各種不確定因素,不同決策方案可能產生的不同后果,爭取將決策失誤造成的損失減小到最低程度。
我國洪水風險研究的一個重要特點是較早將大范圍的洪水數值模擬技術應用于洪水風險分析。1988年10月27日,國務院批轉了水利部《關于蓄滯洪區安全與建設指導綱要》,明確要求各流域機構“編制本流域典型年蓄滯洪區運用順序及淹沒圖”,“在實行洪水保險的地區,由有關流域機構在水利部的指導下繪制典型年洪水淹沒風險邊界圖”,“并在保險公司的配合下編制典型年洪水淹沒風險邊界圖及洪水保險費率圖”,對風險圖的繪制工作起到了推動作用。20世紀90年代,我國一些省、市陸續將洪水風險圖用于防汛指揮工作。
1997年初,國家防辦發出1號文件,正式要求全國組織繪制洪水風險圖。隨后又以補充文件的形式,明確提出我國洪水風險圖的繪制將分三步走。第一步是根據歷史洪水的資料與已有研究成果,勾畫洪水影響范圍,并以表的形式說明受淹范圍中人口、資產的分布情況;第二步是根據具體對象的特點,采用分析計算的方法,確定區域洪水風險的分布特性,為制定防洪規劃與防汛預案服務;第三步是與實時雨情、水情、工情的監測預報系統相結合,進一步為防汛調度指揮與災情評估等業務服務。
1998年初,國家防辦選擇廣東省北江大堤保護范圍(含廣州市)與荊江分洪區作為洪水風險圖繪制第二步工作的試點。中國水科院災害與環境研究中心具體承擔了試點研究任務。在廣東省防辦、北江大堤管理局與湖北省防辦、荊江分洪區管理局等有關單位的大力支持下,采用洪水仿真、數據庫與GIS等先進技術,建立了便于對地理、社經、工情、水情、災情等大量信息進行計算機管理的洪水風險計算、風險圖繪制與信息演示系統。
1.1梅花山隧道
隧道全長13780m,為贛龍鐵路擴能改造工程最長的隧道,本標段施工出口端4869m(DK224+881~DK229+750),最大埋深688.21m。根據梅花山隧道的地質條件和現場實際,初步擬定了該隧道的風險清單16項,其中,有5個嚴重影響施工安全的風險事件,即:突水涌泥、圍巖坍塌、巖爆、大變形、高地溫。通過施工階段的風險評估,全隧初始風險等級為極高度風險,施工過程通過一系列相應的對策措施,加強風險防范,殘余風險為高度風險,預警等級分為Ⅱ級(嚴重,橙色)。2011年8月,建設單位組織參建四方初步評審為高風險隧道。
1.2石筍山隧道
隧道全長4812m,進口里程DK229+945,出口里程DK234+757,最大埋深564.3m。根據石筍山隧道的地質條件和現場實際,初步擬定了該隧道的風險清單13項,其中,進口端DK229+945-DK230+090為梯田,地層松軟,地下水發育且水位高,洞頂地表有當地村民房屋20多戶,開挖后易產生開裂,甚至倒塌,因此,突水涌泥、第三方損失為“極高度”風險;圍巖坍塌、巖爆、大變形、高地溫為“高度”風險。通過施工階段的風險評估,全隧初始風險等級為極高度風險,施工過程通過一系列相應的對策措施,加強風險防范,殘余風險為高度風險,預警等級分為Ⅱ級(嚴重,橙色)。2011年8月,建設單位組織評審時確定殘留風險等級為中度,2012年8月14日后,要求按高風險隧道管理。
1.3將金山特大橋
全橋長567.65m,施工里程為DK234+759.5~DK235+327.15,孔跨布置為1×32m簡支梁+1×(60+4×100+60)m連續梁。根據該橋的設計情況及所處的地理環境,初步擬定風險清單9項,其中,高空作業、高邊坡或深基坑坍塌、掛藍施工、大跨連續梁施工為主要的風險事件。初始風險等級評定為“高度”風險。2012年8月14日后,按高風險工點進行管理。
2風險管理主要措施與落實情況
2.1成立風險管理組織機構
指揮部成立了以指揮長為組長的風險管理領導小組,項目總工、副指揮長、安全總監為副組長,部門負責人、各項目負責人為組員。風險管理領導小組主要負責標段內所有在建工程施工的風險管理組織領導工作。領導小組辦公室設在指揮部安質環保部。安質環保部為指揮部風險管理職能部門,配備專職安全風險管理人員2人。各項目部均獨立設置安質部,配備專職安質工程師;每一施工作業班組配備了施工經驗豐富、安全工作責任心強、享有一定威望的一線生產工人任兼職安全質量巡查員和群眾安全生產監督員,對本班組的作業場所進行安全質量風險監督檢查。
2.2建立健全風險管理機制
為加強安全風險評估與管理,有效規避和控制安全風險,確保鐵路工程建設安全,依據國家、鐵道部、南昌鐵路局及建設單位的風險管理相關要求,指揮部編制了《隧道施工階段風險評估實施細則》、《鐵路建設工程高風險管理實施細則》、《高風險工點領導帶班作業管理辦法(試行)》、《關于明確高風險工點管理程序的通知》等制度、辦法,明確管控責任和要求,定期落實檢查、考核措施,有效促進了風險管理和現場管控工作。
2.3嚴格落實安全包保、干部帶班作業
為進一步加強安全風險管理,有效規避和控制安全風險,確保鐵路工程建設安全,針對高風險隧道、大型基坑、高陡邊坡、特殊結構橋梁、地下工程、臨近既有線及既有線施工,地質災害及其他高風險工點,采取“評估先行、分工明確、抓好源頭、專家指導、高效聯動、齊抓共管”的風險管理評估機制,落實了指揮部領導、部門負責人、項目部負責人對梅花山隧道出口、石筍山隧道、將金山特大橋等高風險工點實行安全包保和帶班作業;高風險工點嚴格執行技術和安全管理人員跟班作業制度。
2.4開展風險評估,強化現場風險監控管理
本標段不良地質主要是有:特殊巖土、巖溶、采空區、高地溫、高地應力、巖爆、斷層破碎帶、富水區、巖性接觸帶、節理密集帶、軟巖大變形、放射性巖體、煤系地層瓦斯、環水保敏感區等,根據上級單位鐵路隧道風險評估與管理的有關要求和規定,該標段對所有到圖的工點組織超前地質預報專業單位和各單位技術人員都進行了地表周邊調查,對施工過程中將受影響和民房、廠房、水渠、道路、溪流、高壓電塔、供水管路、設計地質等進行了評估;在周邊現場調查的基礎上,邀請專家對該標段的風險評估進行了指導,形成了14座隧道、22座橋梁的風險評估,經監理審查后報建設單位備案。
2.5編制專項施工方案,技術指導現場施工安全
為有效落實各階段施工風險安全管理,編制并報監理單位審批了72個高風險工點的專項施工方案,施工現場嚴格按批準的方案組織實施。其中,梅花山隧道有26個,石筍山隧道有16個,將金山特大橋有30個。在完善施工方案的基礎上,三個高風險工點形成作業指導書(清單)51份、及時進行現場技術交底共147份。
2.6應用新技術、新方法保安全
管段內隧道地質條件復雜,存在不良地質,主要有高地溫、巖溶及采空區、斷層破碎帶、硬巖巖爆、軟巖大變形、地下水等風險。為做好隧道施工地質超前預報工作,公司擇優選擇第三方單位開展超前地質預報工作,把超前地質預報、監控量測納入施工工序管理,采用地質調查法、超前水平鉆探法、加深炮孔探測、地質雷達法、TSP長期預測預報、紅外線探測法等主要方法,著重進行斷層及斷層影響帶、軟弱夾層、巖溶、圍巖級別變化、工程地質災害、含水構造體、煤系或礦區地層采空區等方面的探測,綜合監測結果,及時提出對不良地質的處理措施,以降低施工風險,確保工程質量和運營安全。
2.7實施風險動態管理
在施工階段風險評估的基礎上,結合環境和地質條件、施工工藝、設備、施工水平、經驗和工程特點等,對新出現的風險進行識別、分級,提出風險處理措施。在施工過程中按照批準的隧道風險監測實施方案,對工程自身結構及環境風險進行全面監測,提前識別和預測地質風險因素,保證施工安全。同時,將隧道安全距離、開挖步距、橋梁模板驗收、支架驗收、特種設備驗收等作為紅線管理,納入單位負責人績效考核。
2.8建立風險預警、響應機制
施工過程中,根據施工現場實時監測數據、施工情況、環境巡視和作業面異常狀態等,確定預警級別、形成異常狀況報告;并對可能發生重大突發風險事件的預警狀態,立即啟動相關預案,及時采取有針對性的風險處理措施,確保人員、機械設備安全。根據風險源識別,針對高中度風險源制定各種專項應急預案16份,針對涌水突泥、隧道坍塌、駐地防洪、物體打擊、防火安全等組織應急演練17次,通過應急演練的開展,進一步健全和完善了預防預警和應急處置機制,形成了指揮部與地方政府相關部門應急接口,與上級單位應急接口,與指揮部所屬各單位銜接的應急體系,有效地提高了事故救援和應急處置能力。
3結語
關鍵詞:安全風險評估;專項施工方案編制;交工驗收安全工作
目前,在采用新工藝、新技術、新材料、新設備的橋涵工程逐漸增多的同時,工程的安全風險也在增大。工程施工過程中,影響和制約安全生產的因素比較多,我們必須對每個建設階段的重點工序進行控制,才能保證整個工程安全管理目標的實現。
1、施工準備階段的安全工作
2011年5月13日,交通運輸部工程質量監督局下發了《關于開展公路橋涵和隧道工程施工安全風險評估試行工作的通知》(交質監發〔2011〕217號)的文件,要求對于2011年8月1日以后列入國家和地方基本建設計劃的新建、改建、擴建以及拆除、加固等高等級公路橋涵和隧道工程項目,在施工階段,應進行施工安全風險評估工作。
安全風險評估是預防事故的有效手段,在施工階段建立安全風險評估制度符合國際通行做法。
(1)在工程實施前,開展定性或定量的施工安全風險估測,能夠增強安全風險意識,改進施工措施,規范預案預警預控管理,有效降低施工風險,嚴防重特大事故發生,降低人員傷亡和經濟損失,保障公路工程建設的安全。
(2)風險評估后,施工單位應根據評估結果,完善施工組織設計和危險性較大工程專項施工方案,編制相應的專項應急預案,并將施工組織設計文件、危險性較大工程專項施工方案、應急預案和風險評估報告一同提交監理審批。
(3)在施工過程中,施工單位還應根據風險評估的結果,對項目施工過程實施預警預控,做好風險管理工作。
(4)對專項風險等級在Ⅲ級(高度風險)及以上的施工作業活動,應注意:
①重大風險源的監控與控制措施、應急預案,經施工企業技術負責人和項目總監理工程師審批后,由建設單位組織論證或復評估后實施。
②建立重大風險源的監測及驗收,日常巡查、定期報告等工作制度,并組織實施。
③施工項目經理或技術負責人在工程施工前應對施工人員進行安全技術教育及交底;施工現場應的危險告知牌。
④適時組織對典型重大風險源的應急救援演練。
⑤當專項風險等級為Ⅳ級(極高風險)且無法降低時,必須提高現場防護標準,落實應急處置措施,視情況開展第三方施工監測;未采取有效措施的,不得施工。
2、施工準備階段的安全工作
(1) 建立安全生產體系
按照規定的數量配備專職的安全員,并保證持證上崗率;建立安全生產責任制度、安全教育培訓制度、安全生產規章制度和操作規程、消防安全責任制度、安全生產事故應急救援預案、安全施工技術交底制度。
(2)對特種作業人員進行培訓,辦理進場報驗手續
特種作業人員包括垂直運輸機械作業人員,安裝拆卸作業人員、起重信號工、登高架設人員、爆破作業、電工、預應力張拉、水上作業、大中型機械操作員。
(3) 規劃并落實施工現場的平面布置
規劃施工現場平面布置時,應從安全的角度考查合理性和符合性,主要包括控制以下幾個方面的內容:
①施工現場的生活生產房屋、變電所、臨時油庫均應設在干燥地基上,并應符合防火、防洪、防風、防爆的要求。
②施工現場要有足夠的消防設備。
③生活生產房屋應按規定保持必要的安全距離。
④對環境有污染的設施和材料應設置在遠離人員居住的空曠地點。
⑤場內道路應保持通暢。
(4) 編制安全技術措施或專項施工方案
依據建設部《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》規定:
①施工單位應當在危險性較大的分部分項工程施工前編制專項方案;對于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程,施工單位應當組織專家對專項方案進行論證。
②專項方案應當由施工單位技術部門組織本單位施工技術、安全、質量等部門的專業技術人員進行審核。經審核合格的,由施工單位技術負責人簽字。不需專家論證的專項方案,經施工單位審核合格后報監理單位,由項目總監理工程師審核簽字。
危險性較大的分部分項工程包括:開挖深度超過3m(含3m)或雖未超過3m但地質條件和周邊環境復雜的基坑(槽)支護、降水工程;開挖深度超過3m(含3m)的基坑(槽)的土方開挖工程;搭設高度5m及以上、搭設跨度10m及以上、施工總荷載10kN/m2及以上、集中線荷載15kN/m2及以上、高度大于支撐水平投影寬度且相對獨立無聯系構件的混凝土模板支撐工程、搭設高度24m及以上的落地式鋼管腳手架工程。
超過一定規模的危險性較大的分部分項工程包括:開挖深度超過5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程;開挖深度雖未超過5m,但地質條件、周圍環境和地下管線復雜,或影響毗鄰建筑(構筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程;混凝土模板支撐工程:搭設高度8m及以上;搭設跨度18m及以上,施工總荷載15kN/m2及以上;集中線荷載20kN/m2及以上。 開挖深度超過16m的人工挖孔樁工程。
(5)編制事故應急救援預案
應根據項目施工現場和周邊單位、社區的重大危險源類別、周邊重要基礎設施以及本工程特點、環境條件、人員素質、物質資源評估等情況編制相應的事故應急救援預案,建立健全施工現場的應急救援體系。
3、施工階段的安全工作
橋涵工程施工前,應詳細核對設計圖紙和文件。高墩、大跨、深水、結構復雜的大型橋涵施工,應對施工安全基礎措施做專題調查研究,采取切實可靠的先進技術、設備和防護措施。中、小橋涵工程施工應制訂針對性的安全技術措施技術。每單項工程,在開工前應根據規程規定安全操作細則,并向施工人員進行安全技術交底。
橋涵工程施工的輔助結構、臨時工程及大型設施等,均應按有關規定做好安全防護措施;各項安全設施完成后,經檢驗合格后方能使用。
特殊結構的橋涵,采用新技術、新工藝、新材料、新設備時,必須制訂相應的有針對性的安全技術措施,通過試驗和檢驗,證明可行后方可實施。
橋涵工程施工,應盡量避免雙層或多層同時作業;當無法避免,而必須雙層同時作業或橋下通航、通車及行人通道等立體施工時,應設防護棚、防護網、防撞裝置和醒目的警示標志、信號等,切實做好安全防護措施。有電焊作業的橋涵,防護棚具有絕緣、防護性能。手持式電動工具,應按規定加設漏電電保護器。
高大的自行式施工機械在移動轉場過程中應放倒鉆架,在高壓線下施工時應采用相關技術措施,保持最小安全距離。
任何工程的施工應盡量避開夜間施工。因連續不間斷要求進行夜間施工的工程,施工現場應有足夠的照明,并保證施工人員有充足睡眠時間。
4、 交工階段的安全工作
(1)橋涵工程現場修復時,應設置交通標志。橋面應按作業控制區布置要求設置相關的渠化裝置和標志,并設專人負責維持交通。
(2)橋涵修復作業時,應首先要了解架設在橋涵上下的各種管線,并應注意保護公用設施(煤氣、水管、電纜、架空線),必要時應與有關單位聯系,取得配合。
(3)在橋涵欄桿外進行作業須設置懸掛式吊籃等防護設施,作業人員須系安全帶。
(4)在橋墩、橋臺修復時,應在設置安全設施,夜間必須設置警示信號,必要時應與有關單位取得聯系,相互配合。
5、結束語
橋涵工程施工中,由于受客觀因素的制約,安全風險不可能完全避免。只有通過對各個施工階段的系統控制、主動控制、事前控制才能將安全風險降到最低程度,從而保證安全目標的實現。■
參考文獻
關鍵詞:流域防洪;多Agent系統; 智能調度;實時調度
中圖分類號:TP31;TV87文獻標識碼:A文章編號:1672-1683(2013)01-0132-04
流域防洪工程的聯合調度作為一項十分重要的非工程防洪措施,是充分發揮流域綜合防洪效益的關鍵技術。流域防洪調度決策支持系統(DSS)是現行流域防洪聯合調度的基本實現手段之一,近年來一直是國內外研究的熱點[1-3]。研究者們針對系統中的許多關鍵技術進行了積極的探索,并且取得了豐碩的研究成果[4-5]。目前,防洪調度DSS已形成了包含數據庫、模型庫、方法庫和知識庫的典型框架結構[6],從而構成了以計算機、網絡通訊、遙感等技術為基礎,通過對防汛信息的自動采集、實時傳輸、綜合分析和智能處理,為防洪調度提供有效信息支撐的服務體系。但是,隨著流域防洪工程體系的不斷擴大,防洪調度決策支持系統越來越顯示出局限性:首先是 “靈活性”不足,現行DSS大多追求系統的整體模擬,在防洪情勢時空變化的情況下不能靈活實現動態建模;其次,人機交互任務繁重,當防洪節點較多時,決策者往往難以從紛繁的決策支持信息中抓住“重點”,給決策造成很大困難;再次,流域防洪DSS對降水、洪水、工程的不確定性識別和風險動態評價研究薄弱。因此,建立具有“智能性”的流域防洪DSS,使之具備感知信息和決策環境變化的能力,并能自主地協調處理由于變化帶來的一系列關聯問題,無論在理論還是在實踐上都極具意義。
Agent是一種在分布式系統或者協作系統中,能夠持續自主地發揮作用的計算實體,通常稱為智能體[7]。多Agent系統(Multi-Agent System,MAS)理論與技術是分布式人工智能的一個研究熱點,是目前解決復雜系統的方法和技術前沿[8-10],其自主性、交互性、反應性等特點為解決防洪調度DSS存在的“智能性”不足問題提供了一條可行途徑。其基本思路是將復雜的問題化為多個解決簡單小問題的Agent,通過這些Agents的協作,解決超出單一Agent能力的復雜問題。MAS特別適宜于那些能根據空間、時間或功能劃分的應用問題。流域水系統管理與調度問題,就具有這樣時空可劃分的特點,國內外己有部分學者涉足了MAS在跨流域調水管理與仿真[11]、流域洪水預報[12]、水庫調度[13]、水資源配置[14]等方面的應用,對MAS在該領域的適用性以及應用進行了有益的探索,并取得了一定的成果。但是,現有的相關研究大多僅局限于信息的組織與利用上,尚未涉及到智能建模和智能決策的層面。
本文擬以流域防洪工程體系聯合調度為研究對象,構建基于MAS理論的流域實時防洪智能調度系統框架,探討防洪系統的分解和“智能”調度系統總體架構的設計,功能性單體Agent的設計,多Agent系統的組織與運行機制,以及不同層級Agent之間的通信模式等關鍵問題。
1系統總體架構設計
基于MAS的流域實時防洪智能調度系統分為三層:接口層、應用層和支持層(見圖1)。系統的每一層由多個相互獨立,又并行處理的Agent組成,這些Agent通過相互通信、協作,共同完成本層的系統的任務。
接口層是整個調度系統的外層,用戶提出的任務需要經過本層轉為相應的系統命令而進入應用層。接口層負責為用戶提供一系列的分布并行處理的外部服務:鍵盤解釋命令、語言編譯器、文件目錄以及與用戶有關的系統應用服務,以及負責提供系統與外界環境的接口,將外界環境的實時變化信息(如水庫水位、河道水位、各控制節點流量、降雨量等)傳送到系統內部。因此本層主要包括負責人機交互的界面Agent,以及負責信息分析、處理和的實時信息Agent。
這次市安全生產委員會第二次全體會議的主要任務是,貫徹落實全省安全生產工作電視電話會議精神,分析研判1—4月份全市安全生產形勢,總結全市安全生產大檢查第一階段工作,安排部署第二季度安全生產工作和下一階段全市安全生產大檢查工作。剛才,蘇瀛同志代表市安委會通報了1—4月份全市安全生產工作情況,市煤炭局、消防支
隊和交警支隊的負責同志匯報了各自行業領域開展安全生產大檢查工作情況,他們匯報的很細、很實,剖析存在問題實事求是、不遮不掩,體現了對工作認真負責的態度,我完全同意。下面,我再講幾點意見。
一、當前全市安全生產形勢十分嚴峻
四是一些重點行業領域安全生產形勢仍然嚴峻。“五一”國際勞動節前,我帶領相關部門負責人對節前安全生產工作進行檢查,發現一些商場消防安全、農村用氣安全隱患十分突出,稍有不慎就會引發群死群傷事故。市安委會給相關部門和縣區下達了安全生產督辦令,要求限期進行整改、整治。
這些問題必須引起大家的高度重視,并抓好整改落實,確保安全穩定。
二、狠抓薄弱環節和關鍵領域安全生產工作
今年省安委會下達我市控制死亡指標207人,較大事故2起,重特大事故零控制,完成這些指標,壓力很大,困難很多。結合當前我市實際,下一階段,我們要狠抓煤炭、道路交通、公眾聚集場所消防、危險化學品、汛期安全等薄弱環節和重點領域,強化責任,狠抓落實,確保全市安全生產形勢持續穩定,為全市經濟社會又好又快發展提供良好的環境保障。
第一,堅持不懈地抓好重點領域安全生產工作。一是狠抓煤炭安全生產。煤炭安全仍是今年全市安全生產工作的重點。前不久,市委、市政府《關于加快煤炭產業發展的意見》和《延安市煤炭產業發展規劃綱要》已經出臺,今年煤炭產業將快馬加鞭,全面推進,這也給煤礦安全生產帶來很大壓力。今年省上下達我市煤礦安全生產事故控制指標是7人,較大以上事故起數是零控制。當前和今后一段時間,我們要緊緊抓住資源整合煤礦這個關鍵,深刻汲取山西王家嶺礦難事故教訓,加大監督檢查力度,堅決杜絕資源整合煤礦邊建邊產、偷產私產等違法違規行為。生產礦井要嚴格落實“一通三防”安全措施,重點防范瓦斯爆炸、透水滲水、頂板倒塌等事故發生。二是狠抓道路交通安全。道路交通安全是今年我市安全生產的重點和難點。今年省上下達我市較大事故2起,1—4月份全市共發生了4起較大事故,而且都集中在道路交通領域。下一階段,我們一定要加強對客運車輛、出租車、農用車輛的管理,加大科技投入,繼續推進gps定位系統安裝工作,嚴厲打擊超載、酒駕、疲勞駕駛等違法違規行為,確保道路交通安全。三是狠抓危險化學品安全管理。夏季是危險化學品安全事故高發期、易發期,要抓住危險化學品生產、運輸、儲存等關鍵環節,夯實安全責任,強化措施落實,確保危險化學品生產安全。四
是狠抓公眾聚集場所消防安全。消防方面,今年的控制指標是零死亡,任務很重,壓力很大。要把城區高層建筑、商場等人員密集場所和城鄉結合部作為重點,加大隱患排查力度,對于消防通道不暢、設施不全、制度不完善的生產經營單位,要限期整改,切實做到防患于未然。五是狠抓汛期安全生產工作。汛期將至,要全力做好防洪防汛工作,切實做好汛期自然災害引發的安全生產事故,特別是地質災害事故防范工作。各級各部門要切實提高思想認識,結合各自實際,夯實工作責任,強化工作措施,狠抓薄弱環節和重點領域,加大隱患排查和整改力度,特別要對過去發現的隱患,能整改的要立即整改,不能整改的要限期整改,確保安全生產。
第二,深入開展“安全生產月”
活動。從近年來發生的安全生產事故來看,安全意識不強、安全知識匱乏是導致事故發生的根本原因。因此,提高全民安全意識,是安全生產的基礎工程。根據中省市安排,6月份在全市范圍內集中開展“安全生產月”活動,主要以安全生產宣傳、安全知識培訓、應急救援演練為主要內容,通過電視、廣播、報紙、網絡、橫幅、標語等多種形式,切實提高群眾安全生產意識。通過舉辦縣區長、縣區安監局長、煤礦礦長、特種人員等專門的講座和培訓,提高監管人員、企業主和員工的安全生產工作水平。通過集中開展應急演練,切實提高應急救援能力。通過“安全生產月”活動的開展,努力形成“懂安全、會安全、要安全”的氛圍,使監管主體、企業主體能夠變被動為主動,變要我安全為我要安全,形成良好的安全生產氛圍。
第三,盡快啟動企業安全生產風險評估。企業是安全生產的主體。企業安全生產風險評估是今年全市安全生產工作的一項重要內容。目前市安監局已經制定了《延安市企業安全生產風險評估實施方案》,希望各級各部門充分認識這項工作的重要性,全力配合、全面啟動風險評估工作,確保所有企業全部參與,力爭做到不打折扣,為安全生產工作打下堅實的基礎。通過企業安全生產風險評估,促使行政首長和企業法人對企業安全生產情況做到心中有數,有的放矢。今年進行試點工作,力爭通過2-3年時間的努力,使這項工作進入常態化運作。對于今年評估定為d級、存在重大隱患的企業,要責令其立即整改,情況嚴重的要采取停業整頓,甚至吊扣證照,確保做到“不安全不生產”。
關鍵詞:GIS洪水風險治理;系統開發
中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2010)010-113-02
1、洪水風險及風險治理的含義
洪水是指江河水量迅猛增加及水位急劇上漲的自然現象。洪水的形成往往受氣候、下墊面等自然因素和人為因素的影響,在其發生、發展和演變過程中包含著必然性的一面,也包含著隨機性的一面,人們很難精確地預知其發生的時間、地點和大小。所以,在水文學上通常采用洪水頻率描述洪水本身風險的大小。除此之外,洪水風險的大小還與人們抵御洪水的能力以及承受洪水的區域內的資產水平有關。假如洪水發生在沒有人煙的地區,也就無所謂洪水災難。所以,只有當洪水威脅到人類的安全和影響到人類的社會經濟活動并造成損失時,才稱之為洪水災難。
長期以來,為了防御洪水,人們修建了大量的堤防、大壩等防洪工程,具有了防御洪水災難的一定能力。然而,在人類修建大量防洪工程大規模改造自然的過程中,人們逐步意識到人與自然的矛盾在逐步加深。通過大規模的水利工程建設,人們普遍地增加了安全感,在河岸兩側開始大規模地建設,城市不斷擴大,人口不斷集中。然而,當下一次洪水泛濫發生時,人們發現洪水所造成的損失比以前有增無減,于是人們又要求提高江河的防洪標準。如此下去,便形成了防洪工程投入不斷加大,而洪災損失也不斷增長的局面。而且人類發現了生存環境日益惡化,河流生態系統被破壞等諸多問題。在反思這些問題時,人類意識到洪水是一種自然現象,以現有技術企圖控制和消除洪水災難是不可能的,熟悉到洪水的風險是不可消除的而只能在一定程度上減輕或回避。因此,從發展的觀點來看,人們在與洪水斗爭的過程中,既要適當控制洪水改造自然,又要適應洪水與自然共存,將洪水災難損失降低到不影響人類的可持續發展進程,以最低的成本實現最大安全保障這樣一個防洪減災的總體目標。洪水災難風險治理的概念便是在這樣的基礎上提出的。
洪水災難的嚴重性和頻發性決定了洪水災難風險治理的復雜性。洪水災難風險治理可以說是一個系統工程,是指人們對可能碰到的洪水風險進行識別、估計和評價,并在此基礎上綜合利用法律、行政、經濟、技術、教育與工程手段,合理調整人與自然之間的關系,實現人類的最大安全保障和可持續發展的雙重目標。從發展的觀點來看,洪水災難風險治理是指人們在與洪水斗爭的過程中,既要適當控制洪水改造自然,又要適應洪水與自然共存,利用各種工程措施和非工程措施,將洪水災難損失降低到不影響人類的可持續發展進程,以最低的成本實現最大安全保障這樣一個防洪減災的總體目標。
2、GIS與組件式GIS
地理信息系統根據其內容可分為兩大基本類型:一是應用型地理信息系統,是以某一專業、領域或工作為主要內容,包括專題地理信息系統和區域綜合地理信息系統;二是工具型地理信息系統,也就是GIS工具軟件包,如ARCIINFO等,具有空間數據輸入、存儲、處理、分析和輸出等GIS基本功能。應用型GIS主要有三種開發方式:
2.1 獨立開發
指不依靠于任何GIS工具軟件,從空間數據的采集、編輯到數據的處理分析及結果輸出,所有的算法都由開發者獨立設計,然后選用某種程序設計語言,如Visual c、Delphi等,在一定的操作系統平臺上編程實現。這種方式的好處在于無須依靠任何商業GIS工具軟件,獨立性強,但是,能力、時間、財力方面的限制使其開發出來的產品很難在功能上與商業化GIS工具軟件相比,而且在購買GIS工具軟件上省下的錢可能還抵不上開發者在開發過程中絞盡腦汁所花的代價。
2.2 單純二次開發
指完全借助于GIS工具軟件提供的開發語言進行應用系統開發。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發的宏語言,如ESRI的ArcView提供了Avenue語言,Maplnfo公司研制的MapInfo Professional提供MapBasic語言等等。用戶可以利用這些宏語言,以原GIS工具軟件為開發平臺,開發出自己的針對不同應用對象的應用程序。這種方式省時省心,但進行二次開發的宏語言,作為編程語言只能算是二流的,功能極弱,用它們來開發應用程序往往不盡如人意。
2.3 集成二次開發
集成二次開發是指利用專業的GIS工具軟件,如Arc-View、Maplnfo等,實現GIS的基本功能,以通用軟件開發工具尤其是可視化開發工具,如Delphi、Visual c、Visual Basic、PowerBuilder等為開發平臺,進行二者的集成開發。
由于獨立開發難度太大,單純二次開發受GIS工具提供的編程語言的限制差強人意,因此結合GIS工具軟件與當今可視化開發語言的集成二次開發方式就成為GIS應用開發的主流。它的優點是既可以充分利用GIS工具軟件對空間數據庫的治理、分析功能,又可以利用其他可視化開發語言具有的高效、方便等編程優點,集二者之所長,不僅能大大提高應用系統的開發效率,而且使用可視化軟件開發工具開發出來的應用程序具有更好的外觀效果,更強大的數據庫功能,而且可靠性好、易于移植、便于維護。尤其是使用OCX技術利用GIS功能組件進行集成開發,更能表現出這些優勢。
組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件,每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間,以及GIS控件與其他非GIS控件之間,可以方便地通過可視化的軟件開發工具集成起來,形成最終的GIS應用。控件如同一堆各式各樣的積木,他們分別實現不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根據需要把實現各種功能的”積木”搭建起來,就構成應用系統。把GIS的功能適當抽象,以組件形式供開發者使用,將會帶來許多傳統GIS工具無法比擬的優點。3 GIS技術在黃河下游山東段堤防潰決洪災風險治理系統開發中的應用
歷史上,黃河山東段曾多次泛濫,近年來河道淤積日益嚴重,而黃河大堤多年未曾加高,兩岸的安全標準日益降低。黃河下游兩岸為我國經濟發達地區,人口財產密集,鐵路、公路縱橫,堤防一旦潰決,后果將十分嚴重。
黃河下游山東段堤防潰決洪災風險治理系統是一個以GIS為核心技術,以數據庫為基礎,包含基礎信息治理、堤防潰決洪水風險計算、堤防潰決洪水風險圖、堤防潰決洪水風險查詢、堤防潰決洪水災難損失評估、區域防洪減災對策等模塊的,為防洪減災輔助決策和洪災風險治理服務的計算機系統。其應用主要體現在:
3.1 洪水風險計算
洪水風險計算模型采用無結構不規則網格的二維非恒定流水動力學模型,在設計網格時,利用地圖工作空間添加、編輯網
格,既可以考慮地形地物以及阻水建筑物的影響,又可以充分利用GIS的制圖與圖形檢查糾錯功能,提高工作效率。網格圖略。
3.2 洪水風險圖制作
洪水風險圖是了解區域內遭受洪水災難的危險性大小的一種直觀科學的地圖。它是依據流速、沉沒水深和沉沒歷時等參數,將灘地、分蓄洪區或受洪水影響范圍劃分為危險區、重災區、輕災區、安全區等區域。依據不同的用途,洪水風險圖可以劃分為基本風險圖、專題風險圖和綜合風險圖。基本風險圖是將洪水基本要素(如沉沒范圍、水深、歷時、流速等)在行政區劃圖上表示。專題風險圖是依據不同的風險決策者制作的不同用途的風險圖,如保險公司用的保險專用風險圖:防洪決策者使用的專門風險圖;軍事部門針對重點保護對象的洪水風險圖:防洪避難使用的風險圖等。綜合風險圖是服務于防洪決策各項工作的一套風險圖。一般是利用GIS技術制作,包含洪水基本要素、災難損失信息、防洪工程信息等的一套風險圖。
該子系統是為了將堤防潰決洪水風險計算中選取的10個方案的結果制作成一套風險圖,主要包括基本行政區劃圖、潰堤位置、最大沉沒范圍圖、最大沉沒水深圖、沉沒歷時圖等。風險圖的制作首先是利用自己開發的專用轉換模型將數學模型中的網格文件轉換成Maplnfo Professional可以接受的交換格式MIF和MID,然后再利用Maplnfo Professional軟件,根據數學模型的計算結果(受淹范圍、沉沒水深、沉沒歷時、沉沒流速等),采用制作專題圖層的方法制作的。
3.3 洪水風險信息查詢
該系統包含三種方式查詢堤防潰決洪水風險計算的結果。
(1)通過輸入經緯度查詢關心點的基本信息和洪水風險信息;
(2)通過選擇縣區,查詢所選縣區的基本信息和洪水沉沒信息:
(3)通過選擇洪水計算模型中的網格號,查詢所選網格的基本信息和洪水風險信息。
按經緯度查詢時,系統首先從用戶輸入界面中獲取經度值和緯度值,然后根據這兩個數值在“網格”圖層中判定該點屬于哪個網格,判別方法是只要該點包含于網格的邊界內就認為該點屬于該網格,并建立動態圖層閃爍顯示該點的位置;最后,再根據“網格號”這一關聯字段在“網格洪水風險計算結果信息”數據庫中匹配,找到相關的基本信息和洪水風險信息。
按縣區查詢時,系統首先從用戶輸入界面中獲取所要查詢的縣區名稱,然后根據縣區名稱在“縣區”圖層中查詢該縣區的位置,并建立動態圖層閃爍顯示該縣區。最后,再根據“縣區名稱”這一關聯字段在“縣區洪水風險計算結果信息”數據庫中匹配,找到相關的基本信息和洪水風險信息。
按網格查詢時,系統首先從用戶輸入界面中獲取所要查詢的網格編號,然后在“網格”圖層中查詢該網格位置,并建立動態圖層閃爍顯示該網格的位置;最后,再根據“網格號”這一關聯字段在“網格洪水風險計算結果信息”數據庫中匹配,找到相關的基本信息和洪水風險信息。
3.4 洪災經濟損失計算與查詢
洪災經濟損失計算是根據沿黃區域的社會經濟特征及社會經濟調查資料的完備性對其財產進行分類,利用GIS工具,將二維非恒定流水動力學模型的不規則網格與電子地圖配準,使不規則網格具有空間地理位置。根據行政區域與網格空間地理位置的關系,找到每一個網格所屬的行政區域,并根據不同洪水潰堤計算方案下的網格的水力學特征數據(水深、流速、歷時、洪水到達時間),生成不同計算方案下的行政區域內的沉沒范圍、沉沒水深分布、沉沒歷時分布和流速分布等。根據每一方案下不同沉沒區域,計算每個受淹網格的面積與實際面積的比例,將行政區域內的各類資產按此比例分割到每個網格上。調查受影響區域內典型區域以往的災難損失情況,估算樣本分類財產的損失率,或根據經驗確定分類財產的洪災損失率。根據每個網格的沉沒水深和沉沒歷時,與洪災損失率數據庫的記錄中的沉沒水深范圍和沉沒歷時范圍進行比較,求算出各個網格的分類資產在沉沒條件下的損失值及損失率,逐步向上疊加,求出各個區內某類財產的總直接經濟損失及平均損失率,再通過所有受淹縣區的分類財產的損失合計求取全部受淹區域內所有財產的總的直接經濟損失,再按經驗系數法估算間接損失,洪災間接經濟損失與直接經濟損失之和即為洪災的總損失。
4、結 語
洪水風險治理是個較新的概念,本文只是提出了粗略的看法,還需要在今后的研究中逐步深入。組件式GIS與專業應用系統結合,是應用型GIS未來發展的方向。GIS在洪災風險治理系統各個環節中的應用必將越來越廣泛。
參考文獻:
[1]王宏彥,崔麗潔,GIS技術在水文水資源領域的應用[J],東北水利水電,2002,(10)