剩余安全隐患概念的提出及数学模型的构建与研究

刘伟达

(江苏核电有限公司，江苏 连云港 222000)

关题词：剩余安全隐患；数学模型；构建

任何一个完整的工程建设项目，一般情况下其施工作业活动在作业时间上是连续的。因此，将一个完整的工程建设项目的施工作业活动定义成一个以时间为自变量的持续的作业过程。在这一施工作业过程中，均有人、机、料、法、环等因素的参与，经过多年核电工程施工安全管理实践，我们认识到安全隐患与施工作业密切相关，即安全隐患是客观存在的，并伴随施工作业活动的产生而产生，随着施工作业活动的结束而消失，它包括人的不安全行为、物的不安全状态和管理上的缺陷等。我们从安全生产事件事故致因基本原理可以得出安全隐患是导致事件事故发生的直接原因，所以为实现降低安全事件事故的发生，需要采取的措施就是去消除安全隐患，通过排查并消除安全隐患实现降低安全事件事故发生概率，即实现降低安全风险的目的。

1 剩余安全隐患概念的提出及数学模型的构建

1.1 潜在安全隐患说明

将施工作业活动中未被排查及消除前客观存在的安全隐患称之为潜在安全隐患，即施工作业活动原始状态下客观存在的安全隐患，潜在安全隐患的数量是未知的。在施工作业活动未开始时和施工作业活动全部结束后现场的潜在安全隐患数量可以视为0，作业过程中安全隐患数量随着施工的进展不断变化，我们可以把潜在的安全隐患数量定义为一个以时间x为自变量的函数，计为y=F(x)，该施工作业活动的潜在安全隐患数量趋势示意图在以持续作业时间x为横坐标，安全隐患数量y为纵坐标的直角坐标体系中表示如图1所示。

图1 潜在安全隐患数量时间趋势示意图Fig.1 The quantity and time trend ofpotential safety hidden danger

由图1进一步分析可以得出在一个施工周期内[0，x]的潜在安全隐患总数量即为函数F(x)在[0，x]区间上的几何面积，示意图如图2所示。

图2 潜在安全隐患总数量时间趋势示意图Fig.2 The time trend and total number ofpotential safety hidden danger

由图2分析我们可以将潜在安全隐患总数量表述为如公式(1)：

(1)

1.2 安全隐患实际排查说明

一个施工作业活动存在潜在安全隐患是客观的，其数量是未知的，我们从事安全工作的重要任务就是去排查现场存在的潜在安全隐患并采取措施进行消除，通过消除潜在的安全隐患实现降低安全风险的目的。在工程建设项目施工过程中，实际安全隐患排查工作与施工作业活动同步持续开展，因此我们可以定义实际排查出的安全隐患数量，即已排查出的安全隐患数量也是一个以时间x为自变量的函数，计为y=f(x)，其趋势示意图如图3所示。

图3 已排查出的安全隐患数量时间趋势示意图Fig.3 The quantity and time trend ofidentified safety hidden danger

由图3进一步分析可以得出在一个施工周期内[0，x]的已排查出的安全隐患总数量即为函数f(x)在[0，x]区间上的几何面积，示意图如图4所示。

图4 已排查出的安全隐患总数量时间趋势示意图Fig.4 The time trend and total number ofidentified safety hidden danger

由图4分析可以将已排查出的安全隐患总数量表述为如下：

(2)

由于限于人的因素、环境因素、管理因素、科学技术水平因素等多种因素的制约和影响，无法准确的彻底的排查出现场存在的所有潜在安全隐患，也就是实际排查出的安全隐患数量事实上是低于实际存在的潜在安全隐患数量。潜在安全隐患和已排查出的安全隐患数量在时间趋势示意图上的对比表示如图5所示。

图5 已排查出的安全隐患数量与潜在的安全隐患数量时间趋势示意图Fig.5 The number of identified safety hazards andthe time trend of potential safety hidden danger

潜在安全隐患和已排查出的安全隐患总数量在一个施工周期内[0，x]的时间趋势对比示意图如图6所示。

图6 已排查出的安全隐患总数量与潜在的安全隐患总数量时间趋势对比示意图Fig.6 Comparison between the total quantity and timetrend of identified safety hidden danger and potentialsafety hidden danger

1.3 剩余安全隐患的说明及数学模型的构建

经过对图6进行分析，可以直观地看到潜在安全隐患中除去已排查出的安全隐患就是还未被排查出的安全隐患，我们将未被排查出的安全隐患称之为剩余安全隐患，其数量也是未知的，我们将剩余安全隐患数量函数定义为g(x)，它是由实际存在的潜在安全隐患F(x)与已经排查出的安全隐患f(x)两个函数所构成，其关系为：

g(x)=F(x)-f(x)

(3)

因为F(x)、f(x)均为以时间为自变量的函数，所以g(x)也是以时间为自变量的函数，在一个施工周期内[0，x]的剩余安全隐患总数量用公式可以表述为：

(4)

剩余安全隐患总数量S3(x)在坐标轴上的表示如图7所示。

我们把图7剩余安全隐患总数量时间趋势示意图定义为剩余安全稳患的数学模型。

图7 剩余安全隐患总数量时间趋势示意图Fig.7 The time trend and total quantity ofremaining safety hidden danger

排查出的安全隐患已经被采取措施进行了消除，这些已排查并消除的安全隐患已不能对施工作业活动构成安全威胁，但是还有很多未被排查出的安全隐患，这些未被排查出的安全隐患成为了施工作业过程中潜在的安全威胁，即剩余安全隐患是施工作业活动中存在的潜在安全威胁，在一定程度上是决定施工作业活动安全风险高低的主要因素。

2 降低安全风险在剩余安全隐患数学模型上的体现及实现方式

2.1 降低安全风险在剩余安全隐患数学模型上的体现

从图7可以看出，剩余安全隐患数量越多，反映出S3(x)的几何面积就越大，则说明现场发生安全生产事件事故的概率就越大，也就是说现场的安全风险就越高，反之，我们要想降低现场的安全风险，就必须减少剩余安全隐患数量，对应的就是缩小S3(x)的几何面积。因此，将降低安全风险的一个抽象的目标转化为一个缩小几何面积的数学模型。

表述如下：

第一种：提升函数f(x)的值，其实质是通过增加已排查出的安全隐患数量达到减少剩余安全隐患数量的目的；

第二种：降低函数F(x)的值，其实质是从源头降低潜在安全隐患数量达到减少剩余安全隐患数量的目的；

第三种：降低x的值，通过采取缩短持续作业时间达到减少剩余安全隐患数量的目的。

缩小几何面积实现方式在时间趋势上的反映如图8所示。

图8 缩小剩余安全隐患总数量几何图形面积的几种方式Fig.8 Several ways to reduce the total number of residualsafety hidden danger and the geometric figure area

2.2 降低安全风险的主要实现方式简述

通过对剩余安全隐患数学模型进行分析，实现减少剩余安全隐患数量，即降低安全风险具体做法有三种，在实施时如何实现这三种方式，经过对核电工程施工安全管理工作进行总结，概述如下。

实现第一种方式的主要措施是通过增加实际安全隐患排查数量来降低剩余安全隐患数量。这种方式各单位普遍运用，通常做法是施工活动的参与人员包括各级管理人员、作业人员、技术人员、监督人员以及第三方专业人员等从多种角度去对施工现场开展安全检查，尽可能多的去排查安全隐患，这种方式适用于施工周期较短的施工作业活动，容易受到人员本身专业、经验、技能、积极性等因素的影响，属于安全隐患治标的范畴，属于安全管理初级阶段的主要措施，比较容易操作，管理成本较低，短时间容易见效但也容易反弹，未能从根源减少剩余安全隐患数量。

实现第二种方式的主要措施是从源头降低剩余安全隐患数量，这种方式属于从源头进行管控，主要做法包括从施工活动的前期策划、安全设计、施工管理、设备和工器具本质安全制造、作业环境管控、人员安全素质提升等多方面进行治理，总之通过整体性的安全思维方式和系统性的安全措施对参与到整个施工活动的人员、工器具、材料、管理等要素按照本质安全角度予以考虑，实现降低现场安全风险的目的。这种方式属于治本的范畴，适用于施工周期较长的施工作业活动，是安全管理高级阶段的主要措施，相对于第一种方式而言其管理成本要高，需要做较长的时间准备和较多的经济投入，属于根本措施，见效周期较长。

实现第三种方式的主要措施是通过合理优化作业活动的工期实现缩短作业持续时间，进而减少剩余安全隐患数量实现降低现场安全风险的目的。合理优化工期需要从组织管理、计划安排、工艺选择、流程优化、先进技术应用、优秀作业人员选择、经济投入、经济效益等多方面进行综合评估的前提下进行，但忽略上述优化工期的安全先决条件而盲目赶进度、缩短工期反而容易导致事件事故的发生，是不能降低安全风险的，历史上曾经发生过多起类似案例。合理优化工期，科学缩短作业持续时间其实质是通过采取先进的安全的各种措施提高工作效率、缩短或取代作业人员在危险环境的暴露时间。只有施工作业活动全部结束，因施工作业而产生的安全隐患才会不再产生。这种措施也属于根本措施范畴，也适用于施工周期较长的施工作业活动，是安全管理更高阶段的主要措施，在一定程度上需要建立在提高科学技术水平的基础之上来实现。

3 结论

通过提出剩余安全隐患概念并构建剩余安全隐患数学模型，同时对剩余安全隐患数学模型进行分析，我们将剩余安全隐患与降低安全风险之间的关系生动的进行了展现。基于此，我们可以清晰的归纳出降低工程建设项目施工作业安全风险的主要实现方式，即通过采取安全隐患排查、根源治理、优化工期的方式去减少剩余安全隐患数量，在具体操作时通常将这三种实现方式结合起来实施，即采取多种措施进行综合治理，总之通过缩减剩余安全隐患数量实现降低安全风险的目的。因此得出一个重要结论，即判断一项安全工作是否有价值、安全措施是否有效的基本原则就是看其能否直接或间接的减少剩余安全隐患数量。