基于改进型LEC法的线路工程安全风险评估研究

刘宏亮

(中核汇海风电投资有限公司，北京 100000)

0 引言

“十四五”是国家实现碳达峰目标的关键期，新能源项目及配套送出工程密集建设，2023 年风电、光伏装机容量预计增加1.6 亿kW[1]。电力建设工作面快速扩大，风险点快速增加，建设资源进一步摊薄，建设、监理等施工力量不足等问题进一步加剧，各类风险防范及安全管控难度进一步加大，电力建设施工安全风险凸显[2]。2013—2021 年全国发生电力建设人身伤亡事故100 起，死亡218人，其中线路工程人身伤亡事故21 起，死亡42 人，死亡人数占比19.3 %[3-11]。电力建设人身伤亡事故发生的一个主要原因是安全风险分级管控落实不到位，表现为风险辨识能力不足，风险辨识不到位，风险评估不准确，管控措施落实不到位等[3]。重点对线路工程风险评估方法的不足之处进行分析，提出改进措施，以提高风险评估准确性，有效落实安全风险分级管控，消除安全隐患。

1 线路工程风险描述

线路工程具有作业环境复杂、施工难度大、工作点多等特点[12]，易发生安全生产事故。线路工程可能导致的事故主要有高处坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、杆塔倒塌、中毒窒息、火灾、车辆伤害、其他伤害等[13]，如图1 所示。

图1 线路工程可能导致的事故

2 LEC 法及其不足之处

作业条件危险性评价法(LEC法)是一种半定量的对人员在具有潜在威胁性的作业条件下工作进行安全评估的方法。通过三个指标(发生事故或危险事件可能性L、暴露于危险环境的频率E、发生事故或危险事件可能结果C)的乘积来得到危险等级D，D的数值越高，其危险性越大[14]，如表1 所示。线路工程风险评估大多使用LEC 法，由建设单位组织施工方及监理方相关专业工程师对项目进行风险评估[15]。

表1 L、E、C、D 分值判断

3 对LEC 法的改进

3.1 对发生事故可能性L 的改进

事故统计在风险评估中有着重要作用，从事故中找事件，从事件中找隐患，从隐患中找危险有害因素，用之前事故血的教训警示当前，可有效避免同类事故的再次发生。2013—2021 年全国共发生线路工程人身伤亡事故21 起，死亡42 人。21 起事故中杆塔倒塌事故死亡21 人，高处坠落事故死亡8 人，触电事故死亡8 人，中毒窒息死亡5 人[3-11]，如表2 所示。为提高发生事故(危险事件)可能性L的赋值准确性，减少风险评估人员的主观影响，建立事故统计系数，并用kASC表示。如事故统计时间内未发生事故，则事故统计系数为1 (基础系数)。如发生事故，事故统计系数=基础系数+事故占比。故kASC，杆塔倒塌=1.50，kASC，高处坠落=1.19，kASC，触电=1.19，kASC，中毒窒息=1.12。事故统计系数能有效提高风险评估中该类危险有害因素L赋值的准确性。

表2 2013—2021 年全国线路工程人身伤亡死亡人数统计

3.2 对发生事故可能结果C 的改进

危险性较大的分部分项工程(危大工程)是指在施工过程中导致人员群死群伤或者造成重大经济损失的工程。危大工程及超过一定规模的危大工程范围由国务院住房城乡建设主管部门制定，包括基坑工程、模板工程及支撑体系、起重吊装及起重机械安装拆卸工程、脚手架工程、拆除工程、暗挖工程等，其特点为事故造成的后果较为严重。为此建立工程危险系数，用kEHC表示，则超过一定规模的危大工程的工程危险系数kEHC1=1.2，危大工程的工程危险系数kEHC2=1.1，其他工程的工程危险系数kEHC3=1.0。工程危险系数能有效提高发生事故(危险事件)可能结果C值的准确性。

3.3 对暴露于危险环境的频率E 的改进

线路工程施工现场主要有特种作业人员、一般作业人员、施工单位管理人员、监理人员、建设单位人员、其他人员等六大类施工人员，每类人员接触危险环境的频率不同，接触环境的危险程度不同。如特种作业人员，其接触危险环境的频率最高，接触环境的危险程度最大，登高作业、电工作业、电焊作业等均涉及。而一般作业人员，接触不到特种作业施工，接触危险环境的频率和危险程度均低于特种作业人员，管理人员则更低。建立指标综合E'，对六类人员进行赋值，并使用层次分析法(AHP)对六类人员接触危险环境的程度进行计算。

3.4 层次分析法简介

层次分析法(AHP)由运筹学家T.L.Saaty 提出，是一种把复杂系统进行层次化，把决策过程中定性和定量的因素相结合起来的方法。层次分析法通过建立判断矩阵，排序计算和对一致性进行检验的方法确定权数[14]。

3.4.1 建立层次模型

将现场施工人员作为模型第一层，特种作业人员、一般作业人员、施工单位管理人员、监理人员、建设单位人员、其他人员作为模型第二层。

3.4.2 建立判断矩阵

晋和鲁卫所处环境的不同，形成其各自不同的文化和不同的统治方式。 孔子云：“鲁卫之政，兄弟也。”[1]143 这在于两国在开国之初处于相同的条件之中。 于是，鲁卫之政是强制型的，唐晋之政是顺应型的。 鲁卫之政必然要造成冲突，唐晋之政则是和谐的。 鲁卫之政使其形成的文化是狭隘单一的，唐晋之政所形成的文化则是丰富多元的。 丰富多元的文化的氛围中所产生的文学艺术，自然要根植于各自深厚的传统而不会为其他的文化标准或原则所左右。 这就是季札感觉到《唐风》思深、忧远、令德之后的原因所在。

对指标之间的相互关系进行比较，建立两两判断矩阵P。矩阵评判分值根据T.L.Saaty 提出的9级标度法进行判断，如表3 所示。

表3 层次分析法两两判断矩阵9 级标度法

3.4.3 计算判断矩阵各因素权重

根据判断矩阵，求出其最大特征值λmax所对应的特征向量W，特征向量W经归一化处理后的数据为各因素权重。

计算出判断矩阵P每一行因素的乘积Mi。

计算出Mi的n次方根

进行归一化处理，求得各指标权重Wi。

3.4.4 计算判断矩阵的最大特征值

方根法计算完成前三步后，计算最大特征值。

3.4.5 层次单排序及其一致性检验

判断矩阵P对应于其最大特征值λmax的特征向量W经过归一化处理后，为同一层次相应的指标对于上一层次某个指标相对重要性的排序权值，对其一致性进行检验。

式(6)～(7)中，kCI为一致性指标；当n≥3时，为消除kCI阶数造成的影响，引入kRI值(判断矩阵的平均随机一致性指标)，1 阶至9 阶的判断矩阵的kRI，见表4。

表4 1 阶至9 阶平均随机一致性指标kRI

当判断矩阵P阶数n＞2 时，其一致性指标kCI与其同阶的平均随机一致性指标kRI之间的比值kCR(随机一致性比率)要求小于0.1。当判断矩阵的随机一致性比率kCR值小于0.1 时，认为判断矩阵具有满意的一致性。

4 改进型LEC 法应用举例

4.1 线路工程简介

某项目220 kV 送出线路工程约为22 km，新建铁塔60 基，海拔高度在900～1 500 m，地形以丘陵、山地为主，灌木林茂盛。现场施工条件较差，吊车、挖掘机等大型机械设备无法运输到施工位置，项目基础开发采用人工掏挖法(深度约为6.3 m)，组塔采用内悬浮抱杆法。特种作业人员28 人，一般作业人员56 人，施工单位管理人员7 人，监理人员4 人，建设单位人员3 人。

4.2 风险辨识

组织该项目建设方、施工方、监理方共同对该送出工程进行风险辨识，同时结合2013—2021 年线路工程人身伤亡事故原因分析及国家电网公司输变电工程风险库数据，将现场人员施工经验、能源局相关事故分析数据及电网公司输变电风险库相结合，切实做到风险辨识到位。该线路工程可能发生的主要事故有高处坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、杆塔倒塌、中毒窒息、火灾、车辆伤害、其他伤害等，共计10 大类事故及58 个危险有害因素[3-11,15]，如表5 所示。

表5 某220 kV 线路工程危险事故及危险有害因素(主要涉及数据)

4.3 kASC、kEHC 计算

该项目kASC，杆塔倒塌=1.50，kASC，高处坠落=1.19，kASC，触电=1.19，kASC，中毒窒息=1.12。基坑掏挖工程深度约为6.3 m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，涉及的危险有害因素有A3、B3、B4、E (1-5)、G (1-3)，kEHC取1.2。

4.4 综合E'计算

建立判断矩阵P，使用方根法计算，判断矩阵归一化后的特征向量：W=(0.38，0.25，0.16，0.10，0.06，0.04)T。矩阵PW=(1.03，1.02，1.02，1.05，1.02，1.03)T。λmax=6.158，kCI=0.031 6，判断矩阵为6 阶矩阵，kRI取1.24，kCR=0.025 5<0.1，通过一致性检验。六类人员的权重分别为0.38、0.25、0.16、0.10、0.06、0.04，综合E'计算结果为4.99，如表6 所示。

表6 判断矩阵P 各因素权重计算数据、现场施工人员分类及综合E'值

4.5 改进LEC 法计算

通过使用改进LEC 法，对某220 kV 线路工程进行安全风险评估，结果如表7 所示(表中D'表示改进算法后的危险等级值)。

表7 改进LEC 法风险辨识结果

1) LEC 法改进之前该项目存在58 个危险有害因素，其中I 级风险0 个，Ⅱ级风险28 个，Ⅲ级风险22 个，Ⅳ级风险7 个，Ⅴ级风险1 个。LEC法改进后危险有害因素包含I 级风险11 个，Ⅱ级风险23 个，Ⅲ级风险16 个，Ⅳ级风险7 个，Ⅴ级风险1 个。I、Ⅱ级风险占比从改进前的48.3 %，提高到改进后的58.6 %，如图2 所示。

图2 LEC 法改进前后线路工程评估结果对比

2) LEC 法改进后评估出的11 个I 级风险中，高处坠落3 个、杆塔倒塌3 个、触电2 个、物体打击1 个、坍塌1 个、中毒窒息1 个。风险评估结果基本与2013—2021 年全国电力建设线路工程事故死亡人数统计结果一致。同时，提高了深基坑作业涉及的坍塌、中毒窒息、物体打击的危险有害因素风险等级，证明该方法可行有效。

5 结束语

在线路工程风险评估中，建立事故统计系数，改进发生事故可能性L赋值；建立工程危险系数，改进发生事故可能结果C赋值；使用AHP 法计算工程不同类型人员接触风险程度，进而计算出综合E'值。从应用举例可以看出，该风险评估方法可有效提高线路工程已发生事故及危大工程所涉及的危险有害因素等级，有效提高线路工程风险评估准确性，且该方法简单可行，可操作性强。下一步将继续建立新能源工程风险数据库，统计新能源工程事故伤亡数据，编制风险预控措施数据库，建立新能源建设工程风险辨识、评估、预控措施系统，落实安全风险分级管控，做到安全关口前移。