基于“人机料法环”的超特高压电网作业风险识别与作用机理分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：车凯(1976)，男，汉族，江苏扬州人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：电力环境及场地污染研究。-23-基于“人机料法环”的超特高压电网作业风险识别与作用机理分析 车 凯 周炳凌 卞 超 程潜善 李诗华 国网江苏省电力公司超高压公司，江苏 南京 210000 摘要：摘要：作业前全面精准地开展风险辨识和评估，能为风险管控措施的制定提供科学指导，进而实现风险管控水平的提升。“人机料法环”是全面质量管理理论中五个影响产品质量的主要因素的简称，包括“人员、机器、原料、方法、环境”。本文基于全面质量管理理论中的“人机料法环”概念，对影响超特高压电网作业安全的风险因素进行梳理与分析，并明确风险因素作用机理，为风险管控提供指导。关键词：关键词：电网作业风险；人机料法环；风险因素识别 中图分类号：中图分类号：TM3 0 引言 尽管“人机料法环”最早应用于产品质量、施工质量等领域，但近年来也被成功地应用于风险分析与事故预防领域。例如，余小亮(2017)通过“人、机、料、法、环”5 个环节，寻找影响电力工程建设安全的因素，探讨了电力工程建设安全监理的工作方法，以期确保电力工程建设安全生产1；陈耀湘(2023)对飞机维修现场的安全管控要素进行有效梳理与分析，从而有利于帮助维修人员和现场安全监督人员根据维修现场的特殊情境快速对相应的安全管控要点做出响应2；伍时辉(2023)结合智慧工地系统综合应用，以某示范工程为应用试点，进一步探究智慧工地系统在建筑工程管理中的具体应用3。基于以上实践经验，本课题从全面质量管理的视角出发，将电网作业项目看作一个产品，作业管控过程看作产品的生产过程，进而可以从人、机、料、法、环这五个方面对影响电网作业安全风险的主要因素展开分析，从而有利于帮助作业人员和现场安全监督人员根据作业现场的特殊情境快速对相应的安全管控要点做出响应。1 超特高压电网作业现状分析 超特高压作业主要指在1000kV及以上的电压环境中进行的各种作业，这通常涉及到电力设备的检修、试验和消缺等工作。具体来说，有以下几个显著特点：1）电压等级高：超高压输电线路的电压等级较高，要求各类型作业在实施过程中必须谨慎小心，防止发生触电、电网大规模停电等严重事故事件。2）密封要求严格：电力设备一般使用变压器油、六氟化硫气体等作为绝缘介质，这类物质在超高压液压应用环境中，密封性要求是其十分重要的环节。因为即使有微小的缝隙或漏洞，也可能引发重大安全事故。3）带电作业：在高压电气设备上不停电进行检修、试验的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常试验、检修和消缺。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。4）特种车辆需求：超特高压设备因绝缘距离要求，设备体积、重量均非常大，相关设备的检修作业可能涉及到高空作业、密闭空间作业、高压试验作业等特殊场景，需要吊车、绝缘斗臂车等特种作业车辆辅助作业，存在较高的作业风险。2 超特高压电网作业风险因素识别 2.1“人”维度“人”是指生产过程中涉及的决策、管理和操作人员，内涵包括有关人员的知识、技能、能力、意识、意志等。人的因素是生产安全的决定性因素。本课题涉及两类人群，一类是隶属于电网公司的主业人员，另一类为隶属于其他公司的外包团队；这两类人群内部又可以根据工作职责划分为管控人员和一线作业人中国科技期刊数据库 工业 A-24-员。对“人”维度的风险因素的考察，可以从经验、能力和承载力三个方面展开。经验是帮助作业人员预见和化解风险的重要依仗，主业人员和外包团队参与超特高压电网作业的经验直接影响到作业进行的顺利程度。此外，管控人员作为项目负责人，其决策、组织、指挥和管理能力，决定了项目的成败，因此主业管控人员和外包团队负责人的经验水平也应当单独考虑。能力是指作业人员在其特定领域对专业技术和知识的掌握情况，以及他们利用这些技术知识完成指定作业任务的技能。电力工程是一项对施工及管理人员要求较高，且技术性很强的工作，需要一定的专业技能才能胜任。对于外包团队而言，获取每个人员的技能等级较为耗时，因此能力的评价主要看其所属公司的历史业绩和安全素养，这一点可以从历史完成作业任务的情况进行准确的总结。承载力是指电网作业实配人数与定员人数的比值，如比值小于 1，则意味着作业人员配备不充分，这一方面会增加每个作业人员的工作压力和负担，从而增加了由于疲劳过度引发的工作失误的风险，另一方面也可能导致一些重要的安全措施无法得到有效执行，例如应急准备和安全检查等，从而增加了发生事故的风险。最终，在“人”的维度，共识别 9 个因素，分别为主业人员工龄因素、管控人员经验因素、主业人员技能因素、主业人员实配率因素、外包团队合作情况因素、外包负责人经验因素、外包团队历史业绩因素、外包团队安全素养因素、外包团队实配率因素。2.2“机”维度“机”指的是电网作业过程中使用的各类机械设备，包括起重运输设备起重机、升降机、吊车、卷扬机、葫芦、千斤顶等。机械设备的选择，应本着因地制宜，按照技术上先进、经济上合理、生产上适用、性能上可靠、使用上安全、操作和维修上方便等原则。机械设备能够减少劳动力投入、提高施工效率，但同时也增加了使用风险，一项作业中涉及的大型机械设备越多，相关风险事件发生的概率就越高。大型机械的使用需要进行严格的管理，首先要重视其维护保养和日常检查好做好设备维护保养台账，及时清理不合格的机械设备；其次操作人员必须认真执行各项规章制度，严格遵守操作规程；最后设备的性能参数要能满足施工需要和保证质量的要求。其中任意一项管理出现问题，都可能引发故障甚至导致事故发生。最终，在“机”的维度，共识别 2 个因素，分别为大型机具使用数量因素、大型机具使用合规性因素。2.3“料”维度“料”指的是电网作业过程中使用的包括原材料、半成品及工程设备。本课题所研究的超特高压电网作业，原材料和半成品方面的因素影响不明显，因而此处“料”主要是指作业人员所使用的安全工器具。常见的电力安全工器具包括验电器、接地线、绝缘鞋、绝缘手套、安全帽、防毒面具、防护服、接地开关和互感器等，用于防止触电、灼伤、坠落、摔跌等事故，保障工作人员人身安全。电力安全工器具对于保障电网作业的安全和效率具有不可替代的重要性，因此对于这些器具应按照国家电网公司电力安全工作规程和产品使用要求进行合理的维护、保养和更换，以确保器具在检验周期中合格。最终，在“料”的维度，共识别 1 个因素，为安全工器具可用性因。2.4“法”维度“法”传统上是指施工过程中所采用的技术和方法，以及工程检测、试验的技术和方法等。从某种程度上说，技术方案的安全性、规程规范的合理性、操作的正确性，能极大降低施工作业中的安全风险。考虑到本课题的目标是通过使用资源叠加或作业工序更改的方式均衡整体风险，无意对电网作业的技术方案进行修正，因此在考察“法”维度作业风险时，本课题重点关注作业管控难度及工艺难度等作业固有属性，以及现场实施的时间属性。在固有属性方面，从作业难度、作业高度和作业市场三个方面考虑，其中作业难度以国家电网生产现场作业“五级五控”风险防控体系为依据，该体系已经充分考虑了设备重要程度、运维操作风险、作业管控难度、工艺技术难度，具有极高的参照性。在此基础上，还需进一步考虑作业中高空作业和高工序作业时长所带来的额外安全隐患。通常来说，电网作业尽量安排于白天完成，但由中国科技期刊数据库 工业 A-25-于停电限制（白天无法停电）或赶工（例如紧急抢修），部分工序被安排于夜间完成。光线暗淡引起的视觉障碍、人体生物钟调整导致的注意力下降和反应能力减缓等都给夜间作业人员带来潜在的安全风险。最终，在“法”的维度，共识别 4 个因素，分别为作业难度因素、作业高度因素、作业时长因素和作业时段因素。2.5“环”维度“环”主要是指施工生产现场的环境，包括三个方面：一是由于工程地质、水文、气象条件和地下障碍物以及其它不可抗力等影响项目安全的自然环境因素；二是由于国家法规政策调整或是外界人为干预对项目安全造成影响的社会环境因素；三是指项目实施现场平面和空间环境条件，各种能源介质供应，施工照明、通风、风尘防护、给排水、交通运输等影响安全的作业环境因素。对于第一种自然环境因素，鉴于江苏省地势总体较为平坦，本课题主要考虑天气因素，即作业现场是否存在大风、大雾、大雨、雷击、高温等恶劣天气。对于第二种社会环境因素，本课题主要考虑作业当天是否有重大保电需求，例如在一些大会期间必须保证电力的正常供给，电网作业抗风险能力急剧减弱，从另一个角度反映为重大保电需求令作业风险大幅上升。对于第三种现场作业环境因素，本课题主要考虑作业是否涉及临近带电设备，是否需要因此保持足够的安全距离和工作空间。最终，在“环”的维度，共识别 3 个因素，分别为恶劣天气因素、重大保电因素和带电环境因素。综上所述，“人、机、料、法、环”作业风险因素识别结果如图 1 所示。3 超特高压电网作业风险作用机理分析 3.1 方法介绍 本节将结合 DEMATEL 方法和 ISM 方法对上述 19 个因素对作业风险的作用机理作进一步分析。DEMATEL方 法（Decision-making Trial and Evaluation Laboratory，即决策实验室法）通过利用系统内各要素之间的逻辑关系和直接影响矩阵，计算各要素的影响度和被影响度，进而计算出各要素的中心度和原因度，以此为基础构建模型，确定各要素之间的因果关系，识别出关键要素，但此方法难以分析复杂的系统。图 1 电网作业风险识别结果 表 1 DEMATEL 分析结果 影响因素 影响度 被影响度 中心度 原因度 主业人员工龄 2.86 0.29 3.15 2.57 管控人员经验 2.25 2.88 5.13 -0.63 主业人员技能 1.52 2.10 3.62 -0.58 主业人员实配率 1.16 2.45 3.61 -1.28 外包团队合作情况 2.32 3.41 5.74 -1.09 外包团队历史业绩 2.25 3.40 5.65 -1.15 外包负责人经验 1.87 3.52 5.40 -1.65 外包团队安全素养 1.72 3.82 5.55 -2.10 外包实配定员比 1.54 2.54 4.08 -1.01 大型机具使用数量 1.97 2.18 4.15 -0.21 大型机具使用合规性 1.35 2.99 4.34 -1.64 安全工器具可用性 0.89 2.82 3.71 -1.93 作业时长 2.04 0.53 2.57 1.51 作业时段 1.95 0.62 2.57 1.33 作业难度 2.81 3.55 6.36 -0.74 作业高度 1.77 0.42 2.19 1.34 环境带电情况 2.61 0.22 2.84 2.39 现场天气恶劣程度 2.55 0.03 2.58 2.53 重大保电 2.86 0.29 3.15 2.57 中国科技期刊数据库 工业 A-26-ISM 方法（Interpretative Structural Modeling，即解释结构模型）主要用于研究复杂系统的结构关系，通过构造邻接矩阵和可达矩阵，划分各区域和各层级结构，根据划分结果构建出多级递阶结构的模型，可直观得出各影响因素之间的因果层次。此方法适用于十分复杂的系统分析，但不能明确各因素对于整个系统的影响大小。本文将 DEMATEL 和 ISM 两种方法结合，不仅可以筛选出关键因素，还能对各影响因素进行层级划分，构建多级递阶结构模型，清晰了解到各因素之间复杂的关系。3.2 分析结果 课题组邀请 5 位从事电网运行维护工作的一线专家进行打分，表 1 给出了 DEMATEL 分析的结果。结论如下：（1）影响度排名前三的是重大保电、作业人员工龄和作业难度。可以看出重大保电和作业难度深刻影响了其他风险因素，是大多数风险因素的源泉，应予以慎重对待。图 2 风险因素层次图（2）被影响度排名前三的是作业难度、外包负责人经验和外包团队合作情况，这些因素容易受其他风险因素的影响，因此在进行决策时需要给与密切关注。（3）中心度排名前三的依次是作业难度、外包团队合作情况 5 和外包团队合作情况，并且都属于结果因素，表示这些因素对电网作业风险影响较大，是关键因素，且容易受其它因素影响。图 2 给出了 ISM 分析结果。结论如下：（1）第 1 层因素电网作业风险的直接因素，这 3个风险因素会直接对作业安全造成影响，是造成作业违规和事故的直接致因，通过在上述几个方面加强管理和控制会有立竿见影的效果。（2）第 2 层因素是电网属于第一级过渡风险，对第 1 层因素造成直接影响，同时受到第 3 层因素的影响。（3）第 3 层因素为第二级过渡风险，它会直接影响第 2 层因素，并且会通过第 2 层因素对第 1 层因素造成间接影响，同时它也会受到第 4 层因素的影响。（4）第 4 层因素是电网作业的本质风险。它直接影响第 3 层因素，并且它通过第 2、3 层因素对第 1 层因素造成间接影响。实际这两个风险，我们也只能尽量规避，并且规避代价要比上述各层因子较高。4 结语 本文根据“人机料法环”的概念对电网作业安全风险因素进行了识别，同时结合 DEMATEL 方法和 ISM方法对风险因素的作用机理进行了分析。以上研究为电网作业现场安全管控实践工作提供了有效的参考依据。参考文献 1余小亮.从“人机料法环”进行电力工程建设安全监理J.现代职业安全,2017(04):72-73.2陈耀湘.“人机料法环”在飞机维修现场安全管控的运用J.产品可靠性报告,2023(09):50-52.3孟凡利;刘亚平.从人机料法环测分析重大工程项目的质量控制J.中国港湾建设,2014(01):75-79.