分析水电站施工现场人员安全管理水平的系统动力学分析

'第42卷第6期2016年6月水力发电水电站施工现场人员安全管理水平的系统动力学分析鲍威，陶玲(河海大学商学院，江苏南京211100)摘要：为了动态、有效地分析水电站施工现场人员伤亡事故发生的机理，以人员伤亡事故率作为施工现场人员安全管理水平的指标，识别出关键影响因素，利用VENSIM建模软件构建一个施工现场人员安全管理系统动力学流图。从系统的角度出发，对人员伤亡事故进行探讨，研究引起人员伤亡事故的主要因素，分析水电站施工现场人员安全管理水平提升路径，以期通过不同安全投入方案与安全管理水平的反馈形成系统的良性循环机制。关键词：水电站；施工现场；安全管理；系统动力学SystemDynamicsAnalysisofPersonnelSafetyManagementLevelinConstructionSiteofHydropowerStationBA0Wei，TA0Ling(BusinessSchoolofHohaiUniversity，Nanjing211100，Jiangsu，China)Abstract：Inordertogetadynamicandeffectiveanalysisoncasualtiesmechanismofhydropowerstationconstructionsite，thecasualtiesrateistakenastheindicatorofconstructionsitepersonnelsafetymanagementleveltoidentifykeyinfluencefactors，andthenasystemdynamicsflowdiagramconstructionsitepersonnelsafetymanagementlevelisconstructedbyusingVENSIMmodelingsoftware．Fromtheviewofsystempoint，themechanismofcasuahiesisexploredtofindthemainfactorscausingcasualties．Byanalyzingtheupgradepathofpersonnelsafetymanagementlevelattheconstructionsiteofhydropowerstation，avirtuouscirclemechanismsystemthroughthefeedbackofdifferentinvestmentinsafetyprogramsandsafetymanagementlevelisexpectedtobeformed．KeyWords：hydropowerstation；constructionsite；safetymanagement；systemdynamics中图分类号：X915．4；TV74文献标识码：A文章编号：0559—9342(2016)06—0077—03目标是降低人员伤亡事故的发生率，目前国内外对0引言企业人员伤亡事故的研究主要采用系统工程理论与系统动力学(systemdynamicsSD)是美国麻省理基于事故树的方法，由于此类方法对于安全系统工学院福瑞斯特(J．W．Forrester)教授提出来的研究的动态变化过程控制不足，无法有效地控制施工现系统动态行为的一种计算机仿真技术。。系统动力场人员伤亡事故的频发。为了能动态、有效地分学以系统理论为基础，适宜处理高阶次、非线性、析水电站施工现场人员伤亡事故发生的机理，分析多重反馈的时变动态系统，其最大优点是可以将定水电站施工现场人员安全管理水平提升路径，本文性和定量方法相结合。一般而言，SD的建模过程试图从系统的角度出发，对人员伤亡事故进行系统就是一个学习、调研的过程，其模型的主要功用在于向人们提供一个进行学习与政策模拟分析的工具，收稿日期：2015—07—27使决策群体或组织成为一种学习型和创新性的组基金项目：国家自然科学基金资助项目(71271107)；国家社科织。自20世纪70年代末引入我国，系统动力学基金资助项目(15BGL094)在企业安全管理系统方面的研究较深入。。。作者简介：鲍威(1989一)，男，浙江湖州人，硕士研究生，主水电站施工现场人员安全管理整体系统的安全要研究方向为工程管理．wmrPoVo1．42Nn6囫 动力学的探讨，研究引起人员伤亡事故的主要因素。1系统动力学模型概述为因素安全系统工程是以“人一机一环境”系统为研究对子系统象，运用系统工程的理论与方法，辨识、分析、评价、控制系统或生产中的危险性或安全性。水电站施工现场是由一个“人一机一环境”相互依存、相互制约的复杂的非线性动态系统，由彼此联系和彼此作用的要素组成。安全机械因1．1系统关键要素的识别人员管理子系统全管根据安全系统工程理论，研究相关文献，本文将研究对象划分为人员因素子系统、机械因素子系者I投I影统、环境因素子系统3个子系统。由系统动力学的降低事故率反馈原理人员因素水平、机械因素水平、环境因素水平构成了整个系统的子系统，形成了一个有机的环境因i子系统统一体。根据SD的分解原理把系统S按其内部特点实现施工现场人员安全管理与性质划分成若干个相互关联的子系统(子结水平的提高构)P。S=(P，R，)，P={Pli∈，}，R={rIJ∈图1施工现场人员安全管理主要影响因素J．k∈K且．，+K=，÷设备投入一季节性施工决策层安全理念。式中，S代表整个系统；P代表子系统；R，为关系(2)机械设备维修与保养一临时用电系统一安矩阵。其中S={人员因素，机械因素，环境因素}。全防护设施和保护装置一操作层安全意识一脚于架子系统即影响施工现场人员伤亡事故的关键因素，工程一高处作业一施工技术成熟度一决策层安全理子系统之间相互影响，每个子系统的内部各因素之念一机械设备维修与保养。间也相互影响，共同形成一个动态的、相互影响的(3)工程的复杂程度一政府监管一安仝管理规系统。则制度一监理方监督安全防护设施和保护装置一工1．2要素子系统分析程的复杂程度。水电站施工现场人员安全管理需以降低人员伤3水电站施工现场人员安全管理水平的系统亡事故的发生率为整体系统的安全目标。根据GB6441—86《企业职工伤亡事故分类标准》解释，伤动力学评价模型构建亡事故指企业职工在生产劳动过程中发生的人身伤3．1施工现场人员安全管理水平的系统动力学流图害、急性中毒，噬共可分一为20类。一本一文选一取一近年一来一我一分析上述3个因果关系回路，该系统L}1安伞=事国发生的较大及以上人员伤亡事故(一次死亡3人及故发生的关键主导因素包括管理层安全态度(Tag．)、3人以上事故)做相关统计分析，总结主要的施工现操作层安全意识(Tag)、监理方临督(Tag)、安伞场人员伤亡事故以高处坠落、坍塌、物体打击、起防护设施和保护装置(Tag)。重伤害、触电、机械伤害等六大类型为主。对主要考虑到构建系统动力学流图和动力学方程的需事故进行分析，识别出各子系统的组成要素如下图要，从各因素中抽象出能描述系统概貌的具有代表1所示。性的变量，建立如下变量集：①系统。系统安全水2水电站施工现场安全管理水平的系统动力平指标(S)。②因素指标值(i=l，2，3，4)。③因素权重值符号用R，表示(i=1，2，3，4)。④学因果关系因素正面影响程度变化率用S表示(i=1，2，3，因果关系图是真实反映系统内部结构的描述，4)。⑤因素负面影响程度变化率(71)(i=1，2，3，根据上面分析出的子系统各因素，可构建系统各因4)。⑥因素影响系数(Q)(i=1，2，3，4)。⑦冈素的因果关系图，该系统因果关系图共有3条因果素安全投入增长率(U)(i=1，2，3，4)。㈣因关系回路：素安全投入水平(P)(i=1，2，3，4)。根据(1)决策层安全理念一管理层安全态度一机械面因果关系图和给出的变量集，通过系统动力学 型岜，守：／3x,吧I．t[3删上J-gJ八贝复王／．Ix．十日承现73"个J1建模软件VENSIM得到系统动力学流如图2所示。一般、差)4个等级，且Stag所处的等级通过专家打分法确定。(2)系统动力学方程中初始值和常量的确定。采用安全检查表法，分析系统安全管理水平实际情况确定初始值；其他初始值和常量通过选取具有丰富施工现场安全管理经验的专家，利用专家打分法，经过详细的分析与论证确定。通过VENSIM软件构建水电站施工现场人员安全管理系统动力学流图以及方程的假设，进一步通过数据的仿真来分析水电站施工现场人员安全管理图2施工现场人员安全管理系统动力学流示意水平提升路径，最终通过不同安全投入方案与安全管理水平的反馈形成系统的良性循环机制。3．2水电站施工现场人员安全管理水平的系统的动力学方程4结论3．2．1系统动力学方程本文通过对人员伤亡事故做相关统计分析，总(1)水平方程结出施工现场主要的六大人员伤亡事故类型。对主．K=To，．_，+(DT)×(S．JK—T．JK)要事故进行分析，识别出系统的12个主要因素，P．．K=P．J+(DT)×(U．JK)由因果循环图分析出该系统中安全事故发生的关键式中，K为现在时刻该因素安全水平指标的值，主导因素，找出水电站施工现场人员伤亡事故发生i=1，2，3，4，下同；J为过去时刻该因素安机理。通过构建4个关键主导因素的相关指标变化全水平指标的值；DT为仿真时间步长变量；JK为的动力学方程，识别安全投入与安全管理水平的关过去到现在的时间问隔；S．JK为在JK时问区间中系，以期通过两者的反馈建立系统的良性循环该因素正面影响程度变化率；P．K为现在时刻该因机制。素安全投入指标值；P．J为过去时刻该因素安全投入指标值；U．JK为JK时间间隔中该因素投入增参考文献：长率。[1]FORRESTERJW．IndustrialDynamics：AMajorBreakthroughfor(2)辅助方程DecisionMakers[J]．HazardBusinessReview，1985，36(4)：37．66．S．K=∑×ToK)一[2]FORRESTERJW．IndustrialDynamics[M]．Cambridge，MA：Pro式中，S．K为现在时刻系统安全水平指标的值；—ductivitvPress．1968．=1，其他符号含义同上。[3]王萁藩．系统动力学[M]．北京：清华大学出版社，1994．(3)速率方程[4]王其藩．系统动力学理论与方法的新进展[J]．系统管理学报，S．KL=Q×(P．K)1995(2)：6-12．式中，S．KL为在KL时间区间中该因素安全水平的[5]唐谷修，周科平，邓红卫，等．系统思考在企业安全管理中的应用探讨[J]安全与环境工程，2006，13(4)，81—83，87．增加率；Q为KL的时间间隔常量；P．K为现在时[6]唐谷修，周科平，高峰，等．基于系统动力学的安全管理思考刻该因素安全投入指标值。[J]．中国矿业，2007，16(2)：21—23．(4)初值变量方程[7]张进春，吴超，侯锦秀，等．石化企业伤亡事故率的系统动力学T=仿真[J]．安全与环境学报，2006，6(6)：107—112．o(初始值)P=(初始值)[8]何刚，张国枢，陈清华，等．煤矿安全生产中人的行为影响因子系统动力学(SD)仿真分析[J]．中国安全科学学报，2008，18(5)常数方程(9)：43—47．R=(常数)[9]李晓东，陈琦．我国建筑生产安全事故的主要类型及其防范措施U=(常数)[J]．土木工程学报，2012，45(2)：245—248．Q=(常数)[1O]林陵娜，苏振民，王先华基于系统动力学的建筑施工项目安Ti=(常数)全状态识别模型构建[J]．中国安全生产科学技术，2011，7(12)：80—86．3．2．2系统指标值的确定[11]伍爱友，王从陆，肖国清．事故树分析方法在建筑物火灾人员(1)系统安全管理水平Stag；设Stag={stag，伤亡中的应用[J]．中国安全科学学报，2005，15(5)：92—95．stag。，stag，，stag}，安全管理水平分为(很好、好、(责任编辑焦雪梅)'