剩余安全隱患概念的提出及數學模型的構建與研究

劉偉達

(江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222000)

關題詞：剩余安全隱患；數學模型；構建

任何一個完整的工程建設項目，一般情況下其施工作業活動在作業時間上是連續的。因此，將一個完整的工程建設項目的施工作業活動定義成一個以時間為自變量的持續的作業過程。在這一施工作業過程中，均有人、機、料、法、環等因素的參與，經過多年核電工程施工安全管理實踐，我們認識到安全隱患與施工作業密切相關，即安全隱患是客觀存在的，并伴隨施工作業活動的產生而產生，隨著施工作業活動的結束而消失，它包括人的不安全行為、物的不安全狀態和管理上的缺陷等。我們從安全生產事件事故致因基本原理可以得出安全隱患是導致事件事故發生的直接原因，所以為實現降低安全事件事故的發生，需要采取的措施就是去消除安全隱患，通過排查并消除安全隱患實現降低安全事件事故發生概率，即實現降低安全風險的目的。

1 剩余安全隱患概念的提出及數學模型的構建

1.1 潛在安全隱患說明

將施工作業活動中未被排查及消除前客觀存在的安全隱患稱之為潛在安全隱患，即施工作業活動原始狀態下客觀存在的安全隱患，潛在安全隱患的數量是未知的。在施工作業活動未開始時和施工作業活動全部結束后現場的潛在安全隱患數量可以視為0，作業過程中安全隱患數量隨著施工的進展不斷變化，我們可以把潛在的安全隱患數量定義為一個以時間x為自變量的函數，計為y=F(x)，該施工作業活動的潛在安全隱患數量趨勢示意圖在以持續作業時間x為橫坐標，安全隱患數量y為縱坐標的直角坐標體系中表示如圖1所示。

圖1 潛在安全隱患數量時間趨勢示意圖Fig.1 The quantity and time trend ofpotential safety hidden danger

由圖1進一步分析可以得出在一個施工周期內[0，x]的潛在安全隱患總數量即為函數F(x)在[0，x]區間上的幾何面積，示意圖如圖2所示。

圖2 潛在安全隱患總數量時間趨勢示意圖Fig.2 The time trend and total number ofpotential safety hidden danger

由圖2分析我們可以將潛在安全隱患總數量表述為如公式(1)：

(1)

1.2 安全隱患實際排查說明

一個施工作業活動存在潛在安全隱患是客觀的，其數量是未知的，我們從事安全工作的重要任務就是去排查現場存在的潛在安全隱患并采取措施進行消除，通過消除潛在的安全隱患實現降低安全風險的目的。在工程建設項目施工過程中，實際安全隱患排查工作與施工作業活動同步持續開展，因此我們可以定義實際排查出的安全隱患數量，即已排查出的安全隱患數量也是一個以時間x為自變量的函數，計為y=f(x)，其趨勢示意圖如圖3所示。

圖3 已排查出的安全隱患數量時間趨勢示意圖Fig.3 The quantity and time trend ofidentified safety hidden danger

由圖3進一步分析可以得出在一個施工周期內[0，x]的已排查出的安全隱患總數量即為函數f(x)在[0，x]區間上的幾何面積，示意圖如圖4所示。

圖4 已排查出的安全隱患總數量時間趨勢示意圖Fig.4 The time trend and total number ofidentified safety hidden danger

由圖4分析可以將已排查出的安全隱患總數量表述為如下：

(2)

由于限于人的因素、環境因素、管理因素、科學技術水平因素等多種因素的制約和影響，無法準確的徹底的排查出現場存在的所有潛在安全隱患，也就是實際排查出的安全隱患數量事實上是低于實際存在的潛在安全隱患數量。潛在安全隱患和已排查出的安全隱患數量在時間趨勢示意圖上的對比表示如圖5所示。

圖5 已排查出的安全隱患數量與潛在的安全隱患數量時間趨勢示意圖Fig.5 The number of identified safety hazards andthe time trend of potential safety hidden danger

潛在安全隱患和已排查出的安全隱患總數量在一個施工周期內[0，x]的時間趨勢對比示意圖如圖6所示。

圖6 已排查出的安全隱患總數量與潛在的安全隱患總數量時間趨勢對比示意圖Fig.6 Comparison between the total quantity and timetrend of identified safety hidden danger and potentialsafety hidden danger

1.3 剩余安全隱患的說明及數學模型的構建

經過對圖6進行分析，可以直觀地看到潛在安全隱患中除去已排查出的安全隱患就是還未被排查出的安全隱患，我們將未被排查出的安全隱患稱之為剩余安全隱患，其數量也是未知的，我們將剩余安全隱患數量函數定義為g(x)，它是由實際存在的潛在安全隱患F(x)與已經排查出的安全隱患f(x)兩個函數所構成，其關系為：

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

(3)

因為F(x)、f(x)均為以時間為自變量的函數，所以g(x)也是以時間為自變量的函數，在一個施工周期內[0，x]的剩余安全隱患總數量用公式可以表述為：

(4)

剩余安全隱患總數量S3(x)在坐標軸上的表示如圖7所示。

我們把圖7剩余安全隱患總數量時間趨勢示意圖定義為剩余安全穩患的數學模型。

圖7 剩余安全隱患總數量時間趨勢示意圖Fig.7 The time trend and total quantity ofremaining safety hidden danger

排查出的安全隱患已經被采取措施進行了消除，這些已排查并消除的安全隱患已不能對施工作業活動構成安全威脅，但是還有很多未被排查出的安全隱患，這些未被排查出的安全隱患成為了施工作業過程中潛在的安全威脅，即剩余安全隱患是施工作業活動中存在的潛在安全威脅，在一定程度上是決定施工作業活動安全風險高低的主要因素。

2 降低安全風險在剩余安全隱患數學模型上的體現及實現方式

2.1 降低安全風險在剩余安全隱患數學模型上的體現

從圖7可以看出，剩余安全隱患數量越多，反映出S3(x)的幾何面積就越大，則說明現場發生安全生產事件事故的概率就越大，也就是說現場的安全風險就越高，反之，我們要想降低現場的安全風險，就必須減少剩余安全隱患數量，對應的就是縮小S3(x)的幾何面積。因此，將降低安全風險的一個抽象的目標轉化為一個縮小幾何面積的數學模型。

表述如下：

第一種：提升函數f(x)的值，其實質是通過增加已排查出的安全隱患數量達到減少剩余安全隱患數量的目的；

第二種：降低函數F(x)的值，其實質是從源頭降低潛在安全隱患數量達到減少剩余安全隱患數量的目的；

第三種：降低x的值，通過采取縮短持續作業時間達到減少剩余安全隱患數量的目的。

縮小幾何面積實現方式在時間趨勢上的反映如圖8所示。

圖8 縮小剩余安全隱患總數量幾何圖形面積的幾種方式Fig.8 Several ways to reduce the total number of residualsafety hidden danger and the geometric figure area

2.2 降低安全風險的主要實現方式簡述

通過對剩余安全隱患數學模型進行分析，實現減少剩余安全隱患數量，即降低安全風險具體做法有三種，在實施時如何實現這三種方式，經過對核電工程施工安全管理工作進行總結，概述如下。

實現第一種方式的主要措施是通過增加實際安全隱患排查數量來降低剩余安全隱患數量。這種方式各單位普遍運用，通常做法是施工活動的參與人員包括各級管理人員、作業人員、技術人員、監督人員以及第三方專業人員等從多種角度去對施工現場開展安全檢查，盡可能多的去排查安全隱患，這種方式適用于施工周期較短的施工作業活動，容易受到人員本身專業、經驗、技能、積極性等因素的影響，屬于安全隱患治標的范疇，屬于安全管理初級階段的主要措施，比較容易操作，管理成本較低，短時間容易見效但也容易反彈，未能從根源減少剩余安全隱患數量。

實現第二種方式的主要措施是從源頭降低剩余安全隱患數量，這種方式屬于從源頭進行管控，主要做法包括從施工活動的前期策劃、安全設計、施工管理、設備和工器具本質安全制造、作業環境管控、人員安全素質提升等多方面進行治理，總之通過整體性的安全思維方式和系統性的安全措施對參與到整個施工活動的人員、工器具、材料、管理等要素按照本質安全角度予以考慮，實現降低現場安全風險的目的。這種方式屬于治本的范疇，適用于施工周期較長的施工作業活動，是安全管理高級階段的主要措施，相對于第一種方式而言其管理成本要高，需要做較長的時間準備和較多的經濟投入，屬于根本措施，見效周期較長。

實現第三種方式的主要措施是通過合理優化作業活動的工期實現縮短作業持續時間，進而減少剩余安全隱患數量實現降低現場安全風險的目的。合理優化工期需要從組織管理、計劃安排、工藝選擇、流程優化、先進技術應用、優秀作業人員選擇、經濟投入、經濟效益等多方面進行綜合評估的前提下進行，但忽略上述優化工期的安全先決條件而盲目趕進度、縮短工期反而容易導致事件事故的發生，是不能降低安全風險的，歷史上曾經發生過多起類似案例。合理優化工期，科學縮短作業持續時間其實質是通過采取先進的安全的各種措施提高工作效率、縮短或取代作業人員在危險環境的暴露時間。只有施工作業活動全部結束，因施工作業而產生的安全隱患才會不再產生。這種措施也屬于根本措施范疇，也適用于施工周期較長的施工作業活動，是安全管理更高階段的主要措施，在一定程度上需要建立在提高科學技術水平的基礎之上來實現。

3 結論

通過提出剩余安全隱患概念并構建剩余安全隱患數學模型，同時對剩余安全隱患數學模型進行分析，我們將剩余安全隱患與降低安全風險之間的關系生動的進行了展現?；诖耍覀兛梢郧逦臍w納出降低工程建設項目施工作業安全風險的主要實現方式，即通過采取安全隱患排查、根源治理、優化工期的方式去減少剩余安全隱患數量，在具體操作時通常將這三種實現方式結合起來實施，即采取多種措施進行綜合治理，總之通過縮減剩余安全隱患數量實現降低安全風險的目的。因此得出一個重要結論，即判斷一項安全工作是否有價值、安全措施是否有效的基本原則就是看其能否直接或間接的減少剩余安全隱患數量。