雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的現(xiàn)狀及展望
時(shí)間:2022-07-24 08:10:49
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【摘要】雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估綜合運(yùn)用了定性風(fēng)險(xiǎn)分析、定量風(fēng)險(xiǎn)分析和半定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法,并在風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)上為業(yè)主提供風(fēng)險(xiǎn)管理的決策意見。本文介紹了我國雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估研究的現(xiàn)狀,并對雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了構(gòu)想,指出研究并控制評估的不確定度、開展運(yùn)行階段驗(yàn)收以及質(zhì)量管理體系是未來雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估;不確定度;質(zhì)量管理體系;運(yùn)行階段;評估
雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是由風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)管理這三部分組成,人們將這三部分統(tǒng)稱為風(fēng)險(xiǎn)評估。風(fēng)險(xiǎn)分析是指:系統(tǒng)的使用項(xiàng)目的信息、數(shù)據(jù)識別出危險(xiǎn),并預(yù)測其對人員、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是指:以風(fēng)險(xiǎn)分析作為基礎(chǔ),綜合社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的因素,對風(fēng)險(xiǎn)的容忍度做出判斷的過程。風(fēng)險(xiǎn)管理是指:尋找并引入風(fēng)險(xiǎn)控制手段,消除或者減少這些危險(xiǎn)對人員、環(huán)境或者資產(chǎn)的潛在傷害。近年來我國的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)得到了快速的發(fā)展,大量的學(xué)者對雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估理論進(jìn)行了分析和研究,這些研究對于防雷減災(zāi)工作具有重要意義。本文將介紹近年來雷評領(lǐng)域的突出進(jìn)展,同時(shí)探討新形勢下如何繼續(xù)發(fā)展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作。
1雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的研究現(xiàn)狀
雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估中,綜合運(yùn)用了定性風(fēng)險(xiǎn)分析、半定量風(fēng)險(xiǎn)分析和定量風(fēng)險(xiǎn)分析。定性分析可以用于:(1)風(fēng)險(xiǎn)的初步篩查與識別;(2)風(fēng)險(xiǎn)級別較低,不需要花費(fèi)時(shí)間和精力進(jìn)行更加詳細(xì)分析的時(shí)候;(3)當(dāng)沒有足夠數(shù)量和質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的時(shí)候。安全檢查表就是典型的定性評估方式。半定量分析的目的是建立起比定性分析更加詳細(xì)的優(yōu)先次序,但它并不是像定量分析那樣給出風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際值。定量風(fēng)險(xiǎn)分析適合對那些發(fā)生概率較低、影響較大的事件的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化,也可以進(jìn)行專門的概率評估和大規(guī)模分析。定量風(fēng)險(xiǎn)分析使用數(shù)值來描述頻率、后果和嚴(yán)重程度,并且可以將危險(xiǎn)量化并累加,形成一個(gè)行為的總體風(fēng)險(xiǎn)。由于這三種方法各有利弊,評估人員需要結(jié)合數(shù)據(jù)、場景、時(shí)間、人員等多種因素綜合使用這三種分析方法進(jìn)行評估。而定量分析、半定量分析的使用正是雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估和傳統(tǒng)定性的防雷設(shè)施技術(shù)評價(jià)的根本性差別之一,因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)決策實(shí)際上應(yīng)該依據(jù)的是一個(gè)行為的總體性風(fēng)險(xiǎn)。
2國內(nèi)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的技術(shù)進(jìn)展
我國的學(xué)者在長期的評估實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)如果過分依賴評估標(biāo)準(zhǔn),就容易造成評估結(jié)果缺乏針對性。同時(shí)評估標(biāo)準(zhǔn)中構(gòu)建的簡化模型也無法滿足現(xiàn)在越來越復(fù)雜的實(shí)際項(xiàng)目情況。基于新發(fā)展的雷電預(yù)警及預(yù)防技術(shù),評估人員亟待開發(fā)新的補(bǔ)償及修正系數(shù)。同時(shí),基于雷電監(jiān)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的宏觀區(qū)域性評估也越來越收到學(xué)者的重視。植耀玲[1]等研究了原有雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估中Lo取值法的局限性,并提出了Lo的優(yōu)化取值法。李京校等[2]著重研究了采取雷電預(yù)警措施之后對評估參數(shù)Lx及其取值方法的影響,并給出了相對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評估方法。扈海波等[3]在5m×5m細(xì)微網(wǎng)格上實(shí)施了社區(qū)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估模型的開發(fā)及應(yīng)用,對雷擊危險(xiǎn)次數(shù)及脆弱性進(jìn)行了數(shù)值化評估模擬。史雅靜等[4]推導(dǎo)出了位置因子和評估對象高度的關(guān)系,并建立了位置因子的精細(xì)化計(jì)算模型。柴健等[5]運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析、原理計(jì)算、軟件仿真等方法提出多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的評估方法。馮鶴等[6]探討了根據(jù)工程實(shí)際確定參數(shù)Am值的一般方法,并得出了參數(shù)Am值應(yīng)在分析確定可能造成危險(xiǎn)的雷擊點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離的基礎(chǔ)上定量計(jì)算的結(jié)論。胡定等[7]使用FMEA法研究了預(yù)評估失效的原因和計(jì)算方法,并按照失效程度高低對參數(shù)進(jìn)行了排序,并列出了高失效度參數(shù)的修正意見。
3雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的發(fā)展問題與展望
3.1深入研究評估的不確定度
所有的定量風(fēng)險(xiǎn)評估都存在一定程度的不確定性,有時(shí)候不確定的程度可能很高,因此風(fēng)險(xiǎn)評估的結(jié)論也就不那么可靠。不確定性的成因分為三大類:(1)模型不確定性;(2)參數(shù)不確定性;(3)完整度不確定性。雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析過程需要使用很多模型,包括觸電模型、火災(zāi)模型、爆炸模型等,這些模型通常都是對現(xiàn)實(shí)情況的簡化,使用數(shù)學(xué)工具或其他分析工具建立,每一種模型都有自己的局限和優(yōu)點(diǎn),對所研究問題的適用程度也不一樣,為了能夠選擇最合適的模型和方法,分析人員需要了解模型的屬性,同時(shí)也應(yīng)該具備在評估中運(yùn)用模型的全面知識。模型不確定性的原因來自:(1)沒有選擇恰當(dāng)?shù)哪P?(2)沒有充分理解模型。同時(shí)在雷災(zāi)評估中,有一些方面是很難建模的,也存在無法量化的原因和因子,另一方面評估人員對于危險(xiǎn)事件的后果知識也沒有充分的把握。雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估需要使用大量的參數(shù),數(shù)據(jù)的不確定性體原因在于:(1)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)據(jù)收集方式、難度;(2)數(shù)據(jù)量;(3)估計(jì)流程(近似、保守);(4)人為因素。另外很多雷評中的參數(shù)來源自通用的數(shù)據(jù)源,比如很多評估人員在推算Lx時(shí)使用IEC推薦的數(shù)據(jù),在使用之前應(yīng)該檢查這些數(shù)據(jù)是否符合研究對象的實(shí)際情況以及是否需要更新。影響完整度不確定性的的原因有:(1)風(fēng)險(xiǎn)分析的背景資料正確與否是否及時(shí)更新;(2)是否已經(jīng)識別出了所有的潛在危險(xiǎn)事件。在雷評分析過程中會使用大量的業(yè)主提供的圖紙和文件,如果這些文件有錯(cuò)誤或者沒有及時(shí)更新,風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果可能就會和真實(shí)的系統(tǒng)不大一樣。在預(yù)評估和方案評估中會面臨完整度不確定性較高的問題,很多數(shù)據(jù)依靠評估人員估算而來,為了避免因?yàn)檩^高的不確定度而影響預(yù)評估或方案評估的有效性,本文的建議如下:(1)調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)允許值,設(shè)置上、下限;(2)增加冗余的雷電防御系統(tǒng),避免過度使用風(fēng)險(xiǎn)允許值;(3)使用定性風(fēng)險(xiǎn)評估方式;(4)使用驗(yàn)收評估和運(yùn)行階段評估。具體來講,在劃分風(fēng)險(xiǎn)接受方法時(shí)應(yīng)避免使用“一刀切”的方式,可劃分出風(fēng)險(xiǎn)允許值的上限和風(fēng)險(xiǎn)下限,在風(fēng)險(xiǎn)允許值值上限以上的風(fēng)險(xiǎn)不能容忍,在風(fēng)險(xiǎn)下限以下的風(fēng)險(xiǎn)可以接受。在風(fēng)險(xiǎn)上限和風(fēng)險(xiǎn)下限之間的風(fēng)險(xiǎn)可以接受但應(yīng)盡量避免,可以不必在設(shè)計(jì)階段消除,可以在項(xiàng)目投產(chǎn)之后可以通過科學(xué)的雷電防御管理改善。當(dāng)后果和頻率的不確定性都較大時(shí),設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)允許值不能作為決策的主要依據(jù),此時(shí)應(yīng)該采取增加冗余的防雷設(shè)施的原則,新增加的防御設(shè)施應(yīng)盡量獨(dú)立于其他防御設(shè)施,不會因其他防御設(shè)施失效而影響到冗余防御設(shè)施的防御效能。一旦原有防御設(shè)施失效,冗余的防御設(shè)施就能起到作用。當(dāng)沒有足夠數(shù)量和質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)分析的時(shí)候,可以采用定性分析代替。
3.2發(fā)展驗(yàn)收階段評估和運(yùn)行階段評估
隨著驗(yàn)收評估和運(yùn)行階段評估的不斷開展,評估的不確定度會逐步降低。雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)驗(yàn)收階段評估是在建設(shè)項(xiàng)目竣工后通過對建設(shè)項(xiàng)目的物料、工藝、防御設(shè)備、人員、環(huán)境的實(shí)際情況的雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。驗(yàn)收階段評估的核心是:(1)現(xiàn)場防雷措施是否符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定;(2)防雷措施是否按照預(yù)評估過程的推薦決策進(jìn)行施工;(3)是否建立了防雷管理制度、是否進(jìn)行了人員培訓(xùn);(4)是否制訂了防雷事故預(yù)防和應(yīng)急救援措施;(5)通過更新的數(shù)據(jù)對項(xiàng)目進(jìn)行雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)并提出決策意見。驗(yàn)收階段評估能通過對現(xiàn)場檢查、檢測、訪問,獲取在之前評估階段沒有獲取或不易察覺的數(shù)據(jù),建立項(xiàng)目的評估檔案,降低之前階段評估數(shù)據(jù)的不確定度,能更準(zhǔn)確的識別危險(xiǎn)源及進(jìn)行原因和頻率、概率分析。雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀評估是在前階段風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)上通過對設(shè)施、設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況及管理現(xiàn)狀的調(diào)查與分析進(jìn)行的危險(xiǎn)源識別與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。定期開展雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀評估的核心是:(1)通過勘察更新評估的輸入數(shù)據(jù);(2)通過經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場勘查人員排查危險(xiǎn)源;(3)模擬創(chuàng)建事故場景。定期開展雷災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀評估將是前階段風(fēng)險(xiǎn)評估的升華,它的數(shù)據(jù)的不確定度更低,決策意見也更有針對性。
3.3合理利用閃電定位與雷災(zāi)勘察資料
如何驗(yàn)證雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是否有效是一個(gè)普遍性難題,一方面可以依靠相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供的大量運(yùn)行數(shù)據(jù),另一方面雷電災(zāi)害事故和危險(xiǎn)事件也為評估提供了珍貴的現(xiàn)實(shí)依據(jù),經(jīng)過詳細(xì)勘察并還原、總結(jié)出的事故數(shù)據(jù)可以用于[8]:(1)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)和安全水平;(2)為風(fēng)險(xiǎn)分析提供輸入數(shù)據(jù);(3)識別風(fēng)險(xiǎn);(4)評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)減低措施的影響;(5)比較各種措施和方法。我國以往的雷災(zāi)事故數(shù)據(jù)多是對事故進(jìn)行了簡單的描述,并沒有提供任何關(guān)于事故原因的分析,一些數(shù)據(jù)只涉及重大事故,對于小事故、未構(gòu)成事故的危險(xiǎn)事件很少涉及。隨著我國監(jiān)測預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)的逐步普及,評估機(jī)構(gòu)應(yīng)重視利用雷災(zāi)事故數(shù)據(jù)為雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估提供輸入。評估機(jī)構(gòu)應(yīng)利用閃電定位儀、雷電流峰值記錄儀等監(jiān)測手段結(jié)合業(yè)主報(bào)告的雷災(zāi)事件對雷電發(fā)生的地點(diǎn)、電流極性、電流幅值、災(zāi)害損失等數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察分析,并還構(gòu)建事故場景并建立雷災(zāi)數(shù)據(jù)庫,不但要了解發(fā)生了什么,更重要的是要理解事故為什么發(fā)生。評估機(jī)構(gòu)之間應(yīng)該共享雷災(zāi)事故數(shù)據(jù)庫信息。有些業(yè)主往往以為一時(shí)沒有發(fā)生事故就放松警惕,認(rèn)為項(xiàng)目現(xiàn)有的防御設(shè)施足以抵抗風(fēng)險(xiǎn),而忽視風(fēng)險(xiǎn)評估所給出的決策意見。而事實(shí)上真正被業(yè)主察覺的事故可謂“冰山一角”,數(shù)量更多的是不易察覺的隱性的事故以及一些隨時(shí)可能轉(zhuǎn)化為顯性事故的潛伏狀態(tài)。比如安裝能量不匹配的浪涌保護(hù)器雖然能達(dá)到泄流的作用,但是限壓的能力卻不甚理想,被保護(hù)設(shè)備在一次線路雷擊事件中遭受一次過電壓波的侵襲即便不能隨即失效也極有可能加速它的老化,這就是一起典型的隱性事故。隱性事故和潛伏狀態(tài)并不會立即觸發(fā)顯性事故,但是它長期存在于系統(tǒng)之中,加上沒有勤于維護(hù)和管理不善,在未來可能會引發(fā)顯性事故。對于有條件的評估機(jī)構(gòu)可以主動與被評估單位合作利用高精度閃電定位儀資料和隱性事故數(shù)據(jù)開展相關(guān)性調(diào)查,隱性事故的調(diào)查分析和顯性事故的調(diào)查一樣重要,都應(yīng)引起評估人員的高度重視。
3.4開展質(zhì)量管理體系工作
要使雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作真正發(fā)揮作用,必須要有質(zhì)量保證,所以必須充分吸收質(zhì)量管理體系的精髓,實(shí)現(xiàn)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的健康穩(wěn)定發(fā)展。雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)構(gòu)需建立的質(zhì)量管理體系的內(nèi)容包括:(1)制定控制方針與目標(biāo);(2)明確機(jī)構(gòu)與職責(zé);(3)加強(qiáng)人員培訓(xùn)及業(yè)務(wù)交流;(4)開展合同評審;(5)開展內(nèi)部評審;(6)強(qiáng)化跟蹤服務(wù);(7)做好檔案管理;(8)糾正與預(yù)防措施;(9)建立文件記錄。
4結(jié)論
在新形勢下評估機(jī)構(gòu)應(yīng)該開發(fā)驗(yàn)收評估、運(yùn)行階段評估等多種先進(jìn)的管理模式,建立、完善質(zhì)量管理體系,保證雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)該采取定性評估、半定量評估和增加防雷裝置設(shè)計(jì)的方式來控制評估的不確定度。評估機(jī)構(gòu)還應(yīng)該合理利用閃電定位與雷災(zāi)勘察資料為雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估提供輸入。
作者:劉開道 于 瀟 曾明育 陳統(tǒng)明 單位:欽州市氣象局
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