魏碧霞++楊曉翔

摘要：

為更好地對港口門座式起重機(jī)進(jìn)行全面的安全檢驗和安全等級評定，建立含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評價模型.該方法首先確立使門座式起重機(jī)失效的“人、機(jī)、環(huán)境、管理”等多種不確定影響因素和失效后果因素；然后在模糊理論的基礎(chǔ)上，基于簡化模糊綜合運(yùn)算過程，建立一種含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評價系統(tǒng).運(yùn)用該評價系統(tǒng)對實際案例進(jìn)行評價，驗證其可行性.根據(jù)風(fēng)險結(jié)的存在，建議起重機(jī)風(fēng)險評價未來的研究方向.

關(guān)鍵詞：

門座式起重機(jī)；風(fēng)險分析；模糊理論；權(quán)重因子

中圖分類號：U653.921

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 收稿日期：20150725 修回日期：20151130

0引言

門座式起重機(jī)是港口裝卸集裝箱和貨物的重要裝備.目前大多起重機(jī)超負(fù)荷、高強(qiáng)度、長時間運(yùn)行，加之港口門座式起重設(shè)備所處環(huán)境條件比較復(fù)雜和惡劣，受力狀態(tài)復(fù)雜，稍有疏忽就會引發(fā)墜物傷人、整機(jī)傾覆等事故，甚至?xí)l(fā)生機(jī)毀人亡、群死群傷的重大事故.因此，如何對港口門座式起重機(jī)進(jìn)行全面的安全檢驗和安全等級評定，是當(dāng)前我國港口門座式起重設(shè)備檢驗檢測所面臨的重要課題.

在港口門座式起重設(shè)備的安全問題上，我國監(jiān)檢機(jī)構(gòu)也開展了一系列的安全檢驗工作，但大多是依據(jù)國家的相關(guān)監(jiān)檢規(guī)程進(jìn)行的，在某種意義上具有一定的作用，但終究不夠客觀全面，而且目前國內(nèi)外對起重機(jī)安全狀況的研究主要集中在部件或者單機(jī)的安全評價與壽命計算上[13]，忽略了人、環(huán)境、管理等因素[4]，這都給起重機(jī)的安全評價帶來很大的誤差.另外，人、環(huán)境、管理等因素對起重機(jī)事故的影響具有很大的模糊性、不確定性，無法量化，必須建立一套基于模糊理論的安全評價體系.

1傳統(tǒng)模糊風(fēng)險評價法

風(fēng)險評價最常用且傳統(tǒng)的評價方法之一是模糊綜合風(fēng)險評價法，它通過建立多級綜合評判模型，根據(jù)各底層單因素的模糊評價等級，確定評價矩陣R及權(quán)重集A，通過模糊運(yùn)算確定其模糊評價集B，歸一化處理后作為上級模糊評價矩陣，通過層層迭代得出最終的模糊綜合評價集.可見，模糊綜合風(fēng)險評價法需要建立完善的專家評價體系，分別對影響因素做模糊評價，確定影響因素權(quán)重集，并需要計算機(jī)編程進(jìn)行大量運(yùn)算.在講究效率與效益的工程實際中，這種傳統(tǒng)的模糊風(fēng)險評價法就是蝸行牛步，大大影響評價結(jié)果時效性.為此，本文建立一種新型模糊評價模型，結(jié)合風(fēng)險矩陣和權(quán)重因子建立評判系統(tǒng)，對工程實際展開評價.

2結(jié)合起重機(jī)建立含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評價模型

含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評價模型是先給出對應(yīng)決策目標(biāo)的失效可能性及其失效后果嚴(yán)重度的分值z，z值越大則失效可能性越大，失效后果嚴(yán)重度越高；再根據(jù)因素不同分級給出具體量化值q，確定單因素評判系統(tǒng)；同時結(jié)合模糊層次分析法確定因素權(quán)重因子Λ；然后對z，q和Λ進(jìn)行運(yùn)算迭加最終獲得評價分值，以確定其評價等級.

2.1確定失效可能性及失效后果嚴(yán)重度的分值z

z可根據(jù)評價系統(tǒng)的需要進(jìn)行人為賦值.為讓評價結(jié)果更為直觀，對門座式起重機(jī)建立的評價分值采用百分制，即z取值0～100.

2.2確定單因素評判系統(tǒng)

根據(jù)決策目標(biāo)實際情況對失效影響因素及其失效后果因素進(jìn)行分級，本文對門座式起重機(jī)失效影響因素進(jìn)行分級，根據(jù)與起重機(jī)設(shè)計、試驗、安全使用等相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范[510]，建立較完善的門座式起重機(jī)失效影響因素表（見表1）、失效后果因素及失效后果嚴(yán)重度分級表（見表2）和各單因素評判標(biāo)準(zhǔn).

以“人的因素”中“司機(jī)U11”影響因素和“機(jī)的因素”中“調(diào)試U24”影響因素為例，給出相應(yīng)的模糊評判標(biāo)準(zhǔn)（表3～10），對每個單因素均給出詳細(xì)評判描述及對應(yīng)評判值qijk.聘請X位

專家對每項單因素進(jìn)行評判選擇，并對每位專家的評判值qijk（x）（x=1，2，…，X）進(jìn)行模糊運(yùn)算，即根據(jù)專家自身權(quán)重αx確定單因素風(fēng)險評判值qijk.將各專家在這方面的經(jīng)驗程度分成豐富、較豐富、中等、一般等4級，分別被賦值1，0.8，0.5，0.2.根據(jù)以上分級，X個專家就其經(jīng)驗程度的不同可以得到向量（α1，α2，…，αX），通過計算得到單因素風(fēng)險評判值

同理可得失效后果嚴(yán)重度底層單因素風(fēng)險評判值q′ij.

2.3建立權(quán)重因子

每級因素權(quán)重因子的建立決定了z實際分配比

例.以門座式起重機(jī)失效可能性影響因素為例建立

權(quán)重因子，因最底層因素（即第三級因素）多且相互

間難以分配權(quán)重，故對同一因素下的子因素進(jìn)行權(quán)

重賦值，因直接賦值主觀性強(qiáng)，則結(jié)合下列模糊層次分析法得到門座式起重機(jī)失效可能性影響因素權(quán)重因子Λijk.

2.3.1建立同級m個子因素的判斷矩陣Q=（fij）m×m

2.3.2將判斷矩陣Q轉(zhuǎn)換成一致性判斷矩陣R=（rij）m×m

2.3.3計算各因素權(quán)重λi

2.3.4確定最底層單因素權(quán)重因子Λijk

2.4確定風(fēng)險值

確定因素權(quán)重因子后，即可確定風(fēng)險值.

2.5建立風(fēng)險矩陣

根據(jù)風(fēng)險矩陣圖和ALARP原則[1112]，以及失效可能性及其失效后果嚴(yán)重度的分值z，可建立表11所示的風(fēng)險矩陣模型.

根據(jù)計算得到的失效可能性值P和失效后果嚴(yán)重度C，查表11風(fēng)險矩陣模型，可獲得評價對象的風(fēng)險等級，從而提出合適的應(yīng)對措施.

3含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評價系統(tǒng)工程應(yīng)用

3.1評價對象資料調(diào)查

該起重機(jī)由上海港口機(jī)械制造廠于1996年1月制造，由上海港聯(lián)機(jī)械技術(shù)公司安裝，額定起重量為35t，起吊最大幅度為24m，最小幅度為9m.2012年10月，特檢部門對該起重機(jī)進(jìn)行

了定期檢驗，發(fā)現(xiàn)該起重機(jī)失壓保護(hù)失效，零位保護(hù)失效，起重量限制器失效，回轉(zhuǎn)連鎖開關(guān)功能失效，按照檢驗TSGQ7015—2008（第二版）起重機(jī)械定期檢驗規(guī)則，該機(jī)檢驗結(jié)論為不合格，要求起重機(jī)使用企業(yè)進(jìn)行整改維護(hù).為更準(zhǔn)確掌握該機(jī)使用風(fēng)險，通過上述新型評價模型對其進(jìn)行風(fēng)險評價.

3.2確定該機(jī)單因素風(fēng)險評判值qijk和權(quán)重因子Λijk

在該機(jī)的風(fēng)險評價過程中聘請了10位專家進(jìn)行評判，對每項單因素進(jìn)行評判選擇，結(jié)合專家自身權(quán)重αx確定單因素風(fēng)險評判值qijk，如通過對司機(jī)影響因素U111，U112，U113進(jìn)行評判確定q111（x），q112（x），q113（x），見表12，并通過式（1）進(jìn)行計算獲得相應(yīng)評判值qijk.

3.3風(fēng)險等級確定

根據(jù)前文專家對其失效影響因素及失效后果因素的評判及其運(yùn)算分析方法，獲得單因素風(fēng)險評判值qijk和權(quán)重因子Λijk，并編制相應(yīng)評價軟件，得到該機(jī)失效可能性值P=42.18和失效后果嚴(yán)重度C=28.59（見圖1～2），對照表11可知該機(jī)風(fēng)險屬于“中風(fēng)險”，屬于風(fēng)險可接受范圍.

3.4新型風(fēng)險評價模型與傳統(tǒng)模糊風(fēng)險評價法比較

對傳統(tǒng)模糊風(fēng)險評價法結(jié)果[13]、新型風(fēng)險評價模型評價結(jié)果以及實際檢驗結(jié)果進(jìn)行對比（見表13）可知：新型風(fēng)險評價模型評價體系分級少，可避

免重復(fù)考慮風(fēng)險因素，且對評價標(biāo)準(zhǔn)直接賦值能減

少大量運(yùn)算，并考慮專家自身權(quán)重使評價結(jié)果更客觀；同時根據(jù)實際檢驗結(jié)果，該機(jī)風(fēng)險應(yīng)屬于可接受范圍而非可忽略，必須在整改之后才可繼續(xù)使用，因此新型風(fēng)險評價模型的“中風(fēng)險”評價結(jié)果更符合實際.

4結(jié)論

本研究根據(jù)決策目標(biāo)實際情況對門座式起重機(jī)失效影響因素及失效后果因素進(jìn)行分析與分級，建立最底層單因素模糊評判標(biāo)準(zhǔn)；在模糊理論基礎(chǔ)上，簡化模糊綜合運(yùn)算過程，建立一種含權(quán)重因子的新型風(fēng)險評估系統(tǒng)，針對工程實際進(jìn)行風(fēng)險評價.結(jié)果表明：運(yùn)用該評估系統(tǒng)可以得到比傳統(tǒng)模糊風(fēng)險評價結(jié)果更符合實際的檢驗結(jié)果，從而驗證該評價模型的可行性.

本研究對門座式起重機(jī)進(jìn)行風(fēng)險評價時采用的風(fēng)險矩陣為典型風(fēng)險矩陣，風(fēng)險等級分級時存在較多風(fēng)險結(jié)[14]，影響風(fēng)險評價結(jié)果的穩(wěn)定性和有效性，在后續(xù)工作中可對相關(guān)評判標(biāo)準(zhǔn)展開研究，減少風(fēng)險結(jié)的存在.

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