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主要气象灾害对工程建设运营的影响评估:评估方法

发布时间:2014-10-04

气象灾害对交通工程建设营运的影响评估是一个基于数据资料、运行经 验、直观认识的科学过程,首先要将气象灾害的风险量化,便于进行分析、 比较,为交通工程的建设和运营提供科学决策的依据,从而能够运用有限的人力、财力和物力等资源条件,采取最合理的措施,达到最有效地减少交通工程风险的目的。气象灾害对交通工程的影响评估可以使用许多实用技术和方法,这些方法大体可以分成以下三类:

  (1)定性分析。即采用专家意见来确定某种气象灾害的发生概率及其对交通工程建设和营运的影响,如历史资料反査法、灾害预估分析法、假设状况分析法、安全性审查法、危险和可操作性分析法等。 这里以灾害预估分析法为例为说明定性评估方法。 运用灾害预估分析法的目的主要是辨识工程建设和运营过程中潜在的气象灾害风险、可能的影响因素,进而确定气象灾害的风险等级,并制定相应的安全对策措施,防止事故发生。运用灾害预估分析法可以大体识别与交通工程有关的主要气象灾害;分折、判断气象灾害可能引发事故的原因;评价事故后果,包括对人员、工程产生的影响,可能的损失、破坏情况;确定气 象灾害的风险等级;提出消除或控制风险、预防气象灾害的安全对策措施。

  灾害预估分析是对气象灾害对交通工程和运营影响评估进一步进行分析的 先导,主要是宏观上的分析,属于定性的安全评价方法。该方法优点是简单易 行、经济有效;能为工程建设和运营分析和设计提供指南;能识别可能的风险, 用很少的费用、时间就可以实现改进。该方法一般在工程建设的初期使用。 灾害预估分析评估方法的主要步骤包括:

  ①危害辨识:通过经验判断、技术诊断等方法,查找交通工程建设和运营中可能存在的气象灾害。辨识依据主要包括工程性质、工艺、设备和设施、 工作环境、操作规程和管理制度等。

  ②确定可能事故类型:根据过去的经验教训,分析气象灾害对交通工程建设和运营的影响,分析事故的可能类型。

  ③针对已确定的气象灾害类型,制定气象灾害预估分析表。

  ④确定气象灾害的危害等级,按危害等级排定次序,以便按计划处理。

  ⑤制定预防事故发生的安全对策措施。

  (2)定量分析。即采用统计方法和现有的灾害数据库来确定交通工程区灾害性天气的发生概率和影响后果,如事件(事故)树分析法、失效模式及其影响危害度分析方法、影响图法、贝叶斯网络法、敏感性因子法、概率风险评估等。

  这里以常用的事件树分析法为例为说明定量分析法的原理。 事件树分析起源于决策树分析,它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果,从而进行危险源辨识的方法。

  一起事故的发生,是许多原因事件相继发生的结果,其中,一些事件的发生是以另一些事件首先发生(比如某种气象灾害的出现)为条件的,而一些事件的出现又会引起另一些事件的出现,在事件发生的顺序上存在着因果的逻辑关系。事件树分析法是一种时序逻辑的事故分析方法,它以一初始事件(在本节中就是某种气象条件)为起点,按照事故的发展顺序分成阶段, 一步一步地进行分析,每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态(成功或失败,正常或事故,安全或危险等)之一的原则,逐步向结果方面发展,直到产生事故为止。所分析的情况用树枝状图表示,故叫事件树。运用这种方法可以定量计算出各阶段的概率,最终了解事故发展过程中各种状态的发生概率。

  应用事件树作定显分析是指根据每一事件的发生概率,计算各种途径的事故发生概率,比较各个途径概率值的大小,作出事故发生可能性序列, 确定最易发生事故的途径。一般来讲,当各事件之间相互统计独立时,其定量分析比较简单;当事件之间相互统计不独立时,则定量分析变得非常复杂。 这里仅讨论前一种情况。

  ①各发展途径的概率。各发展途径的概率等于自初始事件开始(某种气象灾害发生)的各事件发生概率的乘积。

  ②事故发生概率。事件树定置分析中,事故发生概率等于导致事故的各发展途径的概率和。定量分析要有事件概率数据作为计算的依据,而且事件过程的状态又是多种多样的,一般都因缺少概率数据而不能实现定量分析。

  ③事故预防。事件树分析把事故的发生发展过程表述得清楚而有条理, 为设计事故预防方案、制定事故预防措施提供了有力的依据。

  从事件树上可以看出,气象灾害对交通工程和运营的影响是一系列气象灾害和工程、运营过程的各个环节相互作用的发展结果,如果中断这种发展过程就可以避免事故发生。因此,在事故发展过程的各阶段,应采取各种可能措施,控制事件的可能性状态,减少危害状态出现概率,增大安全状态出现概率,把事件发展过程引向安全的发展途径。

  采取在事件不同发展阶段阻截事件向危险状态转化的措施,最好在事件发展前期过程实现,从而产生阻截多种事故发生的效果。但有时因为技术、 经济等原因无法控制,这时就要在事件发展后期过程采取控制措施。显然, 要在各个事件发展途径上都采取措施才行。

  具体到气象对交通工程的影响来说,最初的控制应当是阻止灾害性天气 的发生,比如常用的人工影响天气法,当该方法不能实现控制时,则需要在工程建设过程中的每个具体的环节进行控制(比如采取防风、防雨措施),阻止气象灾害对事件的继续影响。

  (3)半定量分析。这是一种介于前两者之间的方法,如事件(事故)树分析法、简易风险回溯法。前面所述的事件树分析法也可以作为一种半定量的分析方法,前半部分计算事故概率的过程采用定量方法,而最终给出一个定性的结果,这就成为一种半定量的分析方法。

  定性气象灾害影响评估方法是一种典型的模糊评估方法,可以快速地对气象灾害的影响进行评估,对现有的防范措施进行评价,从主观角度对交通工程风险进行排序。定量评估方法是对影响程度的量化,分析目标更加具体准确,可信度较高,可为决策分析提供可信赖的依据。半定量的评估方法采用的是定量的评估方法,但是它不产生定量的分析结果。