李毅 任英 周浩 黎凡

中國石油川慶鉆探工程公司

油氣工程技術(shù)企業(yè)安全監(jiān)管數(shù)字化及其應(yīng)用
——以中國石油川慶鉆探工程公司為例

李毅 任英 周浩 黎凡

中國石油川慶鉆探工程公司

安全風(fēng)險預(yù)警是石油企業(yè)安全管理的重要內(nèi)容。以預(yù)警理論為基礎(chǔ)，結(jié)合石油企業(yè)生產(chǎn)特點，建立了基于模糊綜合評判技術(shù)的事故風(fēng)險預(yù)警模型，在該模型的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)。安全監(jiān)督、安全管理和各級管理者將陷患、違章基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類錄入，系統(tǒng)對信息數(shù)據(jù)同步分析計算，得出公司各層面的風(fēng)險值，當(dāng)達到預(yù)警臨界值時系統(tǒng)自動報警。該系統(tǒng)通過安監(jiān)數(shù)字化分析結(jié)果，生成風(fēng)險趨勢圖，為企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)端和機關(guān)管理端（監(jiān)管者）提供有效的預(yù)警信息，是目前較為完整的生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)，為評價企業(yè)安全生產(chǎn)狀況提供重要判定指數(shù)，實現(xiàn)了企業(yè)安全生產(chǎn)狀況評價由定性向定量的轉(zhuǎn)變，取得了較好的現(xiàn)場應(yīng)用效果。

油氣工程技術(shù)企業(yè) 安全預(yù)警 層次分析 模糊評價 預(yù)警體系 中國石油川慶鉆探工程公司

石油天然氣工程技術(shù)企業(yè)（以下簡稱工程技術(shù)企業(yè)）承擔(dān)國家重要資源能源的開發(fā)任務(wù)，主要是從事石油天然氣勘探開發(fā)的工程技術(shù)服務(wù)。這些企業(yè)作業(yè)區(qū)域廣，勘探開發(fā)建設(shè)過程復(fù)雜、環(huán)境惡劣，受到地質(zhì)條件、自然環(huán)境、設(shè)備、人員、機制等多種因素的影響，面臨著井噴、物體打擊、高處墜落等各種作業(yè)風(fēng)險，如何控制大型工程技術(shù)企業(yè)跨國、跨地區(qū)作業(yè)現(xiàn)場的風(fēng)險，有效防范事故發(fā)生，創(chuàng)建企業(yè)安全預(yù)警機制，搭建安全風(fēng)險控制平臺，成為一個重要的課題。

1 企業(yè)安全預(yù)警系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

1.1 帕累托定律

該定律認為在任何特定群體中，重要的因子經(jīng)常只占少數(shù)，而不重要的因子則占多數(shù)，因此只要能控制具有重要性的少數(shù)因子即能控制全局。在面對中國石油川慶鉆探工程有限公司（以下簡稱公司）生產(chǎn)安全這個全局性命題時，全面安全管理并不意味著對安全管理工作平均施力，生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)首先分清主次，抓住主要矛盾和關(guān)鍵問題進行分析，突出事故多發(fā)的重點領(lǐng)域和重點場所。

1.2 事故致因理論

該理論揭示了安全事故的發(fā)生源自人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素、管理缺陷［1］。按照以上理論，吸取國內(nèi)外事故預(yù)警研究成果及國際先進石油企業(yè)HSE管理經(jīng)驗，公司研發(fā)了生產(chǎn)安全預(yù)警信息系統(tǒng)，建立了模糊數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)了公司級的安全環(huán)保風(fēng)險控制中心，充分利用安全監(jiān)管日常檢查中收集的大量數(shù)據(jù)，使用模糊綜合評判技術(shù)進行科學(xué)的統(tǒng)計分析預(yù)警，實現(xiàn)信息共享，使各級監(jiān)管人員及時、準(zhǔn)確了解作業(yè)現(xiàn)場安全現(xiàn)狀，為管理者提供實時、客觀的決策依據(jù)［2］。

1.3 風(fēng)險預(yù)警

風(fēng)險預(yù)警是分析作業(yè)現(xiàn)場風(fēng)險水平，對風(fēng)險或風(fēng)險狀態(tài)的預(yù)先信息警報或警告。采用風(fēng)險預(yù)警技術(shù)能夠前移事故預(yù)防關(guān)口；從事故發(fā)生后應(yīng)急為主的管理模式向事前預(yù)防的管理模式轉(zhuǎn)變；從完全的定性分析向定性定量分析相結(jié)合轉(zhuǎn)變；從分散、單項的違章隱患處理方式向系統(tǒng)的管理體系轉(zhuǎn)變［3－5］。

2 建立預(yù)警模型

2.1 預(yù)警模型結(jié)構(gòu)

企業(yè)安全事故風(fēng)險預(yù)警模型分析由以下部分組成：選擇預(yù)警信號，對預(yù)警信號進行風(fēng)險監(jiān)控采集信息數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前風(fēng)險，發(fā)出預(yù)警，對危險源進行風(fēng)險緩解，監(jiān)控是否風(fēng)險得到緩解（圖1）。

圖1 預(yù)警模型結(jié)構(gòu)圖

2.2 預(yù)警體系

2.2.1 預(yù)警指標(biāo)選取原則

1）整體性。評價指標(biāo)之間、評價指標(biāo)與安全評價整體結(jié)果之間是一個有機的整體，評價分析不是單個指標(biāo)的簡單集合，評價指標(biāo)及其功能，評價指標(biāo)之間的關(guān)系必須服從分析評價整體要求和目標(biāo)［6］。

2）層次結(jié)構(gòu)性。評價結(jié)構(gòu)有多種，如線狀、網(wǎng)狀層次等。評價指標(biāo)體系由一定層次結(jié)構(gòu)的評價指標(biāo)組成，各評價指標(biāo)表述了不同層次評價指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)，更好地反映出系統(tǒng)安全評價功能。

3）相關(guān)性。對評價指標(biāo)體系內(nèi)部的屬性分別進行縱向、橫向相關(guān)性分析。使評價指標(biāo)的關(guān)系更加明確，建立了指標(biāo)之間的構(gòu)架，以實現(xiàn)科學(xué)評價。

2.2.2 預(yù)警指標(biāo)體系

預(yù)警系統(tǒng)中預(yù)警要素分為以下4類［7］：

1）員工的誤操作或違章操作，如使用不恰當(dāng)?shù)牟僮鞴ぞ?，未嚴格按照操作?guī)程操作。

2）物的不安全狀態(tài)，如設(shè)備的工作狀態(tài)不符合安全要求或標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備完好率較低，安全設(shè)施配備不齊全，安全距離不夠等。

3）環(huán)境的不安全因素，如氣候特點如溫度、濕度較高或較低，天氣狀況惡劣（如大風(fēng)等）。

4）管理缺陷，如生產(chǎn)組織資源配置不合理，人員培訓(xùn)針對性差等。

根據(jù)公司的安全管理特點，采用層次分析方法，建立了公司的生產(chǎn)危險源辨識、評價和安全預(yù)警體系，體系的主要指標(biāo)如圖2。

圖2 公司預(yù)警體系主要指標(biāo)圖

2.2.3 權(quán)值確定

使用定性和定量分析相結(jié)合的方法，采取層次分析法確定各級指標(biāo)的權(quán)值［8］。其優(yōu)點在于能夠有效地處理難以完全用定量或完全用定性來分析方法中存在的問題［9］。

具體做法為：將人的不安全行為，物的不安全狀態(tài)，管理缺陷和環(huán)境不安全因素作為第1層級，分別記為A1，A2，A3，A4。再從A1下細分出違章操作，違章指揮，違反勞動紀(jì)律等作為第2層，分別記為：A11，A12，A13，A14，A15；A21，A22；A31，A32；A41，A42。其中，設(shè)違章操作A11，設(shè)備設(shè)施缺陷A21等有第3層指標(biāo)，分別對應(yīng)的記為：A111，A112，A113，…，A211，A212，…。

設(shè)指標(biāo)集A＝（aij），aij是指標(biāo)Ai與指標(biāo)Aj相比的重要性對比度。子集Ai＝（aijk），aijk是Ai的影響因素Aij與指標(biāo)Aik相比的重要性對比度。同樣Aij＝（aijkm），aijkm是第2層指標(biāo)Aij的影響因素Aijk與指標(biāo)Aijm相比的重要性對比度。具體的重要性判斷準(zhǔn)則見表1［5］。

表1 預(yù)警指標(biāo)重要性判斷表

采用方根法對各指標(biāo)相對于上一層指標(biāo)的重要度進行處理得到各指標(biāo)的權(quán)重。以指標(biāo)集A＝（aij）為例。計算得出A1、A2、A3、A4的權(quán)重［10］。即

表2 平均隨機一致性指標(biāo)表

2.2.4 評價方法

企業(yè)生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)中相關(guān)因素較多，每一個因素中又包含許多子因素，這些子因素還存在較多模糊性與不確定性的因素［5］。因此選用模糊數(shù)學(xué)評價法進行分析評價。

首先建立模糊評價集：V＝（V1，V2，V3，V4）。評語設(shè)為“1級預(yù)警”、“2級預(yù)警”、“3級預(yù)警”、“4級預(yù)警”4個等級，賦予其權(quán)重。然后對各評價指標(biāo)確定評價標(biāo)準(zhǔn)，通過采集的信號數(shù)據(jù)計算評價綜合值，發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號［10］。

3 生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于預(yù)警模型建立生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為4層（圖3）。

1）計算機網(wǎng)絡(luò)層。

2）數(shù)據(jù)管理層：主要負責(zé)采集預(yù)警基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3）數(shù)據(jù)應(yīng)用層：能對采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行安全分析。

4）安全預(yù)警層：根據(jù)風(fēng)險模型，計算安全值發(fā)出警報。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)功能

預(yù)警系統(tǒng)共有7個主要功能模塊（圖4），包括系統(tǒng)管理、人員管理、預(yù)警管理、安全檢查、事故事件、應(yīng)急管理等［10］。在這些模塊之下，又包含了25個子模塊，滿足了企業(yè)預(yù)警系統(tǒng)運行的需要［10］。

圖4 預(yù)警系統(tǒng)功能模塊圖

3.3 系統(tǒng)特點

3.3.1 分級管理

系統(tǒng)實行公司、二級單位、作業(yè)現(xiàn)場的3級授權(quán)管理模式，各級用戶分別可以看到各自級別的數(shù)據(jù)信息。除監(jiān)管人員可以錄入基本數(shù)據(jù)外，各級管理者還可以將集團公司、公司、二級單位監(jiān)督、檢查、安全觀察與溝通中發(fā)現(xiàn)的隱患、違章分級錄入系統(tǒng)進行分析。對各種不符合項、違章行為按類別、級別進行自動統(tǒng)計分析，可以生成不同級別、不同內(nèi)容、不同時段的信息分析報表，實行上、下級信息互動。

3.3.2 風(fēng)險分類

系統(tǒng)把所有的現(xiàn)場隱患、違章分為11大類201種典型表現(xiàn)（圖2）。這些數(shù)據(jù)涵蓋了現(xiàn)場所有可能發(fā)生的典型行為，用戶錄入信息時可以直接選擇隱患、違章行為類型，一方面使操作更簡便，另一方面系統(tǒng)識別風(fēng)險更準(zhǔn)確，計算更準(zhǔn)確，評價結(jié)果更科學(xué)［11］。

3.3.3 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)通過采集現(xiàn)場監(jiān)督檢查的信息可以生成各種報表。包括：周報、月報、季報、年報（公司、二級單位、基層單位）含統(tǒng)計分析、趨勢分析等。

3.3.4 風(fēng)險預(yù)警

預(yù)警管理能實現(xiàn)事故預(yù)警、違章預(yù)警和隱患預(yù)警。風(fēng)險控制中心對接到的現(xiàn)場監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)的不符合項狀況，自動根據(jù)監(jiān)督目標(biāo)分析統(tǒng)計，發(fā)出超限預(yù)警，可以追溯隱患來源，幫助管理人員確定隱患的主要類別，便于消除主要隱患［4］。

4 安全預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用情況

2010年系統(tǒng)試運行后，公司多次組織培訓(xùn)班，對數(shù)百名安全監(jiān)管人員進行培訓(xùn)，系統(tǒng)錄入大量檢查數(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險判斷，形成直觀預(yù)警曲線圖。

目前系統(tǒng)共有用戶數(shù)千人，預(yù)警信息分為4級被分別反饋到項目部、二級單位監(jiān)督部門、生產(chǎn)管理部門、質(zhì)量安全管理部門、公司質(zhì)量安全環(huán)保處、公司管理層。各級管理者根據(jù)反饋情況下達風(fēng)險控制任務(wù)，并及時溝通信息，解決現(xiàn)場存在的問題。

如2011年公司通過預(yù)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，地面建設(shè)專業(yè)因任務(wù)重，現(xiàn)場違章、隱患多發(fā)。公司立即制訂整改措施，有效控制了風(fēng)險的發(fā)生。

5 系統(tǒng)應(yīng)用效果評價

5.1 “數(shù)字監(jiān)管”

風(fēng)險管理在HSE體系建設(shè)初期就被確定為體系建設(shè)的核心，但多年的風(fēng)險管理和風(fēng)險控制工作多是使用宏觀的分析方法。生產(chǎn)安全預(yù)警系統(tǒng)利用層次分析法建立的預(yù)警模型，可以詳細分析企業(yè)的安全狀況，為企業(yè)管理層提供科學(xué)決策依據(jù)，對現(xiàn)場安全監(jiān)管工作起到指導(dǎo)作用。

5.2 管理方式向現(xiàn)代信息管理方式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)科學(xué)決策

系統(tǒng)充分利用川慶鉆探公司現(xiàn)有安全環(huán)保監(jiān)督管理模式，公司數(shù)百安全監(jiān)督人員由點連成線、由塊連成片，覆蓋全員、全方位、全過程。通過預(yù)警系統(tǒng)這個信息化管理平臺，將風(fēng)險管理滲透到安全管理的各個層面，逐步改變安全監(jiān)督職能的管理流程（圖5），解決了孤立分散數(shù)據(jù)多、交流共享少，統(tǒng)計數(shù)據(jù)多、系統(tǒng)分析少，靜態(tài)數(shù)據(jù)多、動態(tài)數(shù)據(jù)少的現(xiàn)象，為科學(xué)決策提供了依據(jù)［10］。

圖5 安全監(jiān)督管職能發(fā)展趨勢圖

5.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)點的分析向整體面的分析轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)預(yù)防控制

通過對公司各級相關(guān)管理人員的系統(tǒng)應(yīng)用培訓(xùn)，加強各類檢查、審核數(shù)據(jù)信息的錄入，同時不斷完善系統(tǒng)風(fēng)險提示功能，使預(yù)警功能更加全面、及時、有效。各級管理部門與作業(yè)現(xiàn)場風(fēng)險控制系統(tǒng)狀況交換，對現(xiàn)場風(fēng)險隨機定量評價，及時下達風(fēng)險控制指令，實行安全監(jiān)管的科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化管理（圖6）。

圖6 預(yù)警系統(tǒng)信息傳遞示意圖

6 結(jié)束語

基于網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)安全預(yù)警系統(tǒng)將層次分析與模糊綜合評價方法應(yīng)用在風(fēng)險采集、風(fēng)險分析、風(fēng)險預(yù)警環(huán)節(jié)中，適用于施工作業(yè)隊伍分散、點多面廣、危險源點多等特點的工程技術(shù)服務(wù)企業(yè)。通過系統(tǒng)快速傳遞、高效處理、傳送各類現(xiàn)場風(fēng)險信息，能準(zhǔn)確了解作業(yè)現(xiàn)場安全現(xiàn)狀，抓住關(guān)鍵、重點環(huán)節(jié)，實時、科學(xué)分析現(xiàn)場各類風(fēng)險數(shù)據(jù)，為管理層提供決策依據(jù)。

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Digitalization of safety supervision for oil and gas companies：A case study of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.

Li Yi，Ren Ying，Zhou Hao，Li Fan
（Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.，CNPC，Chengdu，Sichuan 610051，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 3，pp.109－112，3／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Safety risk pre－warning is the main content of safety management in petroleum enterprises.In view of this，an accident risk warning model for oil and gas companies is built based on fuzzy synthetic evaluation theories，on this basis，a pre－warning system is developed for safe production and management.Different risk weight values are given to various degrees of the severity of consequences resulted from different categories of possible hidden hazards or violation behaviors.According to the input data of hidden hazards and violation behaviors recorded by field operators or supervisors，risk values from fields to all－level units then to the company can be calculated by use of this developed system，thus a risk trend chart is drawn automatically for the company.The real－time alarm of this pre－warning system works when a certain risk value is reached，the longitudinal contrast of the same unit and the lateral comparison between different units can be achieved，and valuable pre－warning information will be provided for the on－site operators and the supervisors from the terminal management side.Successful application shows that this developed pre－warning system is complete and will provide an important index for evaluating the safe production status from the previous qualitative to the present quantitative analysis.

oil and gas engineering enterprise，safety early warning，hierarchy analysis，fuzzy evaluation，early－warning system，CNPC Chuanqing

中國石油川慶鉆探工程有限公司科研項目（編號：2011－69）。

李毅，1959年生，教授級高級工程師；1984年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院鉆井工程專業(yè)，現(xiàn)任中國石油川慶鉆探工程公司安全副總監(jiān)、中國石油天然氣集團公司HSE管理專家，從事生產(chǎn)安全管理及鉆井技術(shù)研究工作。地址：（610051）四川省成都市府青路一段3號。E－mail：liyi＿sc＠cnpc.com.cn

李毅等.油氣工程技術(shù)企業(yè)安全監(jiān)管數(shù)字化及其應(yīng)用——以川慶鉆探工程公司為例.天然氣工業(yè)，2012，32（3）：109－112.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.024

2011－11－12 編輯 趙 勤）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.03.024

Li Yi，professor－level senior engineer，born in 1959，is mainly engaged in production management and research of drilling techniques.

Add：No.3，Sec.1，F(xiàn)uqing Rd.，Chengdu，Sichuan 610051，P.R.China

E－mail：liyi＿sc＠cnpc.com.cn