污水厂建设中PRA风险分析方法的研究探讨

摘要：污水厂建设工程涉及许多门类学科，是一项复杂庞大的系统工程，而且建设周期比较长、投资金额比较大、专业技能比较高，基于这些特点，污水厂建设项目需要风险管理来避免建设过程中可能出现的事故或问题，来支持管理决策者对项目规避风险。本文通过我国污水厂建设的发展现状分析，结合概率风险评估(PRA)方法进行较为深入的分析研究 ,尝试为相关管理人员探索新途径、开辟新思路。

关键词：概率风险评估；污水处理；评估

近年来，由于全球气候变化显著，环境问题已经被列为世界级别的头等大事，更是人类迫切亟待解决的问题，世界各国都在不断做出努力。城市污水处理厂帮助人民处理生活用水、合理应用水资源，是对水资源的保护、是改善生态环境的重要举措。污水厂建设工程涉及许多门类学科，是一项复杂庞大的系统工程，而且建设周期比较长、投资金额比较大、专业技能比较高，需要风险管理来支持管理决策者对项目规避风险。PRA概率风险评估针对的对象多为高尖端项目，系统比较庞大复杂，例如核电、化工、 航天等领域，本文将PRA风险分析方法作为重点研究，结合我国污水厂实际情况，为相关工作人员理清管理思路。

一．PRA概率风险评估方法的基本介绍

PRA（Probabilistic Risk Assessment） 概率风险评估，又称 PSA（Probabilistic Safety Assessment）概率安全评价, 通过PRA概率风险评估可以明确具体的风险目标事件,这样就能针对性的分析风险目标事件的潜在原因,对事故可能的发展的过程进行有效的风险防范措施。

1. PRA的目标

对实际项目的风险因素、系统风险后果的严重度、导致事故发生的概率、项目建设的不确定性进行量化分析，从而在工程设计、建设、运营和维护过程中支持管理决策规避风险。

2. PRA的主要工作

风险模型建立和风险模型的定量化。事故场景识别系统设计、施工过程的薄弱环节、相关因素进行量化与综合、描述工程项目可能发生的危险状态

3. PRA的工作原理

集成运用各种安全性分析方法对项目系统建模。

4. PRA的核心分析工具

有两种核心分析工具，即“事件树(ETA)”和“故障树”。通过这两种方法相结合来建立风险模型。

5. PRA的风险模型

描述危险事件发生可能性的模型、描述危险事件造成损失的模型。

6. PRA风险模型量化内容

包括计算基本事件、危险事件发生概率的点、估计和区间估计，以及不确定性 ,在概率的意义上区分各种不同因素对风险影响的重要程度。

二．PRA概率风险评估方法在污水厂建设中的应用研究

早在2010年我国对城市污水处理就提出了明确的指标规定，要求城市污水处理率不低于60%，镇污水处理率不能低于50%。

城市污水工程浩大，耗费巨额资金，其市场化运作包括多种模式，下面针对其中较有代表性的三种基本模式，进行对比分析：

1. 托管运营是指政府将自己拥有的污水处理厂通过发包的形式委托给企业运营，政府保留对污水处理厂的所有权，并对其运行实施监督管理，企业享有经营权和收益权。这种模式适用于建设较早的污水处理厂。

2. BOT模式即建设（Build）――运营（Operate）――移交（Transfer），是指政府与投资者签订合同，由投资者组成的项目公司负责筹资和建设污水处理厂，在协议期内拥有、运营和维护该设施，通过收取服务费回收投资并取得合理的利润；协议期满，投资者将运营良好的污水处理厂无偿地移交给政府。BOT模式适用于拟建（包括拟新建、改建和扩建）的污水处理厂。

3. TOT模式即移交（Transfer）――运营（Operate）――移交（Transfer），是政府对其建成的污水处理厂在资产评估的基础上，通过公开招标方式向社会投资者出让资产和特许经营权，中标者在协议期内拥有、运营和维护该设施，通过收取服务费回收投资并取得合理的利润；协议期满，投资者将运行良好的污水处理厂无偿地移交给政府。

现代工程项目污水厂建设的结构和功能随着科学技术的发展与进步变得日益繁杂,建设实施中会面临更多的不确定性因素而导致系统风险的增大,所以在进行系统方案可行性分析和论证时,运用管理学原理对与项目有关的各种资源进行组织与分配,使项目及其周围的意外所造成的损失及负作用降低。

运用PRA风险评估方法工作流程：第一，在研究熟悉污水厂建设系统的基础上 ,运用主逻辑图(MLD)分析污水处理厂在运行时可能遇问题、阻碍、失败、风险等等不利，以及引发系列问题的初始事件，然后利用事件树分析(ETA)对初始事件进行分析，从而得到事故序列组；第二，在进行主逻辑图分析时，还要同时进行搜集系统信息，也就是污水处理建设项目有关的信息操作，用以分析事件概率的数据。最后，在上述两项工作正常运行之后，利用故障树分析方法之前的数据进行风险系统分析，也就是定量计算与定性评估，最大程度地实现污水处理厂经济效益和社会效益的双赢。

事件树通过初始事件进行分析，得到初始事件所导致的事故序列组 ASG(Accident Sequence Group)，再通过对事故序列组初始审与事故发展分析 ,得到事件树中的事件节点，在每个决策点要求建立发生的联合概率 ,以确定该点的发生概率(即事件树的中间环节事件的成功或失效的概率)。在计算事故序列组的发生概率时 ,需要知道初始事件发生的概率以及事件树中各中间环节事件失效的概率。

而故障树则为事件树的失效环节事件提供更为详实的细节，是一个演绎推理的过程。故障树是从不期望发生的失效事件作为系统故障对象进行分析的,通过分析了解通发生失效的途径及基本原因。在 PRA的分析过程中，故障树分析首先是把标题环节事件的失效状态作为故障树的顶事件 ,然后找出顶事件发生的所有可能的直接原因 ,由此逐步深入分析 ,直到找出导致顶事件发生的基本原因 ,即故障树的底事件为止。

PRA过程可以通不同的形式分析，无论是主逻辑图、 事件树和故障树，还是其他有关数据分析，这都是将专家知识、 各种信息、 数据和多种模型总和集成的结果。

我国在项目风险管理方面还有很大的提升空间，因为污水处理行业不但投资高，而且经营周期长，在项目发展建设阶段必然会遇到各方面的挑战，我国将在未来10年建设上千座城市污水处理厂，总投资达数百亿元，同时这些污水处理厂的运行维护费用每年也达到数十亿元，无论是资金运作方面，还是技术管理方面的风险不可避免，因此采用风险评估项目管理能够有效归避风险。采用PRA概率风险评估的关键点就是要结合工程项目实践,通过真实数据资料进行科学的系统分析，评估污水厂建设项目中可能遇到的种种困难,才能采取风险规避的可行性措施。

三．结束语

基于可持续发展与环保产业的要求，污水处理市场发展前景广阔已经是市场经济发展的必然趋势。经过多年的治理，人们在水环境保护方面的意识也随之提升上来，污水处理业属于水务产业链下游行业，在这样的趋势下，呈现出较为乐观宽阔的发展局面。但由于我国污水处理行业尚处于起步发展阶段，国内大部分城市污水处理厂也仅有不到十年的发展历史,与世界其他国家相比还处于落后的阶段。目前，世界上很多国家和地区都广泛应用项目风险管理的理论和方法,将其带入到实际的项目管理中去,并且取得了很好的成绩。