李传贵 黄典剑 尹斌华 张庆全 王颍河
北京冬奥会安全风险评估技术研究涉及众多领域,构建面向冬奥会的包含多因素量化风险评价指标体系,形成实用性的评估技术,不仅为北京冬奥会重点场所和关键设施的风险智能化管理及安全保障提供具体操作方案,也可提高社会单位的安全管理水平,降低事故发生的可能性及其造成的损失,而对烟花爆竹经营单位安全风险评估技术的研究是众多领域中的一个重要方面。
北京2022年冬奥会共有三个赛区,即北京赛区、延庆赛区和张家口赛区(即张家口市)。为了让国际友人在观赏赛事的同时,领略到中国传统节日——春节的魅力,北京冬奥会的举办时间与2022年春节在时间上相重叠,而历来春节期间就是烟花爆竹事故的多发期,不规范的运输、装卸、储存等作业都有可能导致能量的激发,造成事故的发生。在冬奥会举办的时间内,防范和化解北京冬奥会举办地——张家口赛区烟花爆竹经营单位事故的发生,需要对其市属烟花爆竹经营单位的风险进行准确、有效的安全风险评估。
张家口赛区烟花爆竹经营单位分布图
本文通过实地调研、专家评议并结合烟花爆竹经营单位实际情况,将模糊综合评价应用于张家口赛区烟花爆竹经营单位的安全风险评估,并构建了评估模型,为烟花爆竹经营单位的安全风险评估提供了科学、实用的支撑。该方法在烟花爆竹生产企业已有研究,但对烟花爆竹经营单位尚缺乏研究。
北京冬奥会张家口赛区共有烟花爆竹经营单位107家,每个县区都有1-2家烟花爆竹经营单位,其中以宣化区最多,达到了25家,另外蔚县、阳原县、怀安县、怀来县烟花爆竹经营单位数量也在10家以上。
通过调研得知,张家口赛区没有生产、运输、燃放企业,所以本文安全风险评估技术研究主要针对烟花爆竹批发、零售经营单位展开。
对烟花爆竹经营单位进行风险评估需要考虑多个因素影响。在对烟花爆竹经营单位安全风险因素分析和识别的基础上,结合我国现行的法律、法规及国家标准,并通过对专家意见的统计、分析,最终确定了烟花爆竹经营单位的安全风险评估指标体系。此指标体系运用层次分析法将指标结构层次分为两层,第一层为一级指标4个,即人的因素、物的因素、环境因素以及管理因素。第二层为二级指标15个,整个层次结构模型如表1所示。
表1 烟花爆竹经营单位评估指标体系
表2 层次分析法重要度标度值
利用1-9比例标度法,分别对每一层次的评价指标的相对重要性进行描述,并用准确的数字进行量化表示,数字的取值所代表意义见表2。A表示目标,aij表示评价因素(i,j=1,2,…,n)。
3.2 采用方根法计算权重首先将A的元素按行相乘,然后将所得的乘积分别开n次方根,即
将方根向量进行归一化处理的权重,即
3.3 一致性检验
计算最大特征值λ并进行一致性检验。如果一致性检验通过,那么所得就是要获得的特征向量,可以这样解释:低一级指标要素相对于上一级指标要素的相对权重向量。
计算一致性指标:
式中:n为判断矩阵的阶数
计算一致性比例:
式中:RI表示随机一致性指标,其取值如表3所示
当CR<0.1时,表明判断矩阵的一致性可以接受。
表3 随机一致性指标
北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位风险评估影响因素集一级指标和二级指标表示如下:
一级指标:U ={U 1,U 2,U 3,U 4}
二级指标:U 1={U 11,U 12,U 13}
U 2={U 21,U 22,U 23,U 24,U 25 }
U 3={U 31,U 32}
U 4={U 41,U 42,U 43,U 44,U 45}
根据一级指标对北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位安全风险影响的重要程度,赋予每个指标相应的权重,得U ={U 1,U 2,U 3,U 4}的权重分别为a1,a2,a3,a4。记为:A=[ a1,a2,a3,a4]。
同理,根据二级指标对一级指标安全风险影响的重要程度,赋予相应的权重,记为:
A1=[ a11,a12,a13];A2=[ a21,a22,a23,a24,a25]
A3=[ a31,a32];A4=[ a41,a42,a43,a44,a45]
其中aij表示第i类要素集U i的第j个子要素uij的权重(i=1,2,3,4;j=1,2…5)。
将北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位安全风险评语集V 划分为4个等级:I、II、III、IV,其评语及其描述见下表4。
依据烟花爆竹行业特点及专家经验,对四个评语进行赋值,建立与评语集V 相对应的评分集G=(g1,g2,g3,g4)。
表4 冬奥会烟花爆竹安全风险评估评语及其描述
把0—100分平均分成4个等级,对应Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级。然后取其中点或边界点确定评分集。
由相关专家组成评估组,通过了解现场情况,对15项评价指标分别进行评分,评分采用百分制,即0分至100分,把所评分值再运用隶属函数确定每一项指标对于评语集的隶属度。
本文采用隶属函数如下:
建立模糊评价矩阵R,R代表模糊评价矩阵从 U 到 V的一个映射,可用矩阵的形式表示:R={rij|i=1,2,…,n;j=1,2,…,m},其中,rij代表每一个单因素 ui对评价等级 vj的隶属度。
4.5确定安全风险等级根据 B1=W1*R1计算得到因素集 U 1的模糊综合评价集B1,同时得到B2、B3、B4。根据各模糊综合评价向量得到最终综合评价向量:
再根据计算公式 S=B*GT,即可求得北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位安全风险的模糊综合评估分值。风险分值越高,代表风险程度越大。将所得结果与冬奥会烟花爆竹安全风险评估标准表5相对照,得出该单位的综合风险等级。同理,也可得出一级指标及二级指标的风险评估分值和风险等级。
表5 北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位安全风险评估标准
以张家口赛区某烟花爆竹批发单位为例进行分析。该批发单位许可经营范围:烟花类[B 级C级D级]、爆竹类[C级]。办公区位于南侧,库区位于北侧,办公区建有办公楼、样品展览厅、食堂。库区建有值班室1栋、14栋仓库。
表6 一级指标判定矩阵、权重及一致性检验
表7 人的行为判定矩阵、一致性检验及权重
表8 物的状态判定矩阵、一致性检验及权重
表9 环境因素重要度比较矩阵及权重
表10 管理因素重要度比较矩阵及权重
专家经过研讨,根据表2,对各因素重要性进行两两比较,构造出判定矩阵,经过计算获得指标权重,并进行一致性检验,如表6至表10所示。
通过计算和各专家的评定,得到表11中的评分列的结果,再利用隶属函数进行计算得出隶属度。
所得结果不够直观反映安全风险水平,所以进行进一步处理,将评价等级量化,对每一个评价等级进行赋
表11 对各指标的评分结果及通过计算得出的隶属度
值,本文选用评分集G=(12.5 37.5 62.5 87.5)。
从评估结果来看,该单位最终评估分值为18.9550,属于Ⅳ级。风险等级最低,继续保持现有的管理措施即可。
从一级指标的分值可以看出:人的因素、物的因素、环境因素、管理因素的风险等级分别为IV、Ⅲ、IV、IV。物的因素安全风险等级为Ⅲ级,可以容忍,符合成本效益时,应进一步降低风险;人的因素和环境因素、管理因素安全风险等级为IV 级,风险等级最低,继续保持现有的管理措施即可。
从人的因素、物的因素、环境因素、管理因素4个方面构建了北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位的指标体系,具有良好的可操作性,为北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位的风险评估提供科学合理的评估标准。
采用层次分析法和模糊综合评价法相结合的方法对北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位进行风险评估,构建了风险评估模型,降低了由于主观因素对评估结果的影响。也为其他类似城市烟花爆竹经营单位进行安全风险评估提供了一定的参考和借鉴。
对北京冬奥会张家口赛区烟花爆竹经营单位的安全风险管理水平进行了等级划分,对于烟花爆竹经营单位施行风险预警和分级管控提供了指导标准。
以张家口赛区某烟花爆竹批发单位为例进行实例应用,得到该单位最终综合评价得分为18.9550分,评价结果Ⅳ级,继续保持现有的管理措施即可。