化学品槽车泄漏事故救援风险评估研究

汪文野，刘 静，罗阳洪

(中国人民警察大学，河北 廊坊 065000)

0 引言

随着经济社会的稳定快速发展，化学品的种类和数量不断增加，据不完全统计，人民生活中常用的化学品达7万多种。同时，化学品物流业的飞速发展，化学品槽车运输量大幅度增加[1]。但是，由于具有易燃、易爆、腐蚀、毒害、放射等危险特性，一些化学品在其运输或者装卸过程中一旦发生泄漏，极易引发火灾、爆炸、有毒有害气体扩散、环境和生态污染等严重事故，不仅给人民的生命财产安全造成极大损失，也给消防队伍的应急救援工作带来了巨大挑战。近年来，由于缺乏系统的理论知识储备，消防救援人员在处置槽车泄漏事故过程中屡屡出现伤亡[2]。例如，2012年10月6日，湖南怀化沅陵县发生一起液化石油气槽车侧翻泄漏事故，在现场处置过程中发生爆炸，造成3名消防员牺牲；2004年2月18日，装载丙烯的槽车在广州市北环高速上发生泄漏，现场处置过程中7名消防员中毒。这些案例中，救援人员往往对救援过程中的风险认识不足，极易引起伤亡，必须引起我们足够的重视。

对化学品槽车泄漏事故救援过程中存在的风险进行评估，可以明确现场救援过程中风险最大的因素，对于提高消防救援人员应急处置能力、减少伤亡具有极为重要的意义。我国于20世纪60年代初期引进风险管理概念，风险管理学科研究起步较晚，仍处于引进、消化和吸收阶段[3]，而许多学者对于化学品槽车泄漏事故的风险评估研究，大都属于定性分析。

本文结合“人—机—环境—管理系统”安全工程理论和Delphi法构建了化学品槽车泄漏事故救援风险评估指标体系，运用层次分析法确定各级指标权重，并在此基础上利用模糊评价法确定化学品槽车泄漏事故救援风险评价等级隶属度。

1 评估指标体系构建

1.1 评估指标体系结构的确定依据

安全原理指出，事故是由于环境因素、设备因素、管理因素等被突发事件触发而造成[4]。“人—机—环境—管理系统”理论就是通过分析系统中的人员素质、设备危险性、系统危险性、综合管理等主要成分，找出主要关系，建立系统的综合评价方法。Delphi法则是以匿名调查问卷的形式向专家发送问卷，通过对问卷的回收整理来优化问卷结构、精简问卷内容，再次向专家发放[5]。经多次重复上述过程之后，专家对于评估指标的意见趋于一致。

“人—机—环境—管理系统”理论具有很强的科学性，并能够较为全面地概括出化学品槽车泄漏事故处置中的风险因素，但是无法突出评估对象的具体特征；Delphi法能充分利用专家丰富的经验知识，并且简单易行，但评估指标缺乏全面性。因此，将上述两种方法综合运用于化学品槽车泄漏事故救援风险评价中，能够充分发挥两种方法的长处，起到优势互补的作用。

1.2 评估指标体系结构

在确定化学品槽车泄漏事故救援风险评估指标体系时，基于“人—机—环境—管理系统”工程理论确立了4个一级指标(B1,B2,B3,B4)；基于Delphi法确立了16个二级指标(C1,C2,…,C16)，如表1所示。

2 指标权重的确定

2.1 指标权重的确定方法

在评价指标体系中，不同评价指标对于整个评价系统的影响程度和功效都不同。因此在评价指标体系中引入权重概念，用来衡量各项指标对于总体评价指标的贡献程度大小。目前，常用来确定指标权重的方法有Delphi法、环比法、层次分析法(AHP)、主成分分析法、模糊评价法等[6]。本文将采用AHP-模糊综合评价法确定化学品槽车泄漏事故救援风险指标体系的权重。

2.2 AHP-模糊综合评价法简介

层次分析法(AHP)是一种层次权重决策分析方法，由美国运筹学家萨蒂提出。该方法只需要较少的定量信息便可将决策的思维过程数学化，通过建立层次结构模型、计算指标权重、一致性检验、构建判断矩阵等步骤，将复杂的决策问题量化。模糊评价法由我国学者汪培庄教授提出，是一种建立于模糊集合理论基础之上，利用模糊变换原理和最大隶属度原则，对不容易确定的因素和指标进行综合来确定评价等级的数学方法。使用模糊评价法的前提之一是确定各指标的权重，而这也是将层次分析法与模糊评价法结合使用的原因。

表1 评估指标体系

2.3 AHP-模糊综合评价法步骤

运用AHP-模糊综合评价法解决化学品槽车泄漏事故救援风险评价问题的步骤如图1所示。

图1 AHP-模糊综合评价步骤

2.3.1 构建层次结构模型与判断矩阵

根据“人—机—环境—管理系统”工程理论，化学品槽车泄漏事故救援风险评价指标体系如表1所示。对于层次结构模型内各项指标的相对重要性，用数值表示出来的矩阵形式就是其模糊关系判断矩阵。例如，n个因素B1，B2，…，Bn有联系，则判断矩阵见表2。

表2 判断矩阵

表2中的数据表示不同指标之间的相对重要程度，相对重要程度越大，其具体数值就越大，含义见表3。

表3 判断矩阵相对重要性标度及其含义

2.3.2 计算各指标权重及判断矩阵的一致性检验

利用软件Yaahp 6.0对判断矩阵进行计算，可得到各指标的权重和每项指标相对于上层指标的权重。但是，由于评价人员的主观性和各指标因素的复杂性，判断结果可能会产生偏差，因此需要对判断结果进行一致性检验，检验公式如下：

(1)

(2)

式中，CR为一致性比例；CI为矩阵的相容指标，RI为平均随机一致性指标，其值见表4；λmax表示判断矩阵的最大特征值；n表示判断矩阵的阶。

表4 平均随机一致性指标RI

当CR<0.10时，认为判断矩阵通过一致性检验，否则应重新计算。

2.3.3 确定评价指标集合U和评价标准集合V

U={u1,u2,…,uN}

V={v1,v2,…,vn}

式中，N是二级指标的个数；n是评价标准个数。

2.3.4 确定隶属度矩阵

为确定评价对象对模糊集的隶属度，设对第i个指标ui进行评价，即得到相对于vj的模糊向量Ri:

Ri=(ri1,ri2,…,rij)

式中，i=1,2,…,N;j=1,2,…,n。

此时，模糊关系矩阵为：

其中rij表示ui因素具有vj的程度，因此0

2.3.5 计算评估结果

确定隶属度矩阵后，需要进一步的处理才能确定评估对象的最终等级。模糊算法的相关原理表明，存在4种不同特点的模糊算子[8]。本文采用加权平均模糊合成算子对矩阵进行处理，这种算法保存信息最多，综合性最强，评价结果最能体现对象的整体特点。

2.3.6 确定风险等级

风险因素综合评估值的计算公式为：

E=B·FT

(3)

最终确定被评价目标的风险等级。

3 应用实例

以2009年北京东六环氯磺酸运输槽罐车泄漏事故抢险救援为例，阐述AHP-模糊综合评价法在化学品槽车泄漏事故救援风险评估中的应用。

3.1 构建层次结构模型与判断矩阵

该起事故案例的层次结构模型如表1所示；构造判断矩阵采用的是问卷调查法，向5位从事化学品槽车泄漏处置工作的专家和经验丰富的基层消防部队指挥员发放调查问卷，经回收统计后对各层指标进行打分，构造判断矩阵。

3.2 计算各指标权重及判断矩阵的一致性检验

经Yaahp6.0软件计算，得到各层指标的平均权重，如表5所示。

对每项指标进行一致性检验，其结果如表6所示。

从检验结果来看，每项指标的一致性比例CR都小于0.1，均能通过一致性检验。

表5 各层指标相对上级指标和总目标的权重

表6 各指标一致性检验结果

3.3 确定评价指标集合U和评价标准集合V

化学品槽车泄漏事故救援风险评估的指标集合：

A={B1,B2,B3,B4}

其中:

评价标准集合:

对集合中的4个等级赋值，得:

F={50,70,85,95}

其中，90分以上，方案为四级风险级别，可以立即执行；80～90分，为三级风险级别；60～80分，为二级风险级别；低于60分，为一级风险级别，需立即更改方案。

3.4 确定隶属度矩阵

邀请5位基层指挥员对现场风险因素进行评估，统计得到隶属度评价结果，如表7所示。

表7 隶属度评价结果

根据隶属度评价结果建立综合评价矩阵，4种指标结果如下：

3.5 计算评估结果

综合各指标的隶属度矩阵结果，对每一层次中的指标权重进行统计，得到相应的权重向量为：

由评价公式Mi=WBi×RBi(i=1,2,3,4)可得：

评估向量:

3.6 确定风险等级

此次化学品槽车泄漏事故救援风险评估值为:

参考评价标准集合V可以看出,此次事故救援属于二级风险级别，必须对救援行动方案进行优化，以降低在实施救援行动时的风险。

4 结论

本文主要研究化学品槽车泄漏事故救援风险评价方法，首先利用Delphi法和应急救援专家经验构建了化学品槽车泄漏救援风险评价指标体系，然后运用层次分析法确定了指标体系中各级指标的权重，并在此基础上引入模糊综合评价理论，构建了评价模型并将该模型应用于一起化学品槽车泄漏事故中，验证了模型的效果。

4.1 充分认识现场不安全因素，有针对性地降低处置风险

以该事故为例，从表5各层指标相对于上级指标和总目标的权重中可以看出，一级指标中风险最大的是人的因素(B1)，权重为0.651 2；风险最小的是环境因素(B3)，权重为0.062 2；物的因素(B2)和管理因素(B4)风险等级接近，权重分别为0.138 5和0.148 1。二级指标中，风险最大的为组织调度(C1)，权重为0.322 0；其他风险较大还有救援人员能力素质(C3)和指挥作战水平(C13)，权重分别为0.179 7和0.100 3。此外，在人的因素中风险最大的二级指标是组织调度(C1)；在物的因素和管理因素中风险最大的二级指标分别是槽车载物特性(C7)和指挥作战水平(C13)。因此，当发生化学品槽车泄漏事故,消防队赶赴现场进行处置时，应当从“加强组织调度”“选择能力素质优秀的指挥员和处置人员”“运用合适的技战术”“合理地组织指挥”“充分认识槽车所载物质危险性”等方面入手，针对性地降低现场处置风险。

4.2 为日后应急救援队伍提高化学品槽车泄漏事故处置能力指明方向

在文章所构建的化学品槽车救援风险评价指标体系里，一级指标中占权重最大的为“人的因素”，权重达0.651 2，说明在应急救援行动中，人既是决定行动成败的决定因素，也是降低风险的关键因素。因此，降低处置化学品槽车泄漏事故风险最直接、最有效的途径就是尽可能地降低“人的因素”所带来的风险。消防队在日常训练中，应当从提高指挥员和处置人员理论素养、业务素质、心理素质等方面入手，提升槽车泄漏事故处置能力。此外，消防队应该加强以人为中心的槽车泄漏事故处置操法研究，以操法训练模拟实战环境。

4.3 为化学品槽车泄漏事故处置提供了一种量化思路

槽车泄漏事故处置属于多目标决策范畴，在实际现场，指挥人员要考虑的风险因素众多，因此指标体系很难建立。使用“人—机—环境—管理系统”理论能够较为全面地概括出处置过程中多方面的风险因素，之后，采用AHP-模糊综合评价方法能够对风险因素进行过滤、量化，确定其中最重要、最关键的因素，为现场消防人员规避风险、妥善处置提供参考。