电火工品储存安全评估模型与应用研究

伍堂锐 唐维邦(贵州梅岭电源有限公司，特种化学电源国家重点实验室，贵州 遵义 563000)

0 引言

电火工品在存储过程中由于物质自身因素，环境因素，管理不善和人为因素容易发生燃烧爆炸事故。政府和相关行业及其重视危化品，危险品的储存安全工作，其中也包括电火工品储存安全，制定了相关标准及行业规范，然而危化品，危险品由于储存导致的安全事故仍时有发生。电火工品储存安全事故会严重制约火工品企业安全生产，因此，对电火工品储存安全进行评估具有积极意义，能有效预防电火工品储存事故。董军超、韩铭等用小子样的最大熵方法对火工品可靠性进行了评估[1]，简娟娟、张军君对火工品的储存管理进行了研究[2]，霍明亮等用FUZZY 对岗位胜任能力进行评估[3]，高峰青基于LOPA 及HAZOP 对危化品工艺进行分析[4]，李传贵等依据风险理论，研究了危险品储存库容量[5]。研究发现，AHP 的缺点是评估者的主观性太强导致判断结果偏差大，结合FUZZY 可弥补AHP 的缺点[6]，因此，本文运用基于AHP 和FUZZY 的电火工品储存安全等级评估模型，该评估体系更具综合性，能为企业在电火工品储存安全方面提供借鉴。

1 电火工品储存安全等级评估模型

1.1 电火工品储存安全评估指标体系

以电火工品储存安全事故发生的“4M”因素[7]为主，全面考虑涉及电火工品储存安全的电火工品人员的素质、电火工品的物质特性、电火工品安全管理能力、电火工品储存环境条件为基本层，构建电火工品储存安全结构体系，如图1 所示。

图1 电火工品储存安全评估体系

1.2 电火工品储存权重

基于实际情况采用AHP(层次分析法)确定体系中各因素的权重[8]，操作步骤如下所示：

(1)建立电火工品储存安全指标判断矩阵。在建立图1 电火工品储存安全评估指标体系后，根据实际情况对电火工品储存中的各因素进行比较，由1～9 及1～1/9 的标度方式得到其权重，标度方式如下：

式(1)中：qii=1,qji=1/qij，按照式(1)可得电火工品储存安全等级评估体系一级指标的判断矩阵U如下：

(2)计算电火工品储存因素权重。计算其权重[9]本文采用特征根法，计算方法如下：

式(2)中，W：权重值(特征向量)，U：判断矩阵，λmax：判断矩阵的最大特征根。由式(2)计算得到其特征向量W=(0.355,0.355, 0.160, 0.130)T，λmax=4.02。

(3)一致性检验。各判断矩阵U的一致性情况需要检验，若CR小于0.1，则说明合理，若CR大于0.1，一致性检验不通过，则矩阵需要微调，直到CR小于0.1 为止。计算过程如下：

式(3)中，CR：一致性检验系数，λmax：最大特征根，CI：一致性指标，RI：平均随机一致性指标。

通过式(3)计算得到：CI=0.00687，其中，阶数与对应RI取值如表1 所示。查表1 得4 阶对应的RI=0.89。

由式(3)计算得到CR=0.00687<0.1，说明电火工品储存安全等级评估体系第一层级四个因素的判断矩阵U的权重分配可行，通过一致性检验。同理，电火工品储存安全等级评估体系第二层级因素的特征向量Wi(W1，W2，W3，W4)和判断矩阵(U1，U2，U3，U4)以相同的计算过程得到，结果见表2。

表1 阶数与对应RI取值

表2 第二层级检验结果

由表2 可看出，电火工品储存安全等级评估体系第二层级指标的一致性指标CR 值都小于1，说明电火工品储存安全等级评估体系第二层级指标的各判断矩阵合理；由电火工品储存安全等级评估体系第二层级指标的特征向量Wi可以得到：电火工品员工的安全意识、身体状况及业务能力为重要因素，电火工品的危险等级，安全培训应急演练为一般因素，因此可通过关注主要危险因素，采取相应措施，提高电火工品储存安全水平。

1.3 电火工品储存安全等级模糊评估

对电火工品储存安全等级进行模糊评估，首先定义目标集V与子集V0的一一对应关系，如表3 所示。

表3 V与V0对应关系表

然后请电火工品行业专家打分，根据实地考察对电火工品储存安全指标体系的每个项目进行打分评估，由此获得人、电火工品物质、管理、环境的模糊评价矩阵Ei，其中i=1～4，将表2中的特征向量Wi 乘以模糊评价矩阵Ei，就可获得人、电火工品物质、管理、环境的综合评估集Bi，电火工品储存安全评估体系的最终等级B=(B1，B2，B3，B4)T，在进行评估时采用最大隶属度的偏向原则，根据表3 的对应关系便可以得到该企业电火工品储存安全等级为高、中上、中下或者低。

2 实例应用

2.1 评价对象的简要情况

本实例以某公司火工品仓库为评价对象，评估该公司火工品的储存安全等级。该公司现有员工800 余人，其中部分车间专业从事火工品生产和储存，目前拥有火工品生产流水线1 条，火工品储存仓库1 个，火工品储存仓库是该企业的重大危险源之一，此外园区内还分布有危化品储存仓库3 个，该公司重大危险源储存库房近550m2。

2.2 建立电火工品储存安全的模糊评估矩阵

该企业为了更好的预防电火工品储存安全事故的发生，现对电火工品储存安全等级进行评估，请五位电火工品行业专家分别对人、电火工品物质、管理和环境通过打分方式按照高、中上、中下、低进行打分评估，得到评估矩阵如下：

表2 中通过层次分析法得到第二层级指标特征向量W1=(0.332，0.313，0.355)，根据B1=W1·E1可得到电火工品人员素质的评估向量，B1=(0.1000，0.4355，0.3374，0.1355)。采用同样方法得到B2，B3，B4，最终得到评估矩阵B如下所示：

2.3 评价结果

根据式(2)特征根法求得特征向量W=(0.355，0.355，0.160，0.130)，则该电火工品储存安全等级综合评估向量为S=W·B，计 算 得 到S=(0.1416，0.4156，0.3133，0.1424) 因 为 该 目 标 集V={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ}，根据最大隶属原则，对应该企业电火工品储存安全等级为Ⅱ，故该企业电火工品储存安全等级为“中上”。

2.4 结果分析

实例表明：该公司电火工品储存安全等级为“中上”，通过进一步分析可以得到：人员的素质和电火工品物质因素对电火工品储存安全状况影响较大，应重点加强电火工品人员素质的提升工作，特别是相关人员的安全意识和电火工品相关业务水平；从电火工品物质因素本身出发，应对电火工品储存装置以及电火工品存放的间距做出进一步的调整；其次是电火工品安全管理的能力，在进行电火工品安全管理时，应重点建立完善的电火工品安全管理制度和加强应急演练，对于库存的电火工品数量登记详细并按规定时间进行温度检测、干燥剂更换和超期报废等养护工作，最后是电火工品储存所处环境因素，应加强环境监测。评估结果和实例分析得出的结论基本一致，说明该方法实用于电火工品储存安全评估，能有益提升企业的电火工品储存安全管理水平。

3 结语

通过电火工品储存安全等级评估AHP-FUZZY 模型求解得到，对电火工品储存安全状况影响较大的是电火工品物质因素和人员素质因素，可以为电火工品储存的安全管理工作提供参考。AHP-FUZZY 模型通过实例验证，体现了该方法的可行性，可为相关企业危险品储存评估提供有益参考。