基于熵权法与灰色关联分析法的加油站油罐区安全评价

方少林，孟路园，霍 俊

(湖北安源安全环保科技有限公司，湖北 武汉 430040)

随着交通工业的快速发展，加油站的需求量日趋增加，随之加油站的安全性被人们所关注，因油罐泄漏被纳为化工领域中火灾、爆炸事故发生率较高的场所。如何避免加油站安全风险，日常选取合理地评价指标对油罐区安全性预估非常必要。

然而，安全评估方法也有很多，Thanassoulis等[1]结合传统层次分析(AHP)法对不同重要性的指标进行评估；Chen等[2]根据指标体系的层次特征，将AHP法和模糊理论相结合提出了应急预案的绩效评估方法；周德红等[3]将主观AHP法求权重与客观蒙特卡罗法求均值权重对比分析化工园区整体安全性。可见，评估方法并非单一性，可由多种方法组合。基于此，为避免主观权重影响，研究将从客观赋值法结合灰色关联分析法评估罐区安全性，对遏制油罐区爆炸事故的发生具有一定意义。

1 风险评估模型

1.1 熵权法确定客观权重

为避免主观赋权带有主导性，考虑利用熵权法确定评估对象的客观权重[4-6]。

(1)设有m个评价对象，且分别对应有n个评价因素，建立归一化判断矩阵：

(2)确定评估指标的熵：

最后，确定第j个评价因素的权重为：

1.2 灰色关联模型

灰色关联分析法[7-8]是针对某一状态即预定的所要的目标，通过分析确定各指标集，按一定序列构成矩阵，通过规范化处理后即可得到灰色关联系数，然后结合已确定的权重值，综合计算出结果。

(1)为使计算结果更加合理，按均值法对原始数据作无量纲化处理得矩阵：

(2)由式(6)求行与行之间的差序列，z0(i)为构造的最优评估样本序列。

(3)求两极最大差η与最小差u：

(4)求关联度系数：

(5)求解关联度：

式中W为归一化权重，T为权重的转置。若关联系数最大，则与最优指标最接近。

2 加油站储罐区安全性评估

2.1 某加油站储罐区概况

武汉市某汽车加油站有乙醇汽油罐E93号、E97号各一具，含主要安全设备、消防设备，各管口新设卸油、液位监测系统、油气回收系统等，健全的管理体系，应急预案及培训记录。为了便于分析评估，根据企业提供资料，汇总加油站罐区安全性的指标要素，见表1。

表1 加油站指标层汇总

2.2 模型应用

根据项目概况，把“站内罐区安全性指标”作为目标层，准则层Z=(工艺控制Z1，物质隔离Z2，消防措施Z3，安全管理Z4)，继续分层为指标层。以加油站“工艺控制”为例，构建安全性等级表，见表2。

表2 “工艺控制”水平安全性等级指标[9]

将表2组合由式(4)按列进行纲化处理后得到6×5的矩阵，再利用式(5)每列依次再按差序列计算，计算结果：

由式(6)知最大差为0.949，最小差为0。依据式(7)求解灰色关联系数：

由式(1)～(3)求得“工艺控制”的指标层权重：w1=[0.330,0.358,0.088,0.175,0.049]。且求得工艺控制中因素的关联度：r1=[0.826,0.582,0.826,0.582,0.642]。同理，依次可求出r2、r3、r4。则由式(8)计算灰色关联度：

可见，最大关联度Rmax=0.801，评估得出汽车加油站油罐区安全等级为Ⅱ级。

3 结论

为确保汽车加油站油罐区正常运行，结合实例利用熵权法求得准则层指标权重占比，分析出重要性排序为：工艺控制>物质隔离>消防措施>安全管理，表明从工艺、设备等固有安全性很重要，其次是预防、管理。随后，将权重值与灰色关联分析法融合对油罐区安全进行整体评估，根据评估结果分析出该罐区处于较好状态，与实际现状相符合，证实了该模型的实用性与可行性。