基于熵权物元法的危化品仓库风险等级评价

付小千 赵宸豫 胡肖

摘要：为了对危化品物流仓库进行定量火灾危险性评价，根据安全事故致因理論的4大要素构建安全评价体系，由人、物、环境以及管理4个准则层和18个指标层构成，运用熵权物元理论得出危化品物流仓库的风险评价等级并进行实例验证。结果表明：运用熵权物元可拓理论对危化品物流仓库风险等级进行量化评估，4个维度熵权分别为0.215、0.599、0.159、0.087，提高危化品物流仓库的安全性应根据提高仓库内危化品的安全状态（A2）、相关人员专业培训（A1）、营造仓库安全环境（A3）、落实相关制度执行管理（A4）的先后顺序进行。

关键词：危化品物流仓库;EWM;物源可拓理论;熵权物元可拓理论;安全评价等级

危化品通常是容易发生爆炸、燃烧以及有毒有害气体的一类物质，此类危化品在储存、运输及装卸过程中存在较大的危险性，如不及时发现和消除这些隐患，会严重影响人民的生命安全，对自然环境造成巨大的破坏。所以，建立危化品物流仓库的安全等级评价模型，有针对性地提高仓库的安全性，这对危化品物流仓库的发展、消防灭火指导以及重点建筑的设计和保护都具有重要的意义。

针对危化品物流仓库危险性分析，相关学者做了深入研究，文献[1-3]均运用熵权物源理论确定待测物元安全等级。刘以雪等[5]运用FMEA方法和层次分析法对危化品物流仓库系统安全分析，并提出了具体的安全措施。但是目前大多对危化品物流仓库安全性评价多停留在定性层面，所以本文将熵权法引入物元可拓学中来确定仓库安全评价指标的权重，进而对系统进行定量化的安全性评价。不但可以秉承可拓评价法原有的优点，而且可以避免可拓评价法在确定权重过程中主观性的干扰。

一、危化品物流仓库安全评价体系

导致安全事故的4个条件是：人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件以及管理的缺陷。而危化品物流仓库发生火灾，也属于安全事故的一种。本文将从人、物、环境和管理四大维度构建危化品物流仓库安全性评价体系。

（一）指标体系构建

基于安全事故的视角构建危化品物流仓库安全评价体系，如图 1 所示。

（二）评价方法

1.物元分析理论

物元分析理论：R=（N，V，C）称为物元，N为处理的事件，C为特征、V为特征所对应的量值。步骤如下：

（1）建立物元矩阵

建立危化品物流仓库的物元矩阵R=（N，C，V）。

（2）确定经典域、节域、待评物元

经典域Rj表示不同安全等级所对应的每一特征的取值范围;节域Ry是由全部安全等级所对应所有指标的值域综合起来组成的;待评物元R0为待评价危化品物流仓库安全级别。

（3）关联函数的计算

关联函数用来确定待评仓库与所有安全级别的关联情况，见公式1-2。

（j=1， 2，…，n）             （2）

其中：p（Xi，Vji）表示待评危化品仓库Xi到经典域特征量值的距离;p（Xi，Vyj）表示待评危化品仓库Xi到节域特征量值的距离。Wij为各指标的权重系数，Kj（Xi）为各个安全等级的关联度，Kj（N）为待评价仓库N关于安全等级j的综合关联度。

（4）评定危化品物流仓库安全等级

最终危化品物流仓库安全等级见公式3。

Kj0（N）=max Kj（N） （j=1，2，…，n）       （3）

2.熵权法

运用熵权法确定危化品物流仓库安全性级别的指标权重，步骤如下：

（1）矩阵标准化

根据评价体系中j个评价等级和n个评价指标得矩阵R并归一化处理，得到R=[rij]n*j。

（2）计算指标信息熵

Hi=-k，（i=1，2，…n）                     （4）

其中，k=1/lnm，fij=rij/ 。

（3）计算各指标熵权

（i=1，2，…，n）            （5）

二、实例应用分析

以北京市一火灾隐患较为突出的危化品物流仓库为试点，根据该仓库的实际情况进行火灾安全性评估。

（一）量化安全等级及指标

将危化品物流仓库火灾安全等级划分为5个级别，j={安全;较安全;一般安全;较危险;危险}，并将定性指标根据危险级别进行5等份等距量化。

（二）确定经典域Rj、节域Ry以及待评物元R0

（三）确定待测物元安全级别

根据公式1-5确定各指标客观权、关联度以及所属级别，结果见表1。

三、结语

（一）基于安全事故的视角，从人、物、环境以及管理4个维度将危化品物流仓库安全体系划分为18个指标对仓库安全等级进行评估。

（二）运用熵权物元可拓理论得知4个一级指标的熵权分别为0.215、0.599、0.159、0.087，提高危化品物流仓库安全性可按照提高危化品的安全状态（A2）、工作人员专业培训（A1）、仓库安全环境（A3）、相关制度执行管理（A4）的顺序进行。

参考文献：

[1]张顺堂，吴昌友.基于熵权可变模糊评价模型的矿井火灾安全性评价[J].数学的实践与认识，2018，48（23）：175-182.

[2]白雯，谢雄刚，代伟，许石青，郭鹏飞.基于熵权物元可拓的矿井火灾安全评价[J].煤矿安全，2017，48（07）：196-199，203.

[3]黄仁东，张小军.基于熵权物元可拓模型的隧道瓦斯等级评价[J].中国安全科学学报，2012，22（04）：77-82.

[4]刘以雪，李孝斌.基于FMEA方法的危化品物流仓库系统安全分析[J].中国人民公安大学学报（自然科学版），2019，25（01）：32-37.