基于AHP-模糊综合评价法的化工园区应急能力评估*

王龙帅 吴洁 王莹 周思宇 鞠伟轶 蒋军成 邢志祥

(常州大学环境与安全工程学院 江苏常州 213164)

0 引言

“十二五”期间以来，我国危险化学品使用需求日益增长。根据《石化和化学工业发展规划2016—2020年》报告显示，1978年以来，我国石化和化学工业发展取得了长足进步，基本满足了经济社会发展和国防科技工业建设的需要。然而，随之而来的是各类化工安全事故，化工安全问题越来越受关注。近年来，国内化工园区安全事故频发，“8·12”天津滨海新区爆炸事故和江苏响水“3·21”特别重大爆炸事故[1]等多起化工园区重特大事故均造成了严重人员伤亡和财产损失，对化工园区安全生产带来了重创。2013年4月江苏省安全生产委员会办公室发布了《化工集中区区域安全风险评估报告编制要求》，明确指出园区风险评估工作必须包含对园区的应急能力评估[2]。化工园区的公共管理和应急响应往往需要多个职能部门参与配合，指挥协调工作十分复杂。通过建立化工园区应急能力评估指标体系，评估化工园区具备的应急准备、应急处置能力，对政企部门处理突发性、不确定性事件应急指挥决策时具有极大的参考价值。

1 应急能力评估研究进展

20世纪90年代末，欧美等发达国家就开展了大量应急能力评估工作。美国是最先开始进行应急能力评估研究的国家[3-4]，各州和地方政府都因地制宜制定了应急能力评估体系。参考美国应急能力评估研究方法，日本、加拿大、英国等发达国家也都相继建立了适应本国国情的应急能力评估体系。CHEN M等[5]建立了城市消防站应急救援能力评价体系，采用AHP和模糊综合评价法定量评估消防站应急救援能力的水平，以郑州市某消防站为例，验证了所建系统的有效性。结果表明，该消防局应急救援能力总体处于“一般”水平。SHAHPARVARI S等[6]考察澳大利亚墨尔本、维多利亚州现有消防站的地理分布，利用位置分配模型和地理信息系统(GIS)来确定新消防站的最佳位置，结果表明在规定时间内消防站辖区覆盖率提高了6%。OMAR M A I等[7]针对孟加拉国地震风险和综合应急能力评估制定了5项指标，通过调查问卷和专家打分进行评估，结果表明孟加拉国西部和北部地区是面临应急响应困难的高危地区。

我国在应急能力评估研究上起步稍晚。2002年，中国地震局联合唐山市政府、河北理工学院及多家科研院所召开了首届“中国城市灾害应急管理能力研讨会[8]”，河北理工学院王绍玉[9]教授首次提出构架我国城市灾害应急能力评估体系。邓云峰、刘建、郑双忠等[10-15]在城市突发事件应急能力评估体系分析方法、体系构建等方面开展了大量工作。近年来，国内学者对应急能力评估研究主要集中在城市综合应急能力评估方面。刘兰强[16]构建了城市突发事件应急能力评估指标体系，采用变异系数法和模糊集值统计法构建评估模型，并得到实际应用。应急管理部研究中心杨洋等[17]运用德尔菲法、层次分析法总结形成了“3-17-62”的3个层级的城市应急能力评估指标体系。其中，针对化工园区应急能力评估主要集中在指标体系和情景构建等方面。张少刚等[18]从事前、事中、事后3个阶段构建了化工园区应急能力评估指标体系。王飞跃等[19]从控制事故致因理论出发建立了6个一级指标、32个二级指标的化工园区应急能力评估指标。庹雪娜[20]构建了大兴工业园区应急能力评估指标，采用DNV-GL和MATLAB为建模工具，对园区内3家涉及危险化学品企业进行了评估。冯云晓[21]基于“情景-任务-能力”构建了城市危险化学品事故应急能力评估指标体系，结合G1和突变级数对城市进行评估。

2 化工园区应急能力评估指标体系构建

本次应急能力评估对象为江苏省常州市某化工园区，该园区现有企业共92家，其中化工类企业共80家，具有危险化工工艺的化工类企业共47家，涉及14种危险化工工艺，涉及粉尘爆炸危险性企业共28家。参考《中华人民共和国突发事件应对法》《中华人民共和国安全生产法》等相关法律法规，结合公共安全三角形理论[22]，从应急管理的整个周期出发，遵循指标体系构建原则，构建了针对于该化工园区事故应急能力评估指标体系(见表1)，该指标体系包含4个一级评估指标，10个二级评估指标和34个三级评估指标。

表1 化工园区应急能力评估指标体系

续表1

3 多层次模糊综合评估模型的建立

3.1 层次分析法

层次分析法[23-24](Analytic Hierarchy Process即AHP)是一种系统分析与决策的综合评价方法，它较合理的解决了定性问题定量化的处理过程。采用层次分析法中“1—9标度法”对指标间的重要性程度进行两两比较，构成判断矩阵，经计算得出权重ω和一致性检验结果。

以一级指标为例，利用MATLAB数学软件计算得出一级指标的权重(见表2)。从表2中可以看出，4个一级指标重要性程度由高到低排序为：预防与应急准备能力(B1)、应急处置与救援能力(B3)、监测与预警能力(B2)、事后恢复与重建能力(B4)，这一结论与当前“预防为主”的安全理念和发展趋势一致[19]。同理，计算出各指标的权重，计算结果见表2。

表2 一级指标权重

3.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法[25]基于模糊数学的隶属度理论，可将定性的评价转为定量评价，其具体步骤如下：

(1)建立评估因素集。化工园区应急能力评估指标体系中一级、二级、三级指标分别用X、Y、Z表示。则有X={B1，B2，B3，B4}，Y={C1，C2，…，C10}，Z={D1，D2，…，D34}。

(2)建立评语集。将评语集划分为5个等级：V={好，较好，一般，较差，差}。

(3)确定指标隶属度。化工园区应急能力评估指标对评语集的隶属程度叫作指标隶属度。设a位专家对某指标进行评估，有b位专家选择了某个评语等级，则该指标对于该评语等级的隶属度为b/a[26]。本次评估邀请了8位行业专家对三级指标进行评估，评估结果如表3所示。

表3 专家评估结果

续表3

(4)确定模糊评判矩阵。通过专家意见确定隶属度后，即可产生模糊评判矩阵，以二级评估指标C1为例，式(1)表示因素级C1与评价等级V的模糊关系为评判矩阵RC1。

其中rD1,1为因素集C1中的三级指标D1对评语集V1的隶属度。

同理，建立评判矩阵RC2，RC3，…，RC10，RB1，…，RB4。

(5)多级模糊评价的计算。本文选用加权平均模糊算子[25]进行计算，根据式(2)依次求取三级指标Z层、二级指标Y层、一级指标X层的模糊综合评价集。

Re=ω·R

(2)

式中，Re为因素集X、Y、Z的模糊综合评价集，ω为因素集X、Y、Z中的指标权重向量，R为各因素集的评判矩阵。

(6)模糊综合评估结果。结合指标的模糊综合评价集和最大隶属度原则确定评估结果，其最大隶属度值对应的评级等级即为各指标能力的评价等级。

4 化工园区应急能力评估结果

采用层次分析法和模糊综合评价法构建化工园区多层次模糊综合评估模型，将专家评估结果作为本次评估计算的基础数据，计算出化工园区各级指标的隶属度及对应的评估等级，见表4。

以二级指标“C1.风险治理能力”为例，根据式(2)计算其隶属度为：

从表4数据可以看出，10个二级指标中，2个二级指标的最大隶属度对应评估等级为“较好”，7个二级指标的最大隶属度对应评估等级为“一般”，1个二级指标的最大隶属度对应评估等级为“较差”；4个一级指标和园区综合应急能力的最大隶属度对应等级均为“一般”。由此可以得出，该化工园区综合应急能力评估结果为“一般”。

表4 各级评估指标隶属度

二级指标中，“C2.管理建设能力”和“C5.应急监测能力”评估等级为“较好”，表明该化工园区在管理建设和应急监测方面的能力较好，需继续保持；“C3.应急保障能力”评估等级为“较差”，表明该化工园区在应急保障方面能力较差，需迫切提升园区内事故应急保障能力，如：园区内应配有专项应急资金；配备编制齐全的应急队伍人员和应急装备；建设应急避难场所并达到相关要求等。

一级指标中，“B1.预防与应急准备能力”“B2.监测与预警能力”“B3.应急处置与救援能力”“B4.事后恢复与重建能力”评估等级均为“一般”，表明该园区只具备最低能力需求，且4个一级指标的最大隶属度均小于0.5，该结果表明园区急需加强这4个方面的能力建设。

5 结论

(1)参考相关法律法规，结合公共安全三角形理论和常州市某化工园区特点，构建了适用于该化工园区应急能力三级评估指标体系，包括4个一级指标、10个二级指标和34个三级指标。

(2)采用层次分析法和模糊综合评价法，构建该化工园区应急能力评估模型。通过定性定量分析结果表明，该园区综合应急能力等级为“一般”，园区在监测预警、应急处置与救援等方面急需加强建设。