老城区加油站区域风险控制能力评估

林艺松，朱恺明，林俊宇，王景鸿，陈汝信，陈泓浩

(1 广东省华大物流有限公司，广东 广州 510000；2 华南理工大学安全科学与工程研究所，广东 广州 510641)

随着经济社会的发展，老城区加油站从单一的能源供应单位逐渐发展成为了兼具能源供应、商品销售等综合功能的城市枢纽，对区域经济增长起着越发重要的推动作用。但同时城市发展扩张使得加油站周围建筑密度增加，城区中的加油站便民惠民的同时也为周边民众带来一定的安全隐患。加油站经营使用的汽油、柴油均为危险化学品[1]，具有易燃、易爆等理化特性，会导致泄漏、火灾、爆炸等事故的发展，造成人员伤亡、财产损失和环境污染[2]。

加油站需要对周围的环境以及人群活动进行全面的调查，以准确识别和评估各种可能出现的安全风险，并采取防范对策[3]。Vasiutynska等[4]开发了一种利用地理信息技术评估破坏因素作用区域的方法，从而识别出破坏因素作用区域内的重点建筑；Liu[5]探索了相应的雷电灾害风险评估模型和多级指标权重评估方法，利用层次分析法建立各层指标判断矩阵，计算矩阵的最大特征根并进行一致性检验，得出各指标的权重，并基于雷电定位监测数据和实地走访调查获得的数据，计算了各加油站雷电灾害风险指数。加油站的风险和安全隐患的识别与处理，突发情况的应急处理能力，安全事故的自救与互救等方面对规避安全风险，预防安全事故具有重要作用[3]。针对这一方面，蒋艳群等[6]通过层次分析法从人、物、环境、管理四方面对加油站运营阶段的安全风险展开分析，指出加油站需要加强日常管理和设备设施巡检，及时消除或降低安全风险转化为事故的可能性；李子彬等[7]分析了加油站应急能力影响因素，并建立了三级评估指标体系。尽管有学者已对加油站的区位条件[8]、应急能力[9]等因素进行定量评价分析，然而更全面考虑加油站内外部因素进行评价仍有待进一步研究。基于模糊数学理论，综合考虑老城区加油站的区位、内部与外部应急情况，建立老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系，通过层次分析法确定各指标权重，从而构建老城区加油站区域风险控制能力评估模型，并针对超大城市老城区加油站进行应用研究。

1 加油站区域风险控制能力评估模型

1.1 研究方法

1.1.1 层次分析法

层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法[10]。该方法具有系统、灵活、简洁的优点。

(1)层次结构模型的建立

层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关。一般地，层次数不受限制，但每一层次中各元素所支配的元素通常不超过9个。通过实地走访调研、资料收集、会议讨论等形式，确立每一层的元素。

(2)判断矩阵的构造

判断矩阵反映各层中的准则在目标衡量中所占的比重的重要程度。采用数字1～5及其倒数作为标度来定义判断矩阵A，确定各级指标的主观评价矩阵。

(3)指标权重的计算及一致性检验

采用几何平均法(方根法)计算指标权重，主要计算步骤包括：①A的元素按行相乘得一新向量；②将新向量的每个分量开n次方；③将所得向量归一化即为权重向量。

(1)

使用一致性检验判断所构建的判断矩阵是否存在逻辑错误，若不通过，则需重新构建判断矩阵。

计算一致性指标CI：

(2)

其中，λmax为判断矩阵的最大特征值。通过查表获取平均随机一致性指标RI。

计算一致性比例CR：

(3)

当CR<0.10时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正[11]。通过修改判断矩阵，最终构建一致性可接受的评估指标体系。

1.1.2 模糊评价法

当涉及的指标较多时可以采取多层次模糊综合评判方法[12]。对于多层次模糊综合评判方法，以二级模糊综合评判的方法进行类推。

(1)划分因素集

将因素集U={u1，u2，…，un}按某种属性分为s个子因素集U1，U2，…，Us，其中Ui={ui1，ui2，…，uini}，i=1，2，…，s，且满足

①n1+n2+…+ns=n；

②U1∪U2∪…∪Us=U；

③ 对任意的i≠j，Ui∩Uj=φ

(2)对每一子因素集Ui分别作出综合评判

设V={v1，v2，…，vn}为评语集，Ui中各因素相对于V的权重分配为

Ai=[ai1，ai2，…，aini]

(3)对整体作出综合评判

每个Ui作为U的一部分，反映了U的某种属性，可以按其重要性给出权重分配A=[a1，a2，…，as]，于是得到二级评判向量：

B=A·R=[b1，b2，…，bm]

若将子因素集Ui再进行划分，则可外推为三级评判模型等更多层次的模糊综合评判方法。

1.2 模型构建

老城区加油站区域风险控制能力评估是一个多指标、多层次的评价过程，不同的指标对风险的影响程度不同，因此应当对各指标相应地赋予权重。老城区加油站区域风险控制能力评估的目的是做到整体目标的最优化，追求整体风险最小化。老城区加油站地点的区位因素，如气象条件、区域人口密度、与周边建筑距离等，决定了加油站对周边建筑与人群的固有风险；加油站的内部应急能力表征了加油站控制事故的能力，有效的应急处置可以避免事故扩大；外部应急条件反映了外部应急救援力量的介入，以控制事故规模，降低事故损失。因此，将老城区加油站的区位条件、内部应急能力、外部应急条件确定为一级指标。

经查阅危险化学品相关法律法规以及现有的危险化学品经营企业选址风险及应急能力常用评分表，考虑到选址风险与内部应急能力和外部应急条件对加油站风险控制能力的影响，建立老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系，其中一级指标3个，二级指标8个，三级指标24个。通过邀请专家进行专家评价确定判断矩阵从而利用层次分析法确定各项指标权重，并进行一致性检验。计算得出各级判断矩阵的一致性比例CR值均小于0.1，各层级指标权重均通过一致性检验，即证明了各项评价指标权重的合理性。

指标体系及权重具体如表1所示。

表1 老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系及权重

2 案例研究

2.1 加油站概况

本文选取广州市老城区某加油站为例。案例加油站站区西面敞开处面向双向六车道市政道路，北面为高职学院(使用人数超过500人的未成年人学校，属重要公共建筑物)，东面是写字楼(4层，首楼及二层的西侧是油站站房及办公室，其他楼层用做办公，总建筑面积2 000 m2，属三类保护物)、立体停车场及空地(广场)，空地(广场)以东50 m处是综合商场(两层，总建筑面积480 m2，属三类保护物)；油站南面是写字楼A楼(9层，首层是商铺，其他楼层用作办公，总建筑面积5 914 m2，属二类保护物)。

最近的消防中队距离加油站约1.4 km；最近的三甲医院距离加油站约500 m，如果加油站发生事故后及时报警，交通状况良好时，应急救援力量可以在15 min内到达。案例加油站设计的消防通道与公路相连，邻近高职学院与写字楼内也设有专门的消防应急疏散通道。

案例加油站周边环境如图1所示。

图1 案例加油站区位示意图

2.2 结果与讨论

取评价集为V={v1，v2，v3，v4，v5}，分别表示评估对象关于指标层的等级：很差、较差、中等、较好、很好。根据本文提出的老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系，邀请专家对案例加油站区域风险控制能力因素进行评价，得到案例加油站模糊综合评判矩阵。

三级指标评判等级结果见表2。

表2 三级指标评判等级

社会条件B12={0.367 32，0.459 4，0.173 8，0，0}

应急预防B21={0，0，0.450 4，0.458，0.091 6}

应急准备B22={0，0，0.442 5，0.501 66，0.055 94}

应急响应B23={0，0，0.526 56，0.431 16，0.042 28}

事后恢复B24={0，0.048 04，0.758 04，0.193 92，0}

综合应急救援能力B31={0，0，0.143 1，0.602 3，0.254 6}

避灾疏散条件B32={0，0.32，0.52，0.16，0}

根据二级指标评价结果，可计算得出各一级指标评价结果为：

区位安全B1={0.244 88，0.331 467，0.190 586 7，0.205 326 7，0.027 74}

内部应急能力B2={0，0.003 16，0.478 34，0.452，0.066 5}

外部应急条件B3={0，0.16，0.331 55，0.381 15，0.127 3}

最后得到案例加油站区域风险控制能力模糊综合评价结果为：

B={0.075 7，0.121 8，0.373 3，0.368 0，0.061 2}

5个评语集中“一般”的权重值最高(0.373 3)，根据最大隶属度法则可知，最终综合评价结果为“一般”。主要原因可归结于案例加油站地点人口密度较大，与周边居民区、学校、商业区的距离较近，道路车流量较大，使得区位安全这一一级指标评价结果隶属“较差”。该指标结果反映加油站对周边区域固有风险较高。因此案例加油站在建设与运营过程中应当避免给周边群众带来危险，同时避免周边群众的活动给加油站带来不安全因素。

案例加油站运营管理情况良好，完备的应急预案与充分的应急物资结合定期的应急演练保障了案例加油站的内部应急能力，反映在评价结果中表现为一级指标内部应急能力隶属“较好”。尽管案例加油站处在密集建筑群中，应急避难场所较缺乏，但由于附近有消防中队、三甲医院等外部应急救援力量，综合上述因素案例加油站外部应急条件仍隶属“较好”。因此，加油站风险管理应强调预防与应急并重，做好预防与应急准备工作，才能有备无患，有效控制区域风险，避免对周边造成影响。

通过对案例加油站实际情况分析，发现与评价结果一致，说明了评价方法的正确性和可用性。

3 结 语

(1)考虑了区位选址因素、内部应急能力、外部应急条件，从区位条件、内部应急能力和外部应急条件三大方面建立了老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系以评估加油站区域风险控制能力；

(2)利用所建立的模型对案例加油站进行评估，通过最大隶属法判断案例加油站区域风险控制能力等级为“一般”，案例评价结果与实际情况相一致，表明本文提出的老城区加油站区域风险控制能力评估指标体系和评价模型具有可行性。

(3)因城市的扩张，老城区加油站周边建筑密度上升，使得加油站对周边区域的固有风险增加。通过方法应用，已建成的老城区加油站影响风险的主要因素是内部应急能力。因此，要降低对周边区域影响，应加强加油站内部应急培训，提高从业人员的应急意识与突发事件处置能力。