基于模糊數(shù)學(xué)的化工園區(qū)應(yīng)急管理評(píng)價(jià)

張群杰，應(yīng)海源

（杭州安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)有限公司，中國(guó) 杭州 310007）

近些年我國(guó)東部沿?；@區(qū)發(fā)展迅速，園區(qū)內(nèi)危險(xiǎn)化學(xué)品種類繁多、數(shù)量大，重大危險(xiǎn)源眾多且分布相對(duì)集中，存在很大的安全事故風(fēng)險(xiǎn)。為降低化工園區(qū)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)，各地相繼開(kāi)展了化工園區(qū)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作的嘗試，其中應(yīng)急管理評(píng)價(jià)是化工園區(qū)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要單元。

本文利用模糊數(shù)學(xué)理論，對(duì)選定的化工園區(qū)的應(yīng)急管理進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)判化工園區(qū)的應(yīng)急管理水平等級(jí)，找出應(yīng)急管理系統(tǒng)的不足和漏洞，對(duì)如何改善應(yīng)急管理水平提出對(duì)策和針對(duì)性的改進(jìn)建議。

1 模型的建立及指標(biāo)體系的確定

1.1 建立數(shù)學(xué)模型

模糊綜合評(píng)價(jià)是通過(guò)構(gòu)造等級(jí)模糊子集把反映被評(píng)事物的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化（即確定隸屬度），然后利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)綜合。

模糊綜合評(píng)價(jià)是由最底層開(kāi)始逐層向上做出多層多次綜合評(píng)價(jià)，一直到目標(biāo)層的評(píng)價(jià)結(jié)果，需針對(duì)準(zhǔn)則層和目標(biāo)層進(jìn)行二次綜合評(píng)價(jià)［1］。其基本步驟［2］如下：

1）建立評(píng)價(jià)指標(biāo)集：A=｛A1，A2，……Ai｝；其中Ai= ｛Ai1，Ai2，……Aij｝。

2）確定權(quán)重集：各指標(biāo)對(duì)Ai的影響大小，即權(quán)重分配為 Bi=｛Wi1，Wi2，……Wij｝；以此類推，Ai對(duì) A 的權(quán)重集為 D= ｛W1，W2，……Wi｝。

3）選擇評(píng)語(yǔ)集：根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的特點(diǎn)，建立適合的評(píng)語(yǔ)組成評(píng)價(jià)等級(jí)。 即 V=｛V1，V2，……VK｝。

4）建立指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣：由專家判斷任一指標(biāo)Ai所屬的等級(jí)。然后統(tǒng)計(jì)每一指標(biāo)隸屬于V各等級(jí)的頻數(shù)。各頻數(shù)與專家總數(shù)比例作為各指標(biāo)的隸屬度，可建立評(píng)價(jià)矩陣R。

5）各子目標(biāo)Ai的綜合評(píng)價(jià)向量Ai=BiRi，形成各子目標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣 Ai=｛C1，C2，……Cj｝。

6）各總目標(biāo)評(píng)價(jià)向量A：A=DB，根據(jù)最大隸屬度原則，確定化工園區(qū)應(yīng)急管理水平等級(jí)。

1.2 化工園區(qū)應(yīng)急管理能力體系的創(chuàng)建

1）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定

根據(jù)化工園區(qū)的特點(diǎn)，應(yīng)急管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是化學(xué)工業(yè)園區(qū)應(yīng)急管理評(píng)價(jià)技術(shù)研究首先要解決的問(wèn)題，也是政府和企業(yè)進(jìn)行應(yīng)急管理的重要依據(jù)。

化工園區(qū)應(yīng)急管理包括很多方面，是一個(gè)由多種因素構(gòu)成的多層次復(fù)雜系統(tǒng)。根據(jù)化工園區(qū)應(yīng)急管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，從事前、事中、事后應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件全過(guò)程進(jìn)行考慮，將化工園區(qū)應(yīng)急管理能力分為三個(gè)層次：第一層次為化工園區(qū)應(yīng)急管理水平；第二層次為風(fēng)險(xiǎn)防控、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急恢復(fù)、資源保障等5個(gè)子系統(tǒng)，設(shè)定為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，即 A=｛A1，A2，A3，A4，A5｝=｛風(fēng)險(xiǎn)防控，應(yīng)急準(zhǔn)備，應(yīng)急響應(yīng)，應(yīng)急恢復(fù)，資源保障｝；第三層次為二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括危害識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制、預(yù)測(cè)預(yù)警等19個(gè)。具體見(jiàn)圖1。

圖1 化工園區(qū)應(yīng)急管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2）各指標(biāo)的權(quán)重分配

化工園區(qū)兼具城市、企業(yè)應(yīng)急管理特點(diǎn)，但又具有介于兩者之間的特殊性。化工園區(qū)應(yīng)急管理的核心和關(guān)鍵在于風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急準(zhǔn)備［3］；而對(duì)于化工園區(qū)應(yīng)急管理而言，風(fēng)險(xiǎn)防控重在風(fēng)險(xiǎn)控制，應(yīng)急準(zhǔn)備在于應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急演練的準(zhǔn)備，響應(yīng)和恢復(fù)則主要體現(xiàn)在消防搶險(xiǎn)和善后處理上，資源保障主要在于物質(zhì)保障和應(yīng)急平臺(tái)上。

根據(jù)各指標(biāo)在化工園區(qū)應(yīng)急管理中的作用，通過(guò)專家打分或問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)確定本次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重集，即

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，即

二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重如下：

3）模糊函數(shù)關(guān)系的構(gòu)建

（1）一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)一級(jí)指標(biāo)因素的綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)專家打分，得到對(duì)A層10個(gè)一級(jí)要素的評(píng)判矩陣 Ri｛i＝1，2，……，i｝，將所得 Ri與 Bi進(jìn)行模糊矩陣運(yùn)算。公式為

（2）二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，得到二級(jí)評(píng)判矩陣R＝（A1，A2，……Ai），將所得 R 與第一層次的權(quán)重進(jìn)行模糊矩陣運(yùn)算，得到目標(biāo)A對(duì)于評(píng)價(jià)集的評(píng)價(jià)值A(chǔ)為

最后，用最終所得的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)判斷化工園區(qū)應(yīng)急管理能力的等級(jí)。

4）評(píng)語(yǔ)等級(jí)的確定

在計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重后，為了得到應(yīng)急能力評(píng)價(jià)結(jié)果，本文采用分值法，即利用專家或統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)各因素的情況進(jìn)行打分。等級(jí)的分值范圍［4］見(jiàn)表1。

表1 評(píng)語(yǔ)及等級(jí)說(shuō)明

2 應(yīng)用實(shí)例

現(xiàn)組織10位專家按照某化工園區(qū)應(yīng)急管理體系的5個(gè)一級(jí)指標(biāo)和19個(gè)二級(jí)指標(biāo)，分別對(duì)指標(biāo)的權(quán)重（百分比）和該化工園區(qū)應(yīng)急管理體系建立和運(yùn)行情況（百分制）進(jìn)行打分，然后對(duì)每個(gè)指標(biāo)的10個(gè)得分求得一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)的等級(jí)權(quán)重集。表2為各指標(biāo)權(quán)重和專家打分組成的模糊層次綜合評(píng)價(jià)匯總。

表2 專家打分情況匯總

將專家打分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算權(quán)重按評(píng)語(yǔ)范圍進(jìn)行歸一化處理后，代入建立的模型中，計(jì)算各級(jí)模擬綜合評(píng)價(jià)值，即：

同理，經(jīng)計(jì)算得出

利用一級(jí)模糊評(píng)價(jià)的結(jié)果，運(yùn)用模型建立二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，即

評(píng)價(jià)結(jié)果表明，專家組認(rèn)為該化工園區(qū)應(yīng)急管理水平是 “完全有能力”占5.7%，“非常有能力”占39.1%，“較有能力”占48.1%，“稍有能力”占7.1%。如果以評(píng)語(yǔ)等級(jí)中間值進(jìn)行賦值計(jì)算，則該化工園區(qū)應(yīng)急管理水平的總得分為

由上述計(jì)算可知，對(duì)照表1的評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可得該化工園區(qū)應(yīng)急管理能力為 “較有能力”，屬于AA級(jí)。

以此類推，計(jì)算得出風(fēng)險(xiǎn)防控、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急恢復(fù)、資源保障等要素得分分別為80.86、80.24、81.11、74.69、77.84。 由于應(yīng)急恢復(fù)和資源保障的得分相對(duì)較低，建議作為改善化工園區(qū)應(yīng)急管理水平的突破口。

3 結(jié)論

（1）本文通過(guò)建立化工園區(qū)應(yīng)急管理水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法從風(fēng)險(xiǎn)防控、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急恢復(fù)、資源保障等狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)如何改進(jìn)化工園區(qū)應(yīng)急管理水平提出解決的思路。

（2）通過(guò)實(shí)例分析可知，模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)方法應(yīng)用到化工園區(qū)應(yīng)急管理水平評(píng)價(jià)上是可行的。

（3）經(jīng)過(guò)專家打分得出指標(biāo)的權(quán)重以及相對(duì)程度的判定關(guān)系，不能完全準(zhǔn)確反映化工園區(qū)應(yīng)急管理真實(shí)情況，如何能讓結(jié)果更符合實(shí)際，評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)、可信，還需對(duì)各指標(biāo)體系、專家打分體系進(jìn)一步細(xì)化研究。

［1］楊倫標(biāo)，高英儀.模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用 ［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2000：46-48.

［2］李樹(shù)清，謝正文，王鵬飛.石化生產(chǎn)裝置安全現(xiàn)狀模糊綜合評(píng)價(jià)方法研究 ［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，17（1）：121-125.

［3］曾明榮，吳宗之，魏利軍，等.化工園區(qū)應(yīng)急管理模式研究 ［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)， 2009， 19（2）：172-176.

［4］中國(guó)安科院危險(xiǎn)化學(xué)品研究所.化學(xué)工業(yè)區(qū)應(yīng)急能力評(píng)估技術(shù)應(yīng)用［J］.勞動(dòng)保護(hù)，2011，（12） ：86-88.