基于風(fēng)險(xiǎn)的天然氣凈化廠安全評(píng)價(jià)模型及應(yīng)用

縱 孟 易 俊，2 王文和 余玉文

(1.重慶科技學(xué)院安全工程學(xué)院，重慶 401331;2.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037;3.川中油氣礦摩溪天然氣凈化廠，四川 遂寧 629000)

天然氣凈化廠內(nèi)由于存在易燃、易爆氣體，它的安全運(yùn)行關(guān)系到廠區(qū)和操作人員的安全［1－3］。由于天然氣凈化廠生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性，引起廠區(qū)內(nèi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的因素很多，其中大部分因素具有模糊性。因此，采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型可以分析各種風(fēng)險(xiǎn)的可能性后果，用模糊語(yǔ)言可以表達(dá)廠區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)的可能性及其后果，確定廠區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)高低排序，從而指導(dǎo)安全生產(chǎn)［4］。

1 安全評(píng)價(jià)模型的建立

1.1 建立評(píng)價(jià)模型

(1)建立評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集

本文中評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集為造成該廠發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的各因素，一般用U表示。設(shè)影響評(píng)價(jià)對(duì)象最終評(píng)價(jià)結(jié)果的評(píng)價(jià)因素有u1，u2，…，un，則因素集可表示為:

每個(gè)因素又可細(xì)分為m個(gè)影響因素，此等級(jí)集可以用下式表示:

(2)確定權(quán)重系數(shù)

除了要確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集和各因素子集外，還需要確定它們的權(quán)重。因素權(quán)重集反映了各因素對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象影響的程度，可用下式表示:

針對(duì)因素集中的每一個(gè)因素建立相應(yīng)的等級(jí)權(quán)重集，如下所示:

(3)建立備擇集

備擇集是評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的各種總的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成的集合，一般以評(píng)定取值區(qū)間或程度語(yǔ)言作為評(píng)價(jià)目標(biāo)，通?？梢员硎緸?

1.2 一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)法又稱為單因素模糊綜合評(píng)價(jià)法。它是通過(guò)綜合一個(gè)因素的各個(gè)等級(jí)對(duì)評(píng)判對(duì)象取值的貢獻(xiàn)做出的一種單因素的評(píng)價(jià)［5－6］。各因素等級(jí)的隸屬函數(shù)矩陣為:

對(duì)每一因素建立相應(yīng)的等級(jí)權(quán)重Ai=(ai1ai2ai3ai4)，則一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣為:

1.3 二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

一級(jí)模糊綜合評(píng)判只考慮了單個(gè)因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響，而忽略了各因素之間的關(guān)聯(lián)性，現(xiàn)給定各因素的權(quán)重，再計(jì)算被評(píng)價(jià)對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)［5－8］，按所有影響因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，便得到模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

經(jīng)過(guò)歸一化處理，得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量:

采用最大隸屬度判斷原則，安全等級(jí)隸屬于

2 工程案例

2.1 建立評(píng)價(jià)模型

凈化廠發(fā)生安全事故受許多因素影響，但每一因素只能反映問(wèn)題的一個(gè)側(cè)面，若要全面評(píng)價(jià)凈化廠安全水平，應(yīng)在評(píng)價(jià)模型中引進(jìn)盡可能多的指標(biāo)，同時(shí)要遵循獨(dú)立、綜合、可比的原則［9－10］。因此本文采用層次分析法(AHP)進(jìn)行分析，形成了有序的遞結(jié)層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 凈化廠安全遞結(jié)層次結(jié)構(gòu)

2.2 確定評(píng)判矩陣結(jié)果

在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，按照所研究的模糊評(píng)估的方法，通過(guò)專家打分給出每個(gè)因素相對(duì)于不同評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度，得出一階評(píng)價(jià)矩陣，再將該矩陣與相應(yīng)因素權(quán)重分配合成，求出綜合評(píng)價(jià)矩陣。模糊評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

則綜合模糊評(píng)判矩陣B′=V?R，計(jì)算得:

經(jīng)過(guò)歸一化處理得:

結(jié)合最大隸屬度原則可以判斷該廠危險(xiǎn)程度處于“較安全”以上級(jí)別。

表1 模糊評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

(1)由于天然氣凈化廠發(fā)生危險(xiǎn)的因素很多，且各因素具有復(fù)雜性，以經(jīng)典的數(shù)學(xué)方法很難合理構(gòu)造廠區(qū)的安全評(píng)價(jià)模型，而模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)和綜合模糊評(píng)價(jià)理論能較好的完成凈化廠的安全狀況評(píng)估。

(2)在確定各影響因素權(quán)重時(shí)，采用專家打分的方式，故專家的選擇應(yīng)具有廣泛性，既要有一線生產(chǎn)工人，又要有中層監(jiān)管人員，還要有高層統(tǒng)籌人員，在人員層次結(jié)構(gòu)合理的情況下進(jìn)行討論，該結(jié)果具有普遍性。

(3)該廠的整體安全狀況處于“較安全”以上級(jí)別，雖然計(jì)算結(jié)果中環(huán)境因素所占比例僅為0.1，但經(jīng)過(guò)模糊運(yùn)算后結(jié)果表明其安全狀況處于“一般”水平。因此環(huán)境因素是相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，尤其是靜電影響，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管。

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