以ISM和AHP分析燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)影響因素*

馬子超　李 杰　李澤華

首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院

以ISM和AHP分析燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)影響因素*

馬子超李 杰李澤華

首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院

本文根據(jù)ISM解釋結(jié)構(gòu)模型，找出了影響燃?xì)廨斉湔咀钌顚哟斡绊懸蛩毓に嚵鞒?。根?jù)AHP層次分析法，計(jì)算出所有元素的權(quán)重，其中占權(quán)重最大的三項(xiàng)是城市管網(wǎng)的權(quán)重為0.2064，地面設(shè)備的權(quán)重為0.1726，燃?xì)赓|(zhì)量的權(quán)重為0.1533。以此模型的建立對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考。

燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施；風(fēng)險(xiǎn)影響因素；層次分析；解釋解構(gòu)模型

北京市燃?xì)獬鞘泄倬W(wǎng)主要由陜京一線、二線、三線和港清線、港清復(fù)線等輸向北京向北京供氣。經(jīng)過高壓A站、高壓B站和次高壓A、次高B調(diào)壓后再進(jìn)入中壓城市官網(wǎng)。城市輸氣輸配系統(tǒng)，通常是指從燃?xì)饨邮照鹃_始，通過不同壓力級(jí)別的壓力管網(wǎng)和壓力設(shè)備把燃?xì)獍从脩羲璧膲毫Α?shù)量輸送到用戶為止的綜合設(shè)施。城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)主要由門站、燃?xì)夤芫W(wǎng)、儲(chǔ)氣設(shè)施、調(diào)壓設(shè)施等共同組成。截止2015年9月30日，集團(tuán)公司運(yùn)行的天然氣管線16598km，其中高壓A管線296km，高壓B管線451km，次高壓A管線719km。調(diào)壓站（箱）17015個(gè)，其中高壓A站20座。高壓B站36座，高壓B箱31座，次高站54座，次高箱193座，中低壓箱16674座，供應(yīng)區(qū)域覆蓋北京各城區(qū)和除延慶外的所有郊區(qū)縣。接收門站8座，儲(chǔ)氣球罐站16座。

燃?xì)廨斉湔臼侨細(xì)廨斉湎到y(tǒng)的重要組成部分，其影響著城市居民的日常用氣和工廠生產(chǎn)用氣。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的管理和評(píng)價(jià)，管網(wǎng)和管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做了很多深入研究，但對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)研究的研究較少。為此，筆者用AHP和ISM對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行研究，從而制定有效的預(yù)防措施和治理方案提供科學(xué)依據(jù)，提高管理水平。

1 燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的ISM模型分析

1.1因素選取

筆者經(jīng)文獻(xiàn)資料[1]分析，也內(nèi)專家探討分析和過往事故報(bào)告，提出16個(gè)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全指標(biāo)的主要影響因素[2-3]，見表1、2。

表1　北京市燃?xì)廨斉湔緮?shù)量以及分布

表2　燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系影響因素

1.2鄰接矩陣建立

燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的鄰接矩陣把每個(gè)要素之間的關(guān)系用0和1，表示便于定性分析。首先，通過北京市某燃?xì)夤緦＜掖蚍?，確定燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施16個(gè)因素之間的相關(guān)性。之后，畫出16×16的矩陣，Si為行Sj為列，Si與Sj有直接關(guān)系則aij為1，Si與Sj有無直接關(guān)系則aij為0。最終，所畫出的矩陣A就是鄰接矩陣。

1.3可達(dá)矩陣建立

可達(dá)矩陣是指用矩陣的形式，描述各元素之間，經(jīng)過一定長(zhǎng)度道路后的可到達(dá)程度。將鄰接矩陣R與單位矩陣I相加后驗(yàn)算求得[4]，如式（1）。運(yùn)用布爾代數(shù)運(yùn)算，直到滿足：Rr= Rr-1

1.4層級(jí)劃分

可達(dá)矩陣的列向量行向量分別是燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的可達(dá)集與前因集。矩陣中某一元素可達(dá)集與前因集的并集等于可達(dá)集，這一元素就是這一級(jí)中的要素。經(jīng)計(jì)算，燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響因素的第1級(jí)節(jié)點(diǎn)：L1=[13,6,11]；在可達(dá)矩陣中劃去S13S6S11相應(yīng)的行和列；計(jì)算第2級(jí)可達(dá)矩陣前因級(jí)與可達(dá)級(jí)的節(jié)點(diǎn)：L2=[1,2,3,4,5,7,8,9,12,14,15]；同理，計(jì)算出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響因素的低3級(jí)節(jié)點(diǎn)L3=[10]。根據(jù)分級(jí)結(jié)果縮減層次化處理，得出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的ISM模型，如圖1。

圖1　燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全的ISM模型

燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系16個(gè)要素分為了3層，第一層的表面直接影響因素要素為S13應(yīng)急預(yù)案S6醫(yī)護(hù)條件S11消防與安全措施。第一層的要素直接影響到燃?xì)廨斉湔緫?yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急能力，能夠減少人員傷亡，減少財(cái)產(chǎn)損失。第一層的要素受到第二層要素的影響，如：S1周邊環(huán)境、S2腐蝕因素、S3設(shè)計(jì)施工、S4工作負(fù)荷、S5使用年限、S7儀表自控系統(tǒng)、S8儲(chǔ)氣設(shè)施、S9安全閥與閥門、S12運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、S14燃?xì)赓|(zhì)量、S15城市管網(wǎng)。這說明影響燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。

2 AHP方法分析

ISM解釋結(jié)構(gòu)模型分析方法只能對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的安全影響因素做定性分析，故用AHP層次分析法對(duì)其進(jìn)行定量分析[5-6]。運(yùn)籌學(xué)家薩芬最早提出AHP層次分析法，運(yùn)用標(biāo)度法對(duì)每一個(gè)元素進(jìn)行比較，根據(jù)不同的重要度給出不同的標(biāo)度值，構(gòu)造出相應(yīng)的矩陣，經(jīng)計(jì)算得出每一個(gè)元素的權(quán)向量，最后對(duì)一致性比例進(jìn)行驗(yàn)證。由ISM模型得出AHP模型，如圖2。

圖2　燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全指標(biāo)體系直接影響因素

按標(biāo)度法經(jīng)北京市某燃?xì)夤緦＜掖蚍值年P(guān)于機(jī)械設(shè)備因素的判斷矩陣，見表3，判斷矩陣一致性比例為0.0672，對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系的權(quán)重為0.5381。同理，對(duì)人員因素、物料因素、環(huán)境因素，分別構(gòu)造判斷矩陣，請(qǐng)專家打分后，得出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系的每一元素的權(quán)重，見表4。

表3　機(jī)械設(shè)備因素判斷矩陣

從表4中可見，燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響體系中，設(shè)備因素和物料因素為主要因素，其中設(shè)備的因素達(dá)到了0.5381，在二級(jí)指標(biāo)中占了總權(quán)重的一半，物料的因素占0.2299，人的因素影響最小僅為0.0695。在三級(jí)權(quán)重中，城市官網(wǎng)、地面設(shè)備、燃?xì)赓|(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備最為重要。

3 結(jié)束語

ISM解釋結(jié)構(gòu)模型法，針對(duì)燃?xì)廨斉湔镜奶攸c(diǎn)，從人、機(jī)、物、環(huán)4個(gè)方面分析總結(jié)出燃?xì)廨斉湔景踩O(shè)施的16個(gè)影響因素。用ISM模型對(duì)16個(gè)因素進(jìn)行分析，分成3級(jí)并得出他們之間邏輯關(guān)系。燃?xì)廨斉湔景踩O(shè)施體系中最深層次因素是工藝流程，應(yīng)加大工藝流程中的安全監(jiān)管，從而保證系統(tǒng)的安全性。

表4　影響因素的指標(biāo)權(quán)重

AHP層次分析法，求出了燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的所有元素的權(quán)重。城市管網(wǎng)的權(quán)重為0.2064，地面設(shè)備的權(quán)重為0.1726，燃?xì)赓|(zhì)量的權(quán)重為0.1533。因此，應(yīng)對(duì)這3因素作專項(xiàng)安全評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)急措施，以實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的安全生產(chǎn)工作。

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