基于層次分析法的沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價

賈后磊，張翠萍，英曉明，冉娟，舒勰俊，譚駿，馬毅

(1.國家海洋局南海規(guī)劃與環(huán)境研究院 廣州 510300；2.國家海洋局海洋減災(zāi)中心 北京 100194)

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基于層次分析法的沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價

賈后磊1，張翠萍1，英曉明1，冉娟1，舒勰俊1，譚駿2，馬毅1

(1.國家海洋局南海規(guī)劃與環(huán)境研究院 廣州 510300；2.國家海洋局海洋減災(zāi)中心 北京 100194)

文章針對沿海大型石化項目和海洋災(zāi)害特點，以工程自身防護(hù)能力、公司預(yù)警報能力和公司響應(yīng)應(yīng)急能力為準(zhǔn)則層，篩選18項指標(biāo)建立沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價體系，運用層次分析法構(gòu)建沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型。結(jié)果顯示，影響沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力的準(zhǔn)則層權(quán)重由大到小依次為工程自身防護(hù)能力、公司預(yù)警報能力和公司響應(yīng)應(yīng)急能力。從各評價指標(biāo)權(quán)重看，海堤高程和海堤完好程度是工程自身防護(hù)能力的主要影響指標(biāo)；重大危險源監(jiān)控覆蓋率和主體防護(hù)工程定期檢查頻次是公司預(yù)警報能力的主要影響指標(biāo)；應(yīng)急設(shè)備保障率和應(yīng)急物資儲備度是公司響應(yīng)應(yīng)急能力的主要影響指標(biāo)。以惠州煉化項目為例對其海洋減災(zāi)能力進(jìn)行評價，應(yīng)用該方法的評價結(jié)果比較客觀可行，與項目現(xiàn)狀比較吻合，可以為其海洋減災(zāi)能力建設(shè)提供指導(dǎo)。

海洋石化項目;海洋災(zāi)害;海洋工程;防災(zāi)減災(zāi)；海堤工程

隨著我國沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，濱海新城和沿海產(chǎn)業(yè)園區(qū)大量興建，一些石化工業(yè)園區(qū)也陸續(xù)在沿?；蚝辰ㄔO(shè)。在發(fā)生海洋災(zāi)害時，沿海大型工程受其影響可能引發(fā)次生災(zāi)害，對人民生命財產(chǎn)產(chǎn)生較大威脅。

目前國內(nèi)外多以城市為研究對象進(jìn)行區(qū)域減災(zāi)能力評價研究[1-6]，對單個工程減災(zāi)能力進(jìn)行評價研究的較少；應(yīng)用較多的評價方法主要有層次分析法[7-8]、模糊綜合評判法[9]、主成分分析法[10]和突變理論分析法[11]。本研究以沿海大型石化項目為研究對象，構(gòu)建海洋減災(zāi)能力評價指標(biāo)體系，采用層次分析法和專家打分法相結(jié)合的評價方法，以惠州煉化項目為例，對其海洋減災(zāi)能力進(jìn)行綜合評價，以期對工程類海洋減災(zāi)能力評價工作進(jìn)行有益探索，并為其他沿海大型石化項目的綜合評價提供方法借鑒。

1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

基于災(zāi)害全過程管理思路，參考國際應(yīng)急管理階段劃分理論，從典型沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力這一特殊屬性出發(fā)，建立綜合評價指標(biāo)體系。將評價指標(biāo)劃分為工程自身防護(hù)能力、公司預(yù)警報能力和公司響應(yīng)應(yīng)急能力3個部分，涵蓋災(zāi)前和災(zāi)中階段。由于災(zāi)后重建均須依靠社會、政府的大力支援，單個工程的災(zāi)后重建較難選取具體指標(biāo)，本研究未將災(zāi)后階段納入指標(biāo)體系中。

其中，工程自身防護(hù)能力是應(yīng)對海洋災(zāi)害的天然屏障，經(jīng)專家多次篩選確定，包括海堤高程、越浪堤排水設(shè)施完好性、海堤完好程度、地面基礎(chǔ)沉降、廠坪標(biāo)高和海堤筑堤材料等指標(biāo)；公司預(yù)警報能力是海洋防災(zāi)減災(zāi)的重要基礎(chǔ)，較高的災(zāi)害預(yù)警能力、災(zāi)情分析能力、信息發(fā)布能力更能快速公布災(zāi)害的動態(tài)變化，包括主體防護(hù)工程定期檢查頻次、重大危險源監(jiān)控覆蓋率、預(yù)警信息接收和發(fā)布的反應(yīng)時間、人均占有防爆通信設(shè)備數(shù)量、防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急演練頻次以及年防災(zāi)知識培訓(xùn)和宣傳次數(shù)等指標(biāo)；公司響應(yīng)應(yīng)急能力是防災(zāi)減災(zāi)的根本保障，只有不斷提高應(yīng)急處置和救援能力等，才能切實提高防災(zāi)減災(zāi)水平、更為有力有效地應(yīng)對海洋災(zāi)害，包括應(yīng)急設(shè)備保障率、應(yīng)急物資儲備度、應(yīng)急響應(yīng)速度、緊急疏散通道覆蓋率、應(yīng)急救援隊伍投入量和應(yīng)急處置流程完善程度等指標(biāo)。

2 模型構(gòu)建與權(quán)重確定

2.1 模型構(gòu)建

針對上述18項指標(biāo)構(gòu)建沿海大型石化項目的AHP分析模型，模型主要分3個層次。①目標(biāo)層A，是該模型的最終核算和決策最終目標(biāo)，即沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力綜合值；②準(zhǔn)則層B，是該模型指標(biāo)要素層的分類要素，即核算目標(biāo)層A的3類要素，包括工程自身防護(hù)能力、公司預(yù)警報能力和公司響應(yīng)應(yīng)急能力；③指標(biāo)層C，是該模型核算目標(biāo)層A的具體指標(biāo)。

根據(jù)專家對評價指標(biāo)的排序，按1～9比例標(biāo)度(表1)對準(zhǔn)則層對目標(biāo)層、指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的重要程度進(jìn)行賦值，構(gòu)造準(zhǔn)則層對目標(biāo)層(A-B)的判斷矩陣、指標(biāo)層對準(zhǔn)則層(B1-C、B2-C、B3-C)的判斷矩陣。

表1 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

2.2 指標(biāo)權(quán)重

本研究在融合專家意見的基礎(chǔ)上，采用層次分析法確定沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力各項評價指標(biāo)的權(quán)重，其關(guān)鍵步驟在于構(gòu)建判斷矩陣(即確定各個指標(biāo)的相對重要性)。從具體指標(biāo)層開始，采用兩兩比較方法構(gòu)建判斷矩陣(如B1-C的矩陣如表2所示)，采用方根方法求出各因素的權(quán)重并歸一化，通過一致性檢驗后得到指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重值，最終確定沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價的指標(biāo)權(quán)重(表3)。

表2 關(guān)于B1-C的判斷矩陣

注：RI=1.24，CR=0<0.1，一致性檢驗通過。

表3 沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價指標(biāo)權(quán)重

2.3 評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定

評分標(biāo)準(zhǔn)主要有2種類型，即結(jié)合國家現(xiàn)有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)或結(jié)合專家打分法確定指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)。本研究以“海堤高程(C1)”和“應(yīng)急處置流程完善程度(C18)”2個指標(biāo)為例說明設(shè)定評分標(biāo)準(zhǔn)的過程。

《海堤工程設(shè)計規(guī)范》(GB/T 51015—2014)中規(guī)定，海堤工程的防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)其各自防護(hù)對象的防潮(洪)標(biāo)準(zhǔn)分別確定[12]；本研究設(shè)定“海堤高程(C1)”評分標(biāo)準(zhǔn)如表4所示?！皯?yīng)急處置流程完善程度(C18)”屬于定性描述指標(biāo)，本研究將定性類指標(biāo)統(tǒng)一劃分為4個等級，即非常完善、基本完善、基本不完善和不完善，打分時需專家依據(jù)已有經(jīng)驗結(jié)合項目實際情況進(jìn)行賦值(表5)。

表4 “海堤高程(C1)”評分標(biāo)準(zhǔn)

注：其他介于兩兩之間的酌量取值。

表5 “應(yīng)急處置流程完善程度(C18)”評分標(biāo)準(zhǔn)

注：其他介于兩兩之間的酌量取值。

3 惠州煉化項目海洋減災(zāi)能力評價

中海油惠州煉化項目包括沿海石化(煉化)基地工程和沿海石化倉儲基地工程，位于廣東省惠州市大亞灣技術(shù)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)東部的大亞灣石化工業(yè)區(qū)內(nèi)，主要產(chǎn)品包括液化氣、丙烯、苯、對二甲苯、鄰二甲苯、混合二甲苯、石腦油、汽油、航煤、柴油、硫黃和焦炭等。

海堤護(hù)岸為本項目的主要防護(hù)設(shè)施。項目所在海域的海洋災(zāi)害主要為風(fēng)暴潮，1980—2012年登陸廣東惠來至珠海之間的熱帶氣旋共有33個、年平均1個，進(jìn)入大亞灣海域的共有6個。2013年9月22日臺風(fēng)“天兔”正面襲擊惠州并橫穿中南部地區(qū)，惠州普遍出現(xiàn)11～13級大風(fēng)，本項目沒有受到太大影響。

3.1 工程自身防護(hù)能力

項目所在海堤高程按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，為5.2～5.4 m(理論最低潮面，下同)，滿足100年一遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。東聯(lián)碼頭采用越浪設(shè)計，碼頭后方排水設(shè)施完好。廠區(qū)海堤未采用越浪堤。廠區(qū)在雨季易發(fā)生積水，可能是排水設(shè)施不夠完善。北廠區(qū)地面由北面坡向南面，坡度為3‰，場地標(biāo)高為6.4～9.4 m；南廠區(qū)場地是填海造地，場地標(biāo)高不低于5.4 m。僅在東聯(lián)碼頭和馬鞭洲碼頭有少數(shù)點略有沉降，且沉降小于0.01 m，廠區(qū)地面無基礎(chǔ)沉降。海堤筑堤材料影響海堤工程的防護(hù)等級，廠區(qū)外圍海堤采用混凝土，結(jié)構(gòu)為人工塊體護(hù)面斜坡堤，滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 公司預(yù)警報能力

(1)重大危險源監(jiān)控覆蓋率。將廠區(qū)內(nèi)的各生產(chǎn)裝置、公用工程及儲運系統(tǒng)的DCS操作站、工程師站、SIS系統(tǒng)機(jī)組控制系統(tǒng)操作站等相關(guān)設(shè)備集中在中控室，實現(xiàn)設(shè)備集中操作、控制和管理；對生產(chǎn)工況實施在線監(jiān)控，對裝置運行時出現(xiàn)的工藝參數(shù)異常現(xiàn)象進(jìn)行報警聯(lián)鎖。設(shè)置500余個可燃、有毒氣體報警探頭以及火災(zāi)、煙霧檢測探頭，并將探頭信號統(tǒng)一接入中控室，實現(xiàn)對可燃、有毒氣體泄漏和火災(zāi)的有效監(jiān)控和預(yù)防。生產(chǎn)裝置區(qū)設(shè)置50余個防爆電視攝像頭，可視化監(jiān)控重要設(shè)備、加熱爐、火炬、壓縮機(jī)、主要機(jī)泵等的運行情況。

(2)主體防護(hù)工程檢查頻次。針對生產(chǎn)裝置、消防設(shè)施等開展日常檢查和定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患并組織整改，但對海堤護(hù)岸未開展檢查工作。

(3)預(yù)警信息接收和發(fā)布的反應(yīng)時間。預(yù)警信息采用“消息”“警報”和“緊急警報”3種形式發(fā)布。其中，“消息”針對政府發(fā)布的臺風(fēng)白色、藍(lán)色預(yù)警信號，密切跟蹤臺風(fēng)發(fā)展態(tài)勢和路徑，每6 h以郵件、電話的形式向應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組組長匯報，并向其他成員通報；“警報”針對政府發(fā)布的臺風(fēng)黃色預(yù)警信號，應(yīng)急辦公室立即向應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組組長和成員通報，每2 h以郵件、電話和短信的形式向應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組成員通報臺風(fēng)最新進(jìn)展情況和路徑預(yù)測；“緊急警報”針對政府發(fā)布的臺風(fēng)橙色、紅色預(yù)警信號，應(yīng)急辦公室立即向應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組組長和成員通報，每1 h以短信的形式向運行部經(jīng)理和管理人員發(fā)布臺風(fēng)最新進(jìn)展情況和路徑預(yù)測。

(4)防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急演練頻次。每季度進(jìn)行1次桌面演練和實戰(zhàn)演練，每年開展不少于2次公司級應(yīng)急預(yù)案實戰(zhàn)演練，雨季前開展1次公司級實戰(zhàn)演練。

(5)年防災(zāi)知識培訓(xùn)和宣傳次數(shù)。主要針對應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組成員、應(yīng)急管理人員、作業(yè)現(xiàn)場管理人員和其他相關(guān)人員實行培訓(xùn)，在分析應(yīng)急培訓(xùn)需求的基礎(chǔ)上，每年編制應(yīng)急培訓(xùn)計劃，針對不同崗位職責(zé)安排不同培訓(xùn)內(nèi)容，建立健全應(yīng)急管理培訓(xùn)檔案，詳細(xì)、準(zhǔn)確記錄培訓(xùn)及考核情況，評價和持續(xù)改進(jìn)培訓(xùn)效果；公司HSE中心與人力資源部等有關(guān)部門通過各種宣傳手段，對員工和周邊公眾廣泛宣傳應(yīng)急法律法規(guī)和應(yīng)急常識。

(6)人均占有防爆通信設(shè)備數(shù)量。進(jìn)入存在和可能存在易燃易爆物質(zhì)的場所，不得使用非防爆電器、手機(jī)和對講機(jī)等；對工作人員和應(yīng)急監(jiān)測人員均配備防爆型對講機(jī)，確保通信暢通。

3.3 公司響應(yīng)應(yīng)急能力

按照能夠滿足最高級別(Ⅰ級)環(huán)境事件應(yīng)急需求的應(yīng)急設(shè)備配置，可保障應(yīng)急需要。公司本身配備能夠滿足最高級別(Ⅰ級)環(huán)境事件應(yīng)急需求的應(yīng)急物資，依據(jù)重特大事件應(yīng)急處置的需求，建立以公司應(yīng)急物資儲備為主、社會救援物資為輔的應(yīng)急物資保障體系，并建立應(yīng)急物資動態(tài)管理制度。依據(jù)公司生產(chǎn)安全事故綜合應(yīng)急預(yù)案，結(jié)合實際情況，將突發(fā)環(huán)境事件設(shè)置為一級、二級、三級應(yīng)急響應(yīng)。第一時間按照《事故應(yīng)急指揮卡》和《工藝事故應(yīng)急卡》對事故裝置進(jìn)行現(xiàn)場處置。

重大危險源分布區(qū)內(nèi)均布置緊急疏散通道。當(dāng)事故發(fā)展?fàn)顟B(tài)無法控制時，將通過防爆對講機(jī)、短信平臺、移動通信等手段，及時通知疏散路線及集結(jié)地點等。

應(yīng)急指揮辦公室、現(xiàn)場應(yīng)急指揮組成員和救援人員均按專業(yè)分工，同時考慮集結(jié)和救援的便利性來組織落實人員。定期組織人員學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)法律法規(guī)，熟悉危險化學(xué)品性質(zhì)和特種設(shè)備管理要求等。對所有員工進(jìn)行經(jīng)常性的事故救護(hù)常識教育，熟練掌握各種防毒面具、消防器材等的使用。公司內(nèi)部配備專業(yè)消防隊伍以及1 000余人的各生產(chǎn)裝置設(shè)備、儀表、電氣等專業(yè)維護(hù)保養(yǎng)隊伍，建立有毒有害氣體防控中心，在應(yīng)急事件中可有效組織救援和及時救護(hù)受傷人員。

針對防臺風(fēng)、防地震、防洪以及各裝置現(xiàn)場應(yīng)急、重大環(huán)境污染事故等，制定完善的應(yīng)急處置流程，并且每3年至少組織1次對突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案的修訂。

3.4 綜合評價

結(jié)合惠州煉化項目的實際情況，采用專家打分法給出各指標(biāo)評分(表6)。經(jīng)計算，最終得到該項目海洋減災(zāi)能力綜合值約為0.8(總分為1.0)，反映其海洋減災(zāi)能力處于中等偏上水平。這與該公司在公司管理、風(fēng)險防范、防災(zāi)減災(zāi)等方面的高度重視密切相關(guān)。

表6 惠州煉化項目海洋減災(zāi)能力指標(biāo)評分

4 結(jié)論

在沿海大型石化項目海洋減災(zāi)能力評價指標(biāo)選取方面，除項目工程自身防護(hù)能力特點外，還關(guān)注對項目影響較大的指標(biāo)，如重大危險源監(jiān)控覆蓋率、緊急疏散通道覆蓋率等。綜合評價中準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重排序由大到小依次為工程自身防護(hù)能力(0.491)、公司預(yù)警報能力(0.282)和公司響應(yīng)應(yīng)急能力(0.227)，可見工程自身防護(hù)能力權(quán)重遠(yuǎn)高于后二者。因此，沿海大型石化項目在海洋減災(zāi)方面應(yīng)重點加強(qiáng)海堤建設(shè)，海堤高程設(shè)計應(yīng)滿足所在海域防潮防浪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求；采用抗風(fēng)浪的海堤結(jié)構(gòu)，并建立海堤完好程度的定期檢查制度。

從AHP 建模分析結(jié)果來看，工程自身防護(hù)能力中的“海堤高程”(0.273)和“海堤完好程度”(0.242)，公司預(yù)警報能力中的“重大危險源監(jiān)控覆蓋率”(0.333)和“主體防護(hù)工程定期檢查頻次”(0.259)，公司響應(yīng)應(yīng)急能力中的“應(yīng)急設(shè)備保障率”(0.292)和“應(yīng)急物資儲備度”(0.250)的權(quán)重均較高，說明沿海大型石化項目的工程設(shè)計和日常監(jiān)管已成為海洋減災(zāi)的重要措施；地面基礎(chǔ)沉降、人均占有防爆通信設(shè)備數(shù)量、應(yīng)急處置流程完善程度的權(quán)重相對其他指標(biāo)均較低，說明由于每個石化項目幾乎都會對其有相應(yīng)配備和設(shè)計，整體影響程度不大。

從惠州煉化項目海洋減災(zāi)能力各評價指標(biāo)評分來看，“海堤完好程度”和“主體防護(hù)工程定期檢查頻次”分值較低，與該項目現(xiàn)狀較吻合。惠州煉化項目的主體防護(hù)工程為海堤，海堤完好程度直接影響防護(hù)工程即承災(zāi)體的抗災(zāi)害能力，因此應(yīng)加強(qiáng)海堤檢查，并對出現(xiàn)的隱患及時處理。

本研究構(gòu)建的工程類海洋減災(zāi)能力評價指標(biāo)體系更側(cè)重可操作性及在政府部門的推廣性，因此選取的評價指標(biāo)基本都可根據(jù)工程本身的資料直接獲得數(shù)據(jù)，并且選取的指標(biāo)個數(shù)較少。今后可嘗試增加更多指標(biāo)，更客觀地進(jìn)行海洋減災(zāi)能力評價，為相關(guān)政策的科學(xué)制定奠定基礎(chǔ)。

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Marine Disaster Mitigation Capacity Assessment of Coastal Petrochemical Projects Based on the Analytic Hierarchy Process

JIA Houlei1，ZHANG Cuiping1，YING Xiaoming1，RAN Juan1,SHU Xiejun1,TAN Jun2,MA Yi1

(1.South China Sea Institute of Planning and Environmental Research，SOA，Guangzhou 510300，China;2.National Marine Hazard Mitigation Service,SOA,Beijing 100194，China)

Absract: The coastal protection engineering’s protection ability,the company’s early warning mechanism and the company’s emergency response capability were selected as the criterion layer,which included 18 indicators,to build the coastal petrochemical project evaluation index system of marine disaster reduction capacity.By using the methods of analytic hierarchy process (AHP),marine disaster reduction capacity evaluation model for coastal petrochemical projects was constructed.According to the model calculation results,the criterion layer weight ranks as:the coastal protection engineering’s protection capacity,the company’s early warning mechanism and the company’s emergency response capacity.The results showed that seawall elevation and the degree of seawall in good condition were the key indicators impacting the coastal protection engineering’s protection capacity.The monitoring coverage of major hazard sources and the frequency of regular check for protection engineering were the main impact indexes for the company’s early warning mechanism.The assurance rate of emergency equipment and the emergency supplies reserves degree were the main impact indexes for the company’s emergency response capacity.By using above methods,the marine disaster reduction capacity of Huizhou refinery project was evaluated.The evaluation results agreed with the Huizhou refinery project’s actual situation.

Marine petrochemical project，Marine disaster，Ocean engineering，Disaster prevention and mitigation,Seawall works

2016-12-22；

2017-05-22

國家海洋減災(zāi)中心專項“工程類海洋減災(zāi)能力綜合評估方法預(yù)研”.

賈后磊，高級工程師，碩士，研究方向為海洋生態(tài)環(huán)境和海洋減災(zāi)，電子信箱：jiahoulei@163.com

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1005-9857(2017)06-0071-06