煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)估方法探討

吳德松,王廷春,賀輝宗

(中國石化青島安全工程研究院，山東青島 266100)

近年來，隨著國際政治、經(jīng)濟(jì)格局不斷沖突變化，恐怖襲擊對(duì)于企業(yè)安全運(yùn)行的威脅越來越高。煉化企業(yè)作為國家的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，涉及人員廣泛、化學(xué)品種類繁多，一旦發(fā)生事故將會(huì)造成重大傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失，極易成為暴力恐怖活動(dòng)的重點(diǎn)襲擊對(duì)象。

9·11事件以后，防恐脆弱性及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成為了國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)[1-13]。美國石油協(xié)會(huì)發(fā)布了“石油和石化工業(yè)安全脆弱性評(píng)估方法”，提出從襲擊者發(fā)動(dòng)襲擊事件的概率(可能性L)、襲擊者利用資產(chǎn)本身缺陷成功引發(fā)事故的概率(脆弱性V)以及襲擊事件發(fā)生后的后果嚴(yán)重程度(后果C)3個(gè)方面評(píng)估防恐風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，該方法在石油和石化行業(yè)得到了普遍的認(rèn)可和推廣[7]。美國司法部提出了一種化工裝置脆弱性評(píng)估方法[13]。安聰?shù)雀鶕?jù)脆弱性理論，在API發(fā)布方法的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了公共安全各環(huán)節(jié)評(píng)估流程，提出了以脆弱性角度半定量評(píng)估石化企業(yè)公共安全風(fēng)險(xiǎn)的基本方法[9]。分析發(fā)現(xiàn)，上述方法多側(cè)重于脆弱性評(píng)估流程的提出和基礎(chǔ)評(píng)估手段的建立，但對(duì)于具體場(chǎng)景下脆弱性指標(biāo)的設(shè)立、選取等方面尚待進(jìn)一步深入探索。

因此，本文旨在以美國石油協(xié)會(huì)發(fā)布的石化行業(yè)脆弱性評(píng)估方法[7]為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)企業(yè)實(shí)際，提出煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估指標(biāo)的選取與構(gòu)建思路，建立評(píng)估指標(biāo)體系，并采用模糊層次分析法進(jìn)行企業(yè)防恐脆弱性的半定量化評(píng)估，以期為企業(yè)防恐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的探究與應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系研究

1.1 煉化企業(yè)防恐脆弱性定義

在已有研究[7-13]中，對(duì)于企業(yè)脆弱性的定義有幾種不同理解。API發(fā)布的評(píng)估方法中，將石化企業(yè)脆弱性定義為“可被威脅方利用、在未被授權(quán)的情況下獲取并隨后破壞和竊取資產(chǎn)的弱點(diǎn)”；安聰?shù)葎t提出“石化行業(yè)資產(chǎn)脆弱性是指在外部因素干擾下由于資產(chǎn)本身不利因子以及缺乏對(duì)應(yīng)能力使其易遭受損失或使其功能發(fā)生改變的一種內(nèi)部屬性”；譚朝陽認(rèn)為“脆弱性是化工企業(yè)或園區(qū)的內(nèi)在固有特征，由企業(yè)內(nèi)部不同承災(zāi)體的性質(zhì)所決定”。

綜合上述研究結(jié)果與煉化企業(yè)特點(diǎn)，筆者認(rèn)為煉化企業(yè)的防恐脆弱性是指企業(yè)內(nèi)已有資產(chǎn)在外部威脅下，由于自身或外在所涉及的管理、能力、環(huán)境等因素而致使資產(chǎn)可能受到破壞或竊取的一種狀態(tài)，其對(duì)于企業(yè)或資產(chǎn)受破壞的可能性與嚴(yán)重程度有決定性影響。因此，煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估可從資產(chǎn)受災(zāi)影響因素、受襲擊中各方已具備抵抗能力、受襲反應(yīng)機(jī)制等因素出發(fā)[9]，而其中具體指標(biāo)設(shè)定，應(yīng)當(dāng)從其所涉及的內(nèi)外在因素(包括人、物、管理、環(huán)境等)進(jìn)行考慮。

1.2 脆弱性評(píng)估指標(biāo)設(shè)計(jì)

采用較為常用的兩層指標(biāo)體系設(shè)計(jì)方式。第一層為目標(biāo)層，通過調(diào)研相關(guān)區(qū)域脆弱性評(píng)估研究成果[10、11]，選用易損性、敏感性和承災(zāi)能力作為目標(biāo)評(píng)估指標(biāo)。此外，應(yīng)急能力建設(shè)情況既是衡量煉化企業(yè)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的關(guān)鍵，也是API提供的安全脆弱性評(píng)估方法中關(guān)注重點(diǎn)，因此，增設(shè)“應(yīng)急能力”指標(biāo)，以綜合反映企業(yè)防恐脆弱性情況。

指標(biāo)體系第二層為指標(biāo)層，主要針對(duì)目標(biāo)層的4項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)，提出具體評(píng)估的二級(jí)指標(biāo)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，API、CCPS、美國國家司法局等機(jī)構(gòu)提供的評(píng)估指南[7-13]中并未明確提出脆弱性評(píng)估指標(biāo)的具體內(nèi)容，且由于資料涉密，國內(nèi)外相關(guān)恐怖襲擊事故案例較難獲取。因此，主要通過參考文獻(xiàn)研究法與專家討論法提出二級(jí)評(píng)估指標(biāo)。

易損性B1指資產(chǎn)周邊情況使其在襲擊下受到損失的難易程度。結(jié)合相關(guān)區(qū)域脆弱性評(píng)估研究成果[10]發(fā)現(xiàn)，資產(chǎn)易損性主要受其布局、位置、結(jié)構(gòu)性脆弱、暴露程度以及社會(huì)穩(wěn)定程度等因素影響。同時(shí)，文獻(xiàn)[7]中提出，在石化企業(yè)安保脆弱性評(píng)估中，設(shè)備及周邊環(huán)境比例圖、周邊社區(qū)最壞情況下的詳細(xì)區(qū)域圖、基礎(chǔ)設(shè)施物理定位圖等為推薦獲取的數(shù)據(jù)信息。故選定資產(chǎn)布局C1、資產(chǎn)暴露情況C3、周邊社區(qū)穩(wěn)定程度C4三項(xiàng)指標(biāo)。此外，通過專家訪談發(fā)現(xiàn)，對(duì)于煉化企業(yè)而言，區(qū)域脆弱性評(píng)估中較常用到的結(jié)構(gòu)性脆弱指標(biāo)并不適用于此，反之則是資產(chǎn)的周界監(jiān)控與預(yù)警設(shè)施的完備程度是企業(yè)資產(chǎn)防護(hù)的重要環(huán)節(jié)，因此，增設(shè)周界監(jiān)控與預(yù)警設(shè)施指標(biāo)C2。

敏感性B2為資產(chǎn)本身特性決定遭受襲擊下受損的難易程度[9]。對(duì)于煉化企業(yè)而言，某項(xiàng)資產(chǎn)的相關(guān)人員、物料危險(xiǎn)性、管理狀態(tài)是反映該資產(chǎn)受損難易程度的有效指標(biāo)[11]，同時(shí)文獻(xiàn)[7]中對(duì)于恐怖襲擊的目標(biāo)定義為：盜竊/轉(zhuǎn)移原料、惡意泄漏?；?、?；吩斐晌廴净蛐钜馄茐南到y(tǒng)、導(dǎo)致資產(chǎn)或基礎(chǔ)設(shè)施或工業(yè)遭受破壞，即受破壞后對(duì)周邊環(huán)境的恢復(fù)能力的影響也是評(píng)估資產(chǎn)受損難易的關(guān)鍵特性。因此設(shè)定以下4項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估用于評(píng)估企業(yè)敏感性，包括資產(chǎn)內(nèi)人員安全意識(shí)C5、物料性質(zhì)與危險(xiǎn)程度C6、周邊生態(tài)影響與恢復(fù)能力C7、企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管體系C8。

承災(zāi)能力B3旨在反映企業(yè)不同類型資產(chǎn)面臨襲擊的承受能力[11]，即主要反映物防過程存在漏洞情況。文獻(xiàn)[7]中提出的物防系統(tǒng)主要包含物保系統(tǒng)(周邊屏障、建筑屏障、入口檢測(cè)、警衛(wèi)隊(duì)等)以及過程安全系統(tǒng)(硬化過程、應(yīng)急響應(yīng)、化學(xué)探測(cè)、火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)撲救等)。但上述指標(biāo)在國內(nèi)使用存在一定理解困難，且存在部分不適用。因此，將“周邊屏障”、“建筑屏障”合并為“安全屏障設(shè)置”；“警衛(wèi)隊(duì)”增擴(kuò)為“安全防護(hù)力量配備”；“硬化過程”(Hardening Processes)旨在反映關(guān)鍵過程區(qū)域和設(shè)備是否設(shè)計(jì)安全并受到有效保護(hù)，在此更改為“工藝安全設(shè)計(jì)與防護(hù)”；“化學(xué)探測(cè)”則主要反映的是危險(xiǎn)介質(zhì)泄漏管理情況，而在此改為更能反映設(shè)備安全程度的“設(shè)備完好性情況”。“入口檢測(cè)”則在B1中已有體現(xiàn)，與“周界監(jiān)控與預(yù)警”這一指標(biāo)可進(jìn)行合并。故設(shè)定以下4項(xiàng)承災(zāi)能力評(píng)估指標(biāo)，包括安全防護(hù)力量配備C9、工藝設(shè)計(jì)安全與防護(hù)C10、安全屏障設(shè)置C11、設(shè)備完好性C12。

應(yīng)急能力B4則是旨在反映企業(yè)對(duì)襲擊事故的處置和控制能力。結(jié)合專家訪談結(jié)果，設(shè)定以下5項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)。

煉化企業(yè)脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系架構(gòu)見圖1。

圖1 煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系架構(gòu)

2 基于模糊層次分析法(FAHP)的防恐脆弱性評(píng)估方法

根據(jù)脆弱性因素的三級(jí)特點(diǎn)，采用模糊層次分析法(FAHP)和模糊綜合評(píng)價(jià)模型相結(jié)合的方法對(duì)防恐脆弱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.1 建立三角模糊判斷矩陣

用三角模糊數(shù)定量表示因素間的兩兩比較判斷，比較其對(duì)于準(zhǔn)則的重要程度，并按事前規(guī)定的標(biāo)度定量化，得到三角模糊數(shù)組成的模糊判斷矩陣[14]。判斷矩陣中各元素的數(shù)值采用數(shù)字度量尺度，EI表示同等重要，WMI表示稍重要，SMI表示比較重要，VSMI表示相當(dāng)重要，AMI表示絕對(duì)重要。數(shù)字度量尺度表如圖2所示。

圖2 相對(duì)重要性的語言尺度表

2.2 計(jì)算評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的綜合重要程度值

(1)

2.3 計(jì)算評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的歸一化權(quán)重值

設(shè)S1=(l1，m1，u1)和S2=(l2，m2，u2)是兩個(gè)三角模糊數(shù)，V(S1≥S2)表示三角模糊數(shù)S1≥S2的可能程度，V(S≥S1，S2，…，Sn)表示三角模糊數(shù)S大于等于K個(gè)三角模糊數(shù)Si的可能程度，令表示一個(gè)準(zhǔn)則Ci優(yōu)于其他準(zhǔn)則的純測(cè)量度。

當(dāng)m1≥m2時(shí)：

(2)

當(dāng)m2≥m1時(shí)：

V(M2≥21)=1

(3)

d*(Ci)=V(S≥S1，S2，…，Sn)=minV(Si≥Sk)

(4)

于是可以得到所有準(zhǔn)則的權(quán)重向量為：

W=[d′(C2，d′(C2)，…，D′(Cn)]T

(5)

經(jīng)過歸一化處理，可以得出每個(gè)準(zhǔn)則的歸一化權(quán)重值：

W′=[d(C1)，d(C2)，…，d(Cn)]T

(6)

2.4 多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

設(shè)因素集U=(u1，u2，…，un)為一級(jí)指標(biāo)，評(píng)價(jià)集V=(v1，v2，…，vn)，對(duì)應(yīng)的權(quán)重集W=(w1，w2，…，wn)。一級(jí)指標(biāo)集中的任一元素Ui劃分子集的個(gè)數(shù)為t，于是得到二級(jí)指標(biāo)因素集合Ui=(ui1，ui2，…，uit)，對(duì)應(yīng)權(quán)重集為Wi=wi1，wi2，…，wit)，Ui的單因素評(píng)價(jià)矩陣記為Ri。

3 案例應(yīng)用

以某煉化企業(yè)為例，對(duì)其篩選后的關(guān)鍵資產(chǎn)進(jìn)行歸類整理，分為8大類，分別是：行政大樓、中控室、原油罐區(qū)、加氫處理系統(tǒng)、氯罐、汽電共生系統(tǒng)和控制室、碼頭和從公共設(shè)施通往煉油廠的電力供應(yīng)。

選取原油罐區(qū)，對(duì)脆弱性評(píng)估進(jìn)行詳細(xì)說明。

3.1 確定評(píng)價(jià)對(duì)象集

確定評(píng)價(jià)對(duì)象集P={原油罐區(qū)防恐脆弱性評(píng)估}。

3.2 確定評(píng)價(jià)集

確定評(píng)價(jià)集V=(v1，v2，…，vn)。評(píng)價(jià)分為5個(gè)等級(jí)，采用滿分10分制，如表1所示[11]。

表1 脆弱性等級(jí)分值和描述

3.3 構(gòu)造因素集

構(gòu)造因素集U=(u1，u2，…，un)=(易損性，敏感性，承災(zāi)能力，應(yīng)急能力)。

3.4 計(jì)算一級(jí)指標(biāo)權(quán)重和二級(jí)指標(biāo)權(quán)重集

根據(jù)數(shù)字度量尺度，進(jìn)行兩兩比較得到一級(jí)指標(biāo)對(duì)總目標(biāo)的模糊判斷矩陣，如表2所示。

表2 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則模糊判斷矩陣B

根據(jù)式(1)，計(jì)算每個(gè)一級(jí)指標(biāo)準(zhǔn)則的綜合重要程度Si。

(0.203,0.346,0.556)

(0.158，0.268，0.448)

(0.135，0.221，0.373)

(0.108,0.164,0.274)

根據(jù)式(2)～式(5)，可得：d′(B1)=min[V(SB1≥SB2，SB3，SB4)]=1；d′(B2)=min[V(SB2≥SB1，SB3，SB4)]=0.76；d′(B3)=min[V(SB3≥SB1，SB2，SB4)]=0.577；d′(B4)=min[V(SB4≥SB1，SB2，SB3)]=0.279。經(jīng)歸一化處理得：W′=(0.382,0.291,0.220,0.107)，同理，可求各二級(jí)指標(biāo)相對(duì)于一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值(見表3)。

3.5 建立單因素評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)評(píng)價(jià)原油罐區(qū)的情況及查閱的相關(guān)資料，結(jié)合專家意見對(duì)各二級(jí)指標(biāo)打分，評(píng)分結(jié)果如表3所示。

表3 脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及模糊隸屬度

3.6 模糊綜合評(píng)價(jià)

同理計(jì)算，可得4個(gè)一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。利用一級(jí)模糊評(píng)價(jià)的結(jié)果，進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)：

(0.198,0.336,0.273,0.148,0.045)

可見，各評(píng)價(jià)指標(biāo)得分比較接近，且大多數(shù)指標(biāo)屬于良好或一般等級(jí)。敏感性和承災(zāi)能力兩個(gè)一級(jí)指標(biāo)對(duì)“差”等級(jí)的隸屬度高，這表明這兩項(xiàng)是影響原油罐區(qū)脆弱性的主要限制因素。

根據(jù)原油罐區(qū)脆弱性現(xiàn)狀對(duì)應(yīng)各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度和各個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的取值，加權(quán)計(jì)算脆弱性現(xiàn)狀的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，即V=0.198×10+0.336×8.5+0.273×7.0+0.148×5.0+0.045×1.0=7.532。根據(jù)表1，可以判斷該原油罐區(qū)的脆弱性狀況屬于“一般”等級(jí)，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3.7 煉化企業(yè)脆弱性評(píng)估結(jié)果分析

采用上述方法對(duì)其他關(guān)鍵資產(chǎn)進(jìn)行脆弱性評(píng)估，最終結(jié)果見表4。

表4 關(guān)鍵資產(chǎn)脆弱性值

從表4中可以看出，該煉化企業(yè)加氫處理系統(tǒng)、原油罐區(qū)、氯罐以及碼頭的脆弱性等級(jí)為“一般”，而汽電共生系統(tǒng)和控制室、中控室、行政大樓和電力供應(yīng)則脆弱性等級(jí)為“低”。分析認(rèn)為，加氫處理系統(tǒng)、原油罐區(qū)、氯罐以及碼頭均涉及易燃易爆或有毒介質(zhì)，一旦遭受恐怖襲擊，或引發(fā)火災(zāi)爆炸，或引發(fā)大范圍水體污染，目前盡管有部分防護(hù)措施，但從評(píng)估結(jié)果看，其防護(hù)結(jié)果尚無法滿足防恐需求，應(yīng)增設(shè)系統(tǒng)化的安保策略，并提高防護(hù)措施有效性；汽電共生系統(tǒng)和控制室、中控室、行政大樓和電力供應(yīng)對(duì)煉廠運(yùn)行至關(guān)重要，但一般處于廠內(nèi)核心區(qū)域或設(shè)施進(jìn)出防護(hù)、檢查措施較為完善，從評(píng)估結(jié)果看，目前已有有效的控制措施，但仍存在可被威脅方利用的弱點(diǎn)，需在日常管理中加以關(guān)注。

4 結(jié)論

a)建立了煉化企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系，并基于模糊層次分析法進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，為企業(yè)防恐脆弱性評(píng)估提供了可操作的方法與應(yīng)用依據(jù)，下一步需繼續(xù)針對(duì)指標(biāo)體系的設(shè)置做進(jìn)一步的論證研究。

b)案例評(píng)估結(jié)果表明，該煉化企業(yè)加氫處理系統(tǒng)、原油罐區(qū)、氯罐以及碼頭的脆弱性等級(jí)為“一般”，需增設(shè)系統(tǒng)化的安保策略，并提高防護(hù)措施有效性；而汽電共生系統(tǒng)和控制室、中控室、行政大樓和電力供應(yīng)則脆弱性等級(jí)為“低”，需保持已有控制措施，并在日常管理中加以關(guān)注。

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