基于GM（1,1）的化工企業(yè)生產事故預測

顧明華，笪可寧

（沈陽化工大學，遼寧 沈陽 110142）

新形勢下，我國化工企業(yè)安全生產和管理存在許多薄弱環(huán)節(jié)，體制不健全、責任不明確、設備陳舊等問題較為突出，安全事故時有發(fā)生。實際上，化工生產屬于高危行業(yè)，會涉及到大量危險品的使用，一旦出現(xiàn)安全事故便會造成不可估量的損失，對人民群眾的生命健康也會帶來巨大的威脅。近年來，化工企業(yè)頻繁發(fā)生生產事故，造成嚴重的人員傷亡、財產損失和環(huán)境污染，引起了國內外高度關注[1]。如果不能及時較好地解決和預防生產事故，將會遲滯化工企業(yè)的健康發(fā)展。

1 化工企業(yè)生產事故概述

1.1 安全事故統(tǒng)計

中國是生產和使用化工產品的傳統(tǒng)大國，其生產能力位居世界前列。據(jù)統(tǒng)計，在2012—2018年期間，全國共發(fā)生化工事故1 161 起，造成1 520 人死亡[2]。具體分析來看，2012—2015年，化工事故從187起下降至97起、死亡人數(shù)從267人降至157人，年均分別減少22.5 起、27.5 人；2016—2018年，化工事故從226 起下降至176 起、死亡人數(shù)從234 人降至223 人，年均分別減少16.7 起、3.7 人。

2012—2018年化工事故統(tǒng)計見圖1。

1.2 典型生產事故

伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國對化工產品的需求量逐年增大。化工行業(yè)生產工藝復雜、危險系數(shù)高，使用的原材料大都屬于易燃易爆的危險品，這些原材料經(jīng)過生產、運輸、存儲等一系列過程，都需要十分注意，一旦出現(xiàn)問題，很容易發(fā)生中毒、泄漏甚至爆炸等安全事故，造成不可估量的損失。因此，在實際工作中，必須明確化工企業(yè)安全生產存在的問題，從源頭上做好安全管理，降低生產事故的發(fā)生率。

2017—2019年部分化工企業(yè)重大及特大生產事故見表1。

圖1 2012—2018年化工事故統(tǒng)計

2 事故預測理論

事故預測起源于20世紀30年代美國保險業(yè)所開展的安全分析評價工作，對主動掌握事故預防和降低事故發(fā)生率有重要指導作用。目前常用預測方法主要有回歸分析預測、時間序列預測、馬爾科夫預測、灰色預測、貝葉斯網(wǎng)絡預測、神經(jīng)網(wǎng)絡預測法以及這幾種方法的交叉運用和相互滲透。其中，灰色預測法的應用最為廣泛，另外灰色-馬爾科夫鏈、灰色-BP 網(wǎng)絡常被應用于礦山、城市火災、石油化工爆炸、隧道交通塌方等重大事故預測中[3-6]。

表1 2017—2019年部分化工企業(yè)重大及特大生產事故

表2 6 種常用的事故預測方法

3 構建灰色預測模型

3.1 數(shù)據(jù)來源

通過查閱文獻資料[7-9]，收集整理2012—2018年全國化工企業(yè)較大生產事故起數(shù)、死亡人數(shù)如表3所示。由于2015年統(tǒng)計口徑發(fā)生變化，大量一般事故的統(tǒng)計數(shù)據(jù)難以完整獲取，無法準確地開展統(tǒng)計。因此，本文只對較大事故（除2014年特別重大1 起、2017年和2018年重大事故各2 起）進行統(tǒng)計分析。

表3 2012—2018年全國化工企業(yè)較大生產事故統(tǒng)計

3.2 模型選擇

對2012—2018年全國化工企業(yè)較大生產事故的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，由于此次采集樣本數(shù)量較少且數(shù)據(jù)呈波動性變化，結合第二章預測方法的適用性，最終采用灰色預測模型對全國化工企業(yè)未來幾年的安全生產趨勢進行宏觀預測，利用預測結果來改善企業(yè)日常的安全管理工作，謀求最大程度降低企業(yè)損失。

3.3 建立灰色GM（1,1）模型

1）設x(0)為對應于時間序列t的原始數(shù)據(jù)序列，即有:

2）為弱化原始數(shù)據(jù)的隨機性，對其進行累加處理，生成新的數(shù)列：

3）建立灰色預測模型的微分方程：

式中a、b 為待定系數(shù)，一般由最小二乘法確定。其中：

根據(jù)還原序列，得：

4 實證分析

4.1 數(shù)據(jù)驗證

為了保證灰色預測模型的可行性，須要對數(shù)據(jù)作檢驗處理。這里引入級比這一概念，即，如果所有級比均落在，則原始數(shù)列可以作為GM （1，1）的數(shù)據(jù)進行灰色預測。經(jīng)計算結果如下：

λ（2）=1.0667，λ（3）=1.0714，λ（4）=1以及λ（5）=1.1667，λ（6）=0.8均落在可溶覆蓋范圍為（0.7515，1.284）內，符合建模要求[10]。

4.2 模型運算

1）計算出表3 中原始時間序列：

2）生成一次累加數(shù)據(jù)序列：

3）由相應微分方程（5），計算可得：

4）根據(jù)式（4），計算可得：

5）根據(jù)式（7），求得預測模型：

6）根據(jù)式（8）、（9）還原序列：

4.3 結果預測

通過上述計算可以求出2012—2018 歷年化工企業(yè)較大生產事故發(fā)生次數(shù)的擬合值及絕對誤差，如表4所示。

根據(jù)表4作出2012—2018年化工企業(yè)歷年較大生產事故發(fā)生起數(shù)的預測曲線。分析圖2 可知，近7年生產事故總體呈下降趨勢。據(jù)此，可以大致預測未來3年化工企業(yè)較大生產事故分別為11 起、11起、10 起，安全形勢持續(xù)向好。

表4 2012—2018 歷年化工企業(yè)較大生產事故發(fā)生起數(shù)擬合值及誤差

圖2 2012—2018 歷年化工企業(yè)較大生產事故發(fā)生起數(shù)GM（1，1）預測

4.4 綜合評價

針對個別年份預測值和實際值偏差略大，歸納以下幾點：①GM（1，1）預測模型的局限性，要提高預測精度，后期須結合其他模型綜合使用；②鑒于2015年以后統(tǒng)計部門對數(shù)據(jù)統(tǒng)計口徑發(fā)生變化，個別數(shù)據(jù)的準確性對預測模型產生一定的影響；③近兩年化工企業(yè)數(shù)量增長迅速，企業(yè)設備更新不及時，生產技術相對滯后，導致事故頻發(fā)；④安全管理制度不健全，企業(yè)領導職責不明確；⑤企業(yè)員工安全意識有待進一步加強。

5 結束語

1）強化部門責任制，明確第一責任人。各地主管部門應切實把防控化解危險化學品擺在更加突出的位置，堅持底線思維和紅線意識，牢固樹立新發(fā)展理念，緊緊圍繞經(jīng)濟高質量發(fā)展要求，大力推進科學發(fā)展、綠色發(fā)展、安全發(fā)展。企業(yè)主要負責人必須在崗履責，明確專業(yè)管理技術團隊能力和安全環(huán)保業(yè)績要求，達不到標準的堅決不準辦廠辦企。大力推進安全生產標準化建設，依靠科技進步提升企業(yè)本質安全水平。

2）建立健全安全管理制度，充分發(fā)揮法律法規(guī)的效用。為了更好地提高化工企業(yè)安全生產的能力，國家對舊的法律法規(guī)體系進行不斷的修訂更新，頒布更符合實際需求的安全生產法律法規(guī)，這就要求企業(yè)要及時對其環(huán)境與職業(yè)健康安全管理體系進行更新，完善其內容體系。改善環(huán)境安全管理體系和職業(yè)健康體系不僅須要把握國家法律法規(guī)的更新動態(tài)，也要及時評價各項目的安全管理工作，聯(lián)系實際情況制定完善相關體系。

3）落實標準化管理，推動化工產業(yè)轉型升級。企業(yè)必須改變傳統(tǒng)觀念，不能認為沒有重大事故發(fā)生，現(xiàn)有的施工作業(yè)行為就是正確的工作方式，不能存在僥幸心理，強化安全管理標準化和規(guī)范化工作。定時地安排各項目部輪流學習上級會議精神，并組織項目部之間的交流，將特別優(yōu)秀的項目部提出來在全項目部內進行學習，用榜樣力量推動安全管理標準化和規(guī)范化工作的推行。適時修訂發(fā)布國家產業(yè)結構調整指導目錄和淘汰落后安全技術裝備目錄，細化制定化工行業(yè)技術規(guī)范，對不符合要求的堅決關閉退出，并實行全國“一盤棋”管理，嚴防落后產能異地落戶、風險轉移。

4）加大企業(yè)員工安全教育力度，做好獎懲工作。安全教育是通過各種形式的學習和培養(yǎng)，努力提高員工安全意識和素質，學會從安全的角度觀察和理解所從事的生產活動[11]。通過獎懲措施，在企業(yè)中樹立人人遵守安全制度的良好風氣。①獎勵。定期檢查和不定時抽查安全工作，對表現(xiàn)優(yōu)異的安全生產人員給予充分肯定。企業(yè)安全管理部可以在每年年末組織所有部門參與安全工作評比，推薦安全工作作風優(yōu)良的員工參與評比，對在評比中名次較好的給予一次性物質獎勵。②處罰。依據(jù)企業(yè)自身制定的安全生產標準，結合國家法律法規(guī)，針對員工在生產過程中存在的違章行為，對相關責任人和當事安全生產人員給予處罰，以達到督促相關負責人安全管理、生產人員安全作業(yè)的目的。