阮 方申 超程 遠(yuǎn)朱婧嫻欒 飛汪建業(yè)
1(中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院合肥230031)
2(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥230027)
3(中國(guó)人民解放軍96607部隊(duì)寶雞721016)
核應(yīng)急演練是維持和提高應(yīng)急組織響應(yīng)能力的重要方式。開(kāi)展核應(yīng)急演練評(píng)估有助于檢驗(yàn)應(yīng)急隊(duì)伍的實(shí)戰(zhàn)響應(yīng)能力,鍛煉磨合機(jī)制,改進(jìn)和完善應(yīng)急計(jì)劃中存在的不足[1]。目前,美國(guó)、日本、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家具備一定的核應(yīng)急響應(yīng)能力,定期開(kāi)展核應(yīng)急演練訓(xùn)練。在演練救援評(píng)估方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)評(píng)估模型和指標(biāo)體系進(jìn)行了相關(guān)研究[2-5],評(píng)估內(nèi)容主要集中在應(yīng)急能力[6-8]、輻射監(jiān)測(cè)[9]、資源配置[10]、醫(yī)學(xué)救援[11]和去污洗消[12]等單個(gè)方面,缺乏對(duì)整個(gè)演練過(guò)程效果的評(píng)估研究,尚未形成一套完整的核應(yīng)急救援演練評(píng)估指標(biāo)體系和方法模型。
而在應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)事件的應(yīng)急能力評(píng)估研究中,指標(biāo)體系的建立方法主要是文獻(xiàn)調(diào)查法和德?tīng)柗品ǎY選方法為德?tīng)柗品ǎ―elphi Method)和問(wèn)卷調(diào) 查 法[13-14],賦 權(quán) 方 法 主 要 有 層 次 分 析 法[15](Analytic Hierarchy Process method,AHP)、模糊聚類分析法[16]、熵值法[17]和主成分分析法[18],方法比較如表1所示。評(píng)估模型大多采用模糊綜合評(píng)估模型[19](Fuzzy Comprehensive Evaluation Method,F(xiàn)CE)、數(shù) 據(jù) 包 絡(luò) 分 析 模 型[20](Data Envelopment Analysis Model,DEA)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[21],模型比較如表2所示。
表1 賦權(quán)方法比較Table 1 Weighting methods comparison
表2 評(píng)估模型比較Table 2 Evaluation model comparison
由于核事故鮮有發(fā)生,演練數(shù)據(jù)獲取困難,演練評(píng)估要素繁多,評(píng)價(jià)內(nèi)容包含定性和定量因素,因此本文根據(jù)核事故應(yīng)急救援流程,基于國(guó)家核應(yīng)急救援隊(duì)伍結(jié)構(gòu)、執(zhí)行任務(wù)分類、演練場(chǎng)所、時(shí)間和人員安全要求,選用基于AHP的模糊綜合評(píng)價(jià)模型開(kāi)展演練評(píng)估研究,主要技術(shù)路線如圖1所示。
圖1 核應(yīng)急救援演練評(píng)估技術(shù)路線Fig.1 Technical route of nuclear emergency rescue drill assessment
2016年,我國(guó)組建成立國(guó)家核應(yīng)急救援隊(duì),該隊(duì)伍由6支分隊(duì)組成,分別是指揮協(xié)調(diào)與技術(shù)支持分隊(duì)、突擊搶險(xiǎn)分隊(duì)、工程搶險(xiǎn)分隊(duì)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)與輻射防護(hù)分隊(duì)、去污洗消分隊(duì)、醫(yī)學(xué)救援分隊(duì),他們各自分工,職責(zé)明確,協(xié)調(diào)合作[22]。
本研究本著科學(xué)性、系統(tǒng)性、目的性、可操作性原則,依托法律法規(guī)和核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位管理?xiàng)l例,較為全面地收集并選取反映核事故演練應(yīng)急響應(yīng)救援能力的指標(biāo)。評(píng)估內(nèi)容主要包括:檢查應(yīng)對(duì)事故場(chǎng)所、應(yīng)急隊(duì)伍、物資、裝備、技術(shù)等方面的準(zhǔn)備情況,驗(yàn)證各應(yīng)急設(shè)施、器材、物資等的有效性和充分性;評(píng)估應(yīng)急計(jì)劃的有效實(shí)施,核應(yīng)急方預(yù)案的有效性、可操作性和完備性,演練情景的真實(shí)性與合理性;評(píng)估各應(yīng)急組織是否健全,檢驗(yàn)應(yīng)急人員協(xié)調(diào)處置能力,應(yīng)急指揮的有效性,應(yīng)急機(jī)制的完善性,以及人員演練過(guò)程的安全保障;評(píng)估演練總結(jié)分析能力、公眾信息溝通能力與恢復(fù)重建能力。
本文采用德?tīng)柗品ǎ?3],以國(guó)家核事故應(yīng)急演練指標(biāo)體系為基礎(chǔ),編制結(jié)構(gòu)性調(diào)查問(wèn)卷,統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析如下:
本文咨詢的專家是核能安全技術(shù)研究所核應(yīng)急專家和安徽省核應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)人員,共計(jì)20名。他們年齡在24~60歲,涵蓋青、中、老年層次,學(xué)歷均為本科以上,其中碩士及以上學(xué)歷14名;職稱方面,總計(jì)正高4名,副高6名。他們?cè)诤藨?yīng)急相關(guān)領(lǐng)域方面具有較高的學(xué)術(shù)水平和研究經(jīng)驗(yàn),熟悉核應(yīng)急演練流程,十分關(guān)注核應(yīng)急演練評(píng)估研究。
專家的積極系數(shù):共發(fā)放兩輪核應(yīng)急救援演練評(píng)估指標(biāo)體系問(wèn)卷,每次發(fā)放20份,回收率均為100%,表明咨詢專家對(duì)本研究十分關(guān)注,積極性大。
專家的權(quán)威系數(shù):兩輪計(jì)算結(jié)果如表3所示,均滿足Cr≥0.7,表明專家權(quán)威程度高。
表3 專家權(quán)威系數(shù)Table 3 Expert authority coefficient
專家意見(jiàn)集中程度:如表4所示,根據(jù)兩輪專家的意見(jiàn)和評(píng)分,對(duì)不符合篩選條件的指標(biāo)進(jìn)行討論和刪除,綜合專家建議,對(duì)入選的指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)合并與調(diào)整。
表4 指標(biāo)篩選Table 4 Index screening
專家意見(jiàn)協(xié)調(diào)程度:如表4所示,第二輪變異系數(shù)臨界值0.177≤0.25,說(shuō)明指標(biāo)整體波動(dòng)程度較小,專家對(duì)指標(biāo)的一致性程度較高??系?tīng)栂禂?shù)檢驗(yàn)結(jié)果如表5所示,兩輪結(jié)果統(tǒng)計(jì)下來(lái),肯德?tīng)栂禂?shù)均介于0.4~0.6,且第二輪協(xié)調(diào)系數(shù)0.508>0.5,表明專家意見(jiàn)較為集中,評(píng)價(jià)結(jié)果具有一致性,構(gòu)建的指標(biāo)體系可信,顯著性水平低,表明指標(biāo)的獨(dú)立程度較高。
表5 Kendall協(xié)調(diào)系數(shù)檢驗(yàn)Table 5 Kendall coefficient test
本文以核事故應(yīng)急救援演練能力為總目標(biāo),按照時(shí)間順序和應(yīng)急響應(yīng)流程[23-26],對(duì)演練前救援隊(duì)的應(yīng)急準(zhǔn)備能力、應(yīng)急保障能力,演練過(guò)程中的應(yīng)急指揮能力、應(yīng)急響應(yīng)能力、應(yīng)急救援能力,演練結(jié)束后的應(yīng)急恢復(fù)能力和總體演練效果進(jìn)行評(píng)價(jià),基于以上7個(gè)指標(biāo)建立層次結(jié)構(gòu)模型(圖2)。
圖2 核應(yīng)急救援演練評(píng)估層次結(jié)構(gòu)模型Fig.2 Nuclear emergency rescue drill evaluation hierarchical structure model
應(yīng)急準(zhǔn)備能力是保證應(yīng)急演練順利開(kāi)展的重要前提,主要包括對(duì)演練預(yù)案的質(zhì)量,演練方案的整體質(zhì)量評(píng)估和演練組織機(jī)構(gòu)的完整性評(píng)估。充足的物資保障、資金保障、醫(yī)療保障和人員保障是保證核應(yīng)急演練順利進(jìn)行的硬件基礎(chǔ)。指揮能力分為兩部分,計(jì)劃組織救援能力包括對(duì)演練目標(biāo)的理解、救援計(jì)劃的制定和任務(wù)的協(xié)調(diào)分配,考察在指揮行動(dòng)前指定的計(jì)劃救援能力;實(shí)戰(zhàn)救援能力考察對(duì)救援態(tài)勢(shì)的掌握,計(jì)劃的修訂及人員響應(yīng)過(guò)程中的通信指揮和統(tǒng)籌能力。應(yīng)急搶險(xiǎn)能力主要反映應(yīng)急演練過(guò)程中響應(yīng)人員對(duì)核應(yīng)急事故的控制和處理能力,主要包括應(yīng)急監(jiān)測(cè)與輻射防護(hù)小組對(duì)輻射場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與人員防護(hù),工程搶險(xiǎn)小組對(duì)核事故危險(xiǎn)情況的緊急處理和事故后果評(píng)價(jià)小組對(duì)核事故演練后續(xù)結(jié)果的有效分析等。應(yīng)急救援能力體現(xiàn)了對(duì)人員與環(huán)境的安全保障水平,主要的救援行動(dòng)包括對(duì)被困人員的搜救營(yíng)救,核電廠環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急清障,人員的撤離疏散,去污洗消和醫(yī)療救治等。對(duì)演練進(jìn)行及時(shí)總結(jié)和后續(xù)跟進(jìn)是恢復(fù)和加強(qiáng)應(yīng)急隊(duì)伍響應(yīng)能力建設(shè)的重要參考??傮w的救援效果通過(guò)可量化的參數(shù)檢驗(yàn)救援行動(dòng)。
本文利用層次分析法[13],采用1~9判斷矩陣標(biāo)度(表6),對(duì)同一層級(jí)元素進(jìn)行兩兩比較,構(gòu)造判斷矩陣,計(jì)算最大特征根,并對(duì)同層次判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)及排序,主要公式如下:
表6 1~9判斷矩陣標(biāo)度Table 6 1~9 judgment matrix scale
式中:A為判斷比較矩陣;λmax為判斷矩陣的最大特征值;n為判斷矩陣階數(shù);CI為矩陣的一致性,CI的值越接近于0,表明判斷矩陣一致性越強(qiáng),指標(biāo)的權(quán)重值分配合理;RI為隨機(jī)一致性指標(biāo),用于衡量CI的大小,RI標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)矩陣階數(shù)[13]得到;CR為檢驗(yàn)系數(shù),當(dāng)CR<0.1時(shí),判定A具有滿意的一致性。
本研究邀請(qǐng)了核能安全技術(shù)研究所的20位核應(yīng)急研究學(xué)者組成專家組參與評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的確定過(guò)程,通過(guò)發(fā)放、回收問(wèn)卷和訪談的形式,邀請(qǐng)專家根據(jù)核應(yīng)急救援影響因素的重要程度對(duì)所建立的核應(yīng)急演練評(píng)估指標(biāo)體系各層級(jí)指標(biāo)的兩兩重要性進(jìn)行評(píng)判(表7和表8)。
表7 一級(jí)指標(biāo)權(quán)重分配及檢驗(yàn)Table 7 First level index weight distribution and testing
表8 二級(jí)指標(biāo)權(quán)重分配及檢驗(yàn)Table 8 Second level index weight distribution and testing
根據(jù)建立的核應(yīng)急救援演練評(píng)估指標(biāo)體系,采用模糊綜合評(píng)價(jià)法[19]建立相應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)的因素集。總的因素集U,即最高層評(píng)價(jià)因素集,其評(píng)價(jià)因子由其7個(gè)一級(jí)指標(biāo)組成,各一級(jí)指標(biāo)因素集由其二級(jí)指標(biāo)組成。
1)建立綜合評(píng)價(jià)的因素集U
2)建立綜合評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)集及對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)集V
3)計(jì)算各指標(biāo)相對(duì)于評(píng)價(jià)集的隸屬度,建立各級(jí)模糊關(guān)系矩陣
因素集U中第i個(gè)影響元素對(duì)評(píng)價(jià)集V中第j個(gè)元素的隸屬程度為rij,其取值范圍在0~1。對(duì)于m個(gè)影響因素,n個(gè)評(píng)價(jià)元素來(lái)說(shuō),其模糊關(guān)系矩陣R如式(6)所示:
4)建立綜合評(píng)價(jià)模型,確定系統(tǒng)總得分
結(jié)合AHP得出的層級(jí)各因素的權(quán)重值wij,對(duì)單指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),計(jì)算模糊關(guān)系評(píng)價(jià)向量Bi。
逐級(jí)向上計(jì)算,構(gòu)建評(píng)價(jià)模型,計(jì)算模糊評(píng)價(jià)矩陣B和對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)F:
本文以國(guó)內(nèi)某核電站安全殼長(zhǎng)期超壓核事故演練為例,介紹評(píng)估指標(biāo)體系的使用方法和評(píng)估方法的有效性。
演練情景:安全殼長(zhǎng)期超壓事故,安全殼內(nèi)壓力緩慢上升超過(guò)設(shè)計(jì)壓力,安全殼密封功能降級(jí),放射性物質(zhì)通過(guò)反應(yīng)堆廠房+20 m設(shè)備艙門向環(huán)境釋放。
演練階段:國(guó)家核應(yīng)急協(xié)調(diào)委宣布啟動(dòng)IV級(jí)響應(yīng),各分隊(duì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成裝備檢修,并于指定地點(diǎn)完成集結(jié),趕赴核電站事故現(xiàn)場(chǎng)。指揮協(xié)調(diào)與技術(shù)支持分隊(duì)制定救援計(jì)劃后,發(fā)布行動(dòng)處置指令,確認(rèn)行動(dòng)方案并下發(fā)到各分隊(duì)及單兵。去污洗消分隊(duì)對(duì)返回車輛和人員進(jìn)行去污洗消,對(duì)1號(hào)機(jī)反應(yīng)堆廠房附近污染壓制噴灑劑凝固后的廢物進(jìn)行收集處理。輻射偵測(cè)組對(duì)廠區(qū)進(jìn)行輻射偵測(cè),獲取1號(hào)機(jī)反應(yīng)堆廠房龍門架附近、移動(dòng)電源車停放點(diǎn)以及廠區(qū)整體的環(huán)境輻射數(shù)據(jù),污染控制組進(jìn)行高空污染壓制、地面污染壓制行動(dòng)。清障組對(duì)移動(dòng)電源車停放點(diǎn)和電纜接入LX廠房之間的通道上因臺(tái)風(fēng)傾翻的臨時(shí)集裝箱和折斷的路燈桿進(jìn)行清障。一名搶修人員演練期間摔傷暈厥,衣服和體表伴隨有輕度沾污,人員搜救組確認(rèn)營(yíng)救位置,迅速制定救援方案,將其轉(zhuǎn)運(yùn)到低輻射計(jì)量區(qū)域,在廠房外接應(yīng)后進(jìn)行緊急救助和傷員轉(zhuǎn)送。疏散組掌握實(shí)時(shí)路況和放射性物質(zhì)擴(kuò)散情況,規(guī)劃撤離路線,有效組織場(chǎng)內(nèi)人員有效撤離。
演練結(jié)束:反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)恢復(fù),放射性污染得到控制,應(yīng)急響應(yīng)終止。評(píng)估組對(duì)演練行動(dòng)進(jìn)行評(píng)估和總結(jié),點(diǎn)驗(yàn)參演救援隊(duì)伍及裝備,編寫評(píng)估報(bào)告,對(duì)相關(guān)影像和文檔資料進(jìn)行存檔。
由20位參與和觀摩此次應(yīng)急演練的專家和具有豐富應(yīng)急管理經(jīng)驗(yàn)的工作者成立專家組,每位專家根據(jù)演練情況對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)完成情況進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià),最后,統(tǒng)計(jì)20名專家的評(píng)判結(jié)果。
根據(jù)評(píng)判結(jié)果計(jì)算各指標(biāo)相對(duì)于評(píng)語(yǔ)集的隸屬度,計(jì)算一級(jí)模糊評(píng)價(jià)向量,如式(10)~(16)所示。
將各一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)向量進(jìn)行整合,生成最終模糊評(píng)價(jià)矩陣,如式(17)所示。計(jì)算核應(yīng)急救援演練最終評(píng)估結(jié)果和對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù),如式(18)和式(19)所示。
根據(jù)最大隸屬度原則,各一級(jí)指標(biāo)均達(dá)到良好水平,本次演練總體達(dá)到要求,演練評(píng)估總分為86.7650分,表明本次核應(yīng)急救援演練總體效果令人滿意,救援效果達(dá)到演練目的,是一次合格良好的核應(yīng)急救援演練。
演練響應(yīng)過(guò)程中,指揮人員缺乏對(duì)情況的正確預(yù)判和事故分析,應(yīng)急狀態(tài)等級(jí),救援計(jì)劃和協(xié)調(diào)配合出現(xiàn)脫節(jié);工程搶險(xiǎn)能力期間操作人員沾染放射性物質(zhì),表明救援動(dòng)作操作失誤,需要加強(qiáng)重點(diǎn)單項(xiàng)演練。輻射監(jiān)測(cè)能力上,數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采樣分析能力需加強(qiáng)訓(xùn)練。核素種類鑒別及污染區(qū)的劃分、人員車輛的污染程度劃分基本達(dá)標(biāo),說(shuō)明整體輻射監(jiān)測(cè)能力不足。輻射防護(hù)水平的最大隸屬度落在合格范圍,在個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)和防護(hù)、非應(yīng)急人員防護(hù)行動(dòng)方面都存在著疏漏。事故后果評(píng)價(jià)方面,對(duì)于運(yùn)行控制室事故信息的采集分析及通報(bào)要提高速度和精確度。應(yīng)急救援能力上,人員搜救方面,在危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)、人員定位以及人員營(yíng)救方面須多加訓(xùn)練;清障能力方面,常規(guī)的升降、搬運(yùn)和牽引負(fù)荷、支撐和穩(wěn)固,無(wú)線遠(yuǎn)距離機(jī)器人操作方面需要重點(diǎn)關(guān)注;去污洗消方面洗消材料的準(zhǔn)備和檢驗(yàn)有待加強(qiáng);疏散撤離方面,應(yīng)急撤離規(guī)劃路線及集合點(diǎn)的隱蔽訓(xùn)練有待加強(qiáng);醫(yī)療救援水平總體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)良好,固體廢物處理粉碎壓縮,封裝運(yùn)輸流程需要進(jìn)行重點(diǎn)訓(xùn)練。
從總體來(lái)看,此次演習(xí)物資設(shè)施配備齊全完善,事故處置應(yīng)對(duì)比較合理。分隊(duì)的裝備和設(shè)備基本能夠滿足核應(yīng)急工作的要求,參演人員具備核應(yīng)急知識(shí)和一定核應(yīng)急訓(xùn)練培訓(xùn),應(yīng)急方案和預(yù)案較為完善;演習(xí)響應(yīng)程序及時(shí)有效,啟動(dòng)過(guò)程合理,分隊(duì)集結(jié)迅速,儀器準(zhǔn)備正確,個(gè)人防護(hù)及通訊器材配備恰當(dāng);技術(shù)支持能力先進(jìn)可靠,儀器設(shè)備先進(jìn)、操作熟練,數(shù)據(jù)記錄方法合理有效,數(shù)據(jù)處理方法科學(xué)規(guī)范;分隊(duì)成員崗位職責(zé)明確、執(zhí)行力強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)和撤離過(guò)程中的放射性污染檢查過(guò)程操作正確。但演練過(guò)程仍存在不足之處。參演人員在人員搜救、清障和去污洗消方面,需要重點(diǎn)突破;演練過(guò)程中出現(xiàn)脫節(jié),協(xié)調(diào)合作能力不足,后續(xù)工作應(yīng)加大團(tuán)隊(duì)聯(lián)動(dòng)合作;演練結(jié)束后,對(duì)演練出現(xiàn)的問(wèn)題和總結(jié)流于表面,不夠重視,應(yīng)成立專項(xiàng)小組監(jiān)督跟蹤演練預(yù)案與演練計(jì)劃的改進(jìn)情況,豐富演練資源。
本文利用德?tīng)柗品ㄐ纬闪艘院藨?yīng)急演練能力總目標(biāo),以應(yīng)急準(zhǔn)備能力、應(yīng)急保障能力、應(yīng)急指揮能力、應(yīng)急響應(yīng)能力、應(yīng)急救援能力、應(yīng)急恢復(fù)能力、總體演練效果評(píng)價(jià)為7個(gè)一級(jí)指標(biāo)和27個(gè)二級(jí)指標(biāo)的核應(yīng)急救援演練評(píng)估指標(biāo)體系,并構(gòu)建多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)各級(jí)指標(biāo)量化,利用AHP進(jìn)行權(quán)重分配及一致性檢驗(yàn)。以M310核電站長(zhǎng)期超壓安全殼救援演練為例,驗(yàn)證了該評(píng)估模型的有效性。然而現(xiàn)有的指標(biāo)體系還可進(jìn)行下一級(jí)指標(biāo)的細(xì)化,未來(lái)將繼續(xù)開(kāi)展子級(jí)指標(biāo)構(gòu)建與模型優(yōu)化等工程應(yīng)用研究工作。
致謝感謝中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所核應(yīng)急與概率安全課題組提供的幫助和指導(dǎo),感謝安徽省鉛基堆核應(yīng)急專家提供的信息參考及數(shù)據(jù)幫助。
作者貢獻(xiàn)聲明阮方:手稿撰寫,調(diào)查,方法設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)分析,軟件應(yīng)用;申超:方法指導(dǎo),模型概念化,調(diào)查;程遠(yuǎn):模型概念化,方法指導(dǎo),軟件應(yīng)用;朱婧嫻:數(shù)據(jù)驗(yàn)證,資源,監(jiān)管;欒飛:軟件應(yīng)用,數(shù)據(jù)驗(yàn)證,監(jiān)管;汪建業(yè):資金支持,項(xiàng)目管理,資源,監(jiān)管。