摘要:加油站儲存有大量的易燃、易爆的油類燃料,是城市中的重大危險源,一旦泄露,就可能發生火災、爆炸等事故,其后果相當嚴重,因此對加油站的安全評價具有現實而又重要的意義。本文鑒于加油站的特點,提出以安全檢查表(SCL)和模糊綜合評價(FCE)為手段,建立一種新的加油站安全評價模型。首先利用安全檢查表分析、找出存在的危險有害因素從而構成安全評價指標體系,同時對每個因素進行評分,然后利用層次分析法計算指標權重,再次通過模糊評判方法計算出加油站隸屬于各個安全等級的評價結果矩陣,最后得出加油站的安全等級。實踐證明該方法符合加油站系統的特點,有較強的實用性。
關鍵字:加油站 安全檢查表 模糊數學 層次分析法 模糊綜合評價 安全評價
0引言
隨著社會的進步和汽車工業的迅速發展,加油站的規模不斷擴大,據統計全國加油站的數量超過了10萬。由于加油站儲存大量的易燃、易爆的油類燃料,可能給加油站工作人員、用戶、周圍的人群以及環境造成一定程度上的風險和危害,成為城市中一個重大危險源。因此為了加強對加油站的安全管理和防止火災爆炸事故的發生,對加油站進行安全評價是必要的。關于對加油站的安全評價有許多方法,例如事故樹分析、F&EI分析、模糊評判分析等。但這些方法不夠全面,有的是從定性角度有的是從定量角度,評價出的結果往往悖與實際情況,本文結合以上方法的優點,研究了一種新的用于加油站安全現狀評價的模型:利用安全檢查表和模糊數學相結合,通過安全檢查表,分析系統的安全現狀制定評價指標體系和根據現場專家的打分給出安全評價矩陣,同時用模糊數學的計算方法計算出各個因素的權重和模型生成,從定性和定量兩個方面對加油站系統進行全面的分析和計算,最后判斷加油站的安全狀況。
1 安全檢查表建立加油站安全評價指標體系
安全檢查表分析是安全評價的一種方法,通過安全檢查表能夠找到發生事故的原因,通過分析原因可以查找系統的缺陷,提出加強管理的途徑[1],同時也能夠讓管理人員認識到事故發生的可能途徑,采用安全檢查表從人、物、環境、管理等方面分析,得到評價指標體系的相關因素和各自的評價得分。為下一步的模糊評判做準備。
1.1加油站安全檢查表分析
根據加油站的特性,其發生事故的類型主要有泄露、火災和爆炸。下面針對這兩種模型進行安全檢查表分析。
找出了加油站發生泄露和火災爆炸的主要影響因素。其結果如下圖1、圖2。
1.2 加油站發生火災、爆炸事故的相關因素分析
通過安全檢查表對加油站系統的分析,得到了能夠導致發生火災、爆炸事故的主要原因,這樣對其進行評價時,就能清楚的認識到加油站安全評價所涉及到的方面。從上圖可以清楚的看出得到影響加油站安全的主要因素有:安全管理、經營儲存場所及條件、消防設施、操作安全、平面布置。
1.3加油站安全評價體系的建立
通過對安全檢查表結果的分析和加油站發生事故的特點,建立加油站的安全評價指標體系[2]~[3],如下圖3,同時該指標體系也是下一步進行模糊數學處理的基礎。
1.4加油站評分標準
為了能夠從定量的角度評價加油站的安全狀況,分別根據評價對象指定了五張自檢查表,每張以百分為滿分,給出了分數和安全級別的對應關系,如表1。
2模糊評價的數學模型
2.1層次分析法確定權重
通過模糊數學的層次分析法結合加油站的安全評價指標體系確定子系統的權重值。一般步驟為[4]:
(1)建立優先矩陣F=(fij)m×n
式中,s(i)和s(j)分別表示指標fi和fj的相對重要度性程度。
定義 若矩陣R=(rij)m×n滿足rij=rik-rjk+0.5,則稱為模糊一致矩陣。
(2)把優先矩陣F改造為模糊一致矩陣R,方法為:
然后做行變換:
(3)指標權重計算
模糊一致矩陣每行元素的和(不含自身比較)
不含對角線元素的總和:
由于ni表示指標i相對于上層次目標的重要性,所以對ni歸一化即可得到各項指標的權重
2.2模糊數學在安全評價中的應用
模糊數學綜合評價模型的建立如下[5]~[9]:
(1) 確定系統的綜合評價集合U
(2) 確立系統綜合評價的評語集V:
(3) 對U集合中各因素確定因素的重要度
(4) 由U、V之間的關系得出評價矩陣B,對U中的ui做單因素評判,從因素ui來確定評語集Vj(j=1,2.,3…m)的隸屬度bij這樣就得到一個ui的單因素評價集Bi= ;U中所有因素的評價集為B。
(5) 得到系統的綜合評價矩陣A
3加油站模糊評價模型
通過安全檢查表的分析和《汽車加油站設計與施工規范》(GB50156-2002)對加油站的評價體系指標如上圖3,得出其評價指標體系中五個子系統,對兩層因素進行綜合評判,從圖3可以得到:
3.1計算權重
3.1.1主因素U的權重值
首先根據層次分析法計算出主因素U的權重值。
(1)建立U1~U5的優先矩陣
(2)一致性矩陣R的 構造
3.1.2子因素權重的計算
子因素的權重計算和主因素U的權重計算的原理一樣,在此就不一一計算,通過計算得到
w1k=(0.75,0.25), w2k=(0.375,0.2083,0.0.2917,0.125),w3k=(0.5,0.5), w4k=(0.75,0.25), w5k=(0.75,0.25)
3.2根據評價指標體系建立各評價的子因素
U1=(u11,u12)=(管理制度,安全組織)
U2=(u21,u22,u23,u24)=(防靜電設備,防雷電設備,防爆設備,油罐管線等)
U3=(u31,u32)=(固定式消防設備,移動式消防設備)
U4=(U41,U42)=(加油作業規程,卸油作業規程)
U5=(u51,u52)=(油罐安全距離,加油機安全距離)
3.3 各評價的子因素權重Wi分配
U1=(u11,u12)= (0.75,0.25)
U2=(u21,u22,u23,u24)= (0.375,0.2083,0.0.2917,0.125)
U3=(u31,u32)= (0.5,0.5)
U4=(U41,U42)= (0.75,0.25)
U5=(u51,u52)= (0.75,0.25)
3.4建立評價矩陣
建立評語集合V= (好,較好,中,較差,差),根據安全檢查表的專家評分結果,得出評價矩陣Bi。
3.5求各因素的評價矩陣
然后根據公式Ai=WiTR,求出各因素的評價矩陣Ai。
3.6歸一化處理
根據公式Ci= 對評價矩陣Ai進行歸一化處理
3.7 建立總評價矩陣B
B=(A1,A2,A3,A4,A5)T
3.8求綜合因素評價矩陣
由公式A=W••B求出綜合因素評價矩陣
3.9加油站安全系統總得分
綜合因素評價表明了系統的安全狀態按五個等級評價時所得到的結果的分布,若每一項按百分制給出,通過安全檢查表的應用分別對上述五個系統,并參照評分的結果,系統的最后評價總得分可表示為:
F=e1c1+e2c2+e3c3+e4c4+e5c5,其中ei值按照表一對照使用。
同時根據下表判斷加油站的安全等級
4 應用實例
以徐州三環路上某加油站為例,通過實際計算闡明該評價模型在加油站安全評價中的應用。
(1)現場通過專家根據安全檢查表的內容,對加油站現狀進行評價,通過評價得到加油站的評價指標體系和得到了評價矩陣Bi:
(2)根據公式A=W•B,得出各個因素評價矩陣如下:
(3)得到總評價矩陣
(4)綜合因素評價矩陣
可知,系統最后的總得分位于80~90區間內,對照安全等級判定表判定此加油站安全等級為“較好”。
5結論
(1)通過安全檢查表分析可以分析系統存在的問題,從而能夠認識到系統的缺陷,有助于系統的安全管理和提出相對應的安全措施。
(2)針對加油站安全評價的多因素影響性、不確定性,采用模糊數學的處理方法更能夠真實、客觀的反應出加油站的安全狀況。
(3)該安全評價模型的建立,不但利用了安全檢查表這種方法從定性角度分析了系統存在危險有害因素,而且對比較難于量化評價的因素指標通過模糊綜合評價模型的建立從定量角度進行了計算,最后得到了評價結果,使對加油站系統的評價在主觀和客觀上能相對統一,這對加油站的安全管理工作和安全現狀評價的客觀性有重要的現實意義。
(4)進一步對安全評價模型分析可以發現,在利用安全檢查表對系統評價分析時,由于人員的認識和經歷不同,對同一問題的看法不一致,必然影響評分結果和真實狀況存在一定的差異。所以在專家應根據每個加油站的不同情況,客觀真實地按照編制的安全檢查表公正、科學地給出評分,作為下一步工作的基礎,以期望得到與實際情況較為符合的評價結果。