冷源 張明廣 燕然 桂陽 李陽

（南京工業(yè)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省城市與工業(yè)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京210009）

易燃液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸燃爆事故演化概率研究*

冷源 張明廣 燕然 桂陽 李陽

（南京工業(yè)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省城市與工業(yè)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京210009）

為了分析不同情況下的易燃液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸事故演化為火災(zāi)、爆炸事故的可能性，統(tǒng)計了近年來746起相關(guān)事故，對事故發(fā)生時間、道路、初發(fā)事故形式、運(yùn)載?；啡急ｋU性及事故演化情況進(jìn)行總結(jié)，利用變異系數(shù)法得出量化后的評價指標(biāo)權(quán)重，通過事故過程中多因素耦合對燃爆演化率的綜合影響強(qiáng)度計算其燃爆演化概率，結(jié)合質(zhì)量控制法劃分該類事故的高、低事故率閾值，評價燃爆演化概率危險水平。

易燃液態(tài)?；?道路運(yùn)輸事故 多因素耦合 燃爆演化概率

0 引言

公路網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展為危險化學(xué)品的道路運(yùn)輸提供了發(fā)展契機(jī)，但隨之而來的是運(yùn)輸過程中事故量的增加。危險化學(xué)品道路運(yùn)輸事故較一般運(yùn)輸事故而言，其衍生事故后果更為嚴(yán)重，往往帶來巨大的環(huán)境破壞和生命財產(chǎn)損失 ，其中涉及到易燃液體的道路運(yùn)輸無論是在運(yùn)輸量還是事故損失中都占據(jù)此類事故相當(dāng)大的比例。近年來，我國已發(fā)生多起液態(tài)?；诽貏e重大事故 ，如2014年3月1日兩輛?；饭捃囋跁x濟(jì)高速巖后隧道發(fā)生追尾相撞造成甲醇泄漏起火引發(fā)爆炸，造成40人死亡、12人受傷和42輛車燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失8 197萬元；同年7月19日在滬昆高速上，裝載乙醇小貨車與客車相撞后燃燒，造成43人死亡，多人重傷。

為了了解該類事故的規(guī)律性，很多學(xué)者對該類歷史事故進(jìn)行了研究，任常興［1］從火災(zāi)風(fēng)險角度分析了事故場景的演變模式，建立危險品運(yùn)輸風(fēng)險指數(shù)評價法對運(yùn)輸危險品的潛在風(fēng)險進(jìn)行快速評估；袁雄軍等［2］從危險化學(xué)品泄漏事故演化機(jī)理著手，對事故后的演變路徑進(jìn)行研究。國外研究方面，AMBITUUNIA等［3］對石化類危化品道路運(yùn)輸事故進(jìn)行分析 ，以此為基礎(chǔ)改進(jìn)了傳統(tǒng)的評價、監(jiān)管方式；RONZA A等［4］提出利用已有的交通事故數(shù)據(jù)庫中的信息對該類事故的泄漏風(fēng)險以及燃爆事故可能性進(jìn)行研究。

在液態(tài)危險化學(xué)品道路運(yùn)輸事故眾多后果中，燃爆類事故對周圍產(chǎn)生的傷害最為直接、猛烈，應(yīng)作為應(yīng)急救援時考慮的重點(diǎn)。目前與之相關(guān)的研究主要集中于該類事故燃爆后果的破壞性上，而對其演化可能性的討論較少。這方面的研究難點(diǎn)在于：①事故數(shù)據(jù)缺陷-目前雖然安監(jiān)部門以及一些機(jī)構(gòu)、學(xué)者都做過相關(guān)事故統(tǒng)計，但統(tǒng)計內(nèi)容針對性有限，難以從中挖掘出此類事故演化規(guī)律；②事故耦合機(jī)理復(fù)雜-時刻變化的運(yùn)輸環(huán)境及多樣的?；贩N類再加上演化過程中各種不確定因素 ，導(dǎo)致其中耦合機(jī)理難以被掌握；③事故難以實(shí)驗(yàn)性-事故本身存在較大的偶然性與危險性 ，不適合用實(shí)驗(yàn)的方式對其進(jìn)行研究［5］。上述難點(diǎn)使得在研究該類事故燃爆演化概率的過程中所用的方法過于主觀模糊，結(jié)果一概而論，不能與實(shí)際情況相結(jié)合。

針對這一情況，筆者統(tǒng)計了2012—2015年間共746起液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸事故（其中88起為燃爆事故）：統(tǒng)計的信息來源為各類政府事故信息網(wǎng)站和主流新聞媒體。分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，總結(jié)此類事故的特征；將統(tǒng)計內(nèi)容轉(zhuǎn)化為量化指標(biāo)，通過變異系數(shù)法計算各指標(biāo)在演化過程中的作用權(quán)重；結(jié)合各因素對燃爆事故的影響強(qiáng)度，計算綜合條件下的事故燃爆演化概率 ；通過質(zhì)量控制法劃分該類事故燃爆演化率的高、低危險性閾值。具體研究步驟見圖1。

圖1 研究步驟

1 事故案例統(tǒng)計及分析

與此類事故的后續(xù)演化相關(guān)的主要內(nèi)容包括初發(fā)事故類型、車輛及危險化學(xué)品情況、環(huán)境、救援等。但在實(shí)際統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)大多事故報道僅部分信息介紹較為完整，為了保證事故的樣本容量，最終選擇報道中均有說明的事故時段、道路等級、初發(fā)事故形式以及?；烽W點(diǎn)4類信息作為統(tǒng)計項目。由統(tǒng)計結(jié)果可知，上述4類統(tǒng)計項目的情況分別如表1。

筆者將此類事故的主要類型分為交通類事故與車輛故障，分別有553，193起，其具體事故類型及后續(xù)演化如圖2、圖3。罐車發(fā)生側(cè)翻事故的原因較多，但很多報道中沒有具體說明，所以在此將車輛最終處于傾倒?fàn)顟B(tài)的事故均判定為“側(cè)翻”而不計為其他；統(tǒng)計中的“燃爆”為涉及運(yùn)載危險化學(xué)品的起火、爆炸事故，而僅車輛外部的燃燒事故均計為“車輛起火”。

圖2交通類事故統(tǒng)計

圖3 故障類事故統(tǒng)計

2 多因素耦合下的燃爆事故演化研究

易燃液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸事故在演化過程中受到眾多因素影響，其與事故結(jié)果之間存在著極為復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性，目前尚未能建立合理有效的演化模型來描述其中機(jī)理［6］。本文采取對歷史事故數(shù)據(jù)挖掘的方法進(jìn)行研究，通過分析事故時段、道路等級、初發(fā)事故形式以及?；烽W點(diǎn)與燃爆事故間的聯(lián)系，以計算各條件下的燃爆演化概率。其中初發(fā)事故形式、?；烽W點(diǎn)直接決定著燃爆事故的可能性，而事故時段、道路等級則是通過影響救援力量的到場時間、應(yīng)急處置的難度、應(yīng)急隊伍水平等方式來間接影響最終結(jié)果。

2.1 統(tǒng)計指標(biāo)的量化與標(biāo)準(zhǔn)化

上述4類評價指標(biāo)在事故報道中主要以文字的描述方式體現(xiàn)，由于數(shù)據(jù)來源不同，統(tǒng)計內(nèi)容較為雜亂，使得信息難以被進(jìn)一步挖掘，并且各指標(biāo)有著不同的量綱使其相互之間難以比較，所以需要將這4類指標(biāo)量化、標(biāo)準(zhǔn)化后才能討論其與燃爆事故之間的關(guān)聯(lián)性?？紤]到此類研究在指標(biāo)賦值階段常用的層次分析法、德爾菲法等方法摻雜較多的主觀因素 ，難以保障結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文先將統(tǒng)計內(nèi)容聚類，然后用聚類后各類指標(biāo)的燃爆轉(zhuǎn)化概率作為其標(biāo)準(zhǔn)化賦值（具體見表1），由此將定性的文字描述轉(zhuǎn)化為與燃爆演化相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

賦值后發(fā)現(xiàn)，如危化品閃點(diǎn)中的“液化天然氣”、事故類型中的“側(cè)翻”燃爆轉(zhuǎn)化率低于同類中的其他因素，與我們的主觀經(jīng)驗(yàn)有所出入。筆者根據(jù)實(shí)際情況分析，液化氣運(yùn)輸車輛的安全防護(hù)性能遠(yuǎn)高于一般液體運(yùn)輸車輛，且救援力度大，容易遏制其演化為燃爆事故；而現(xiàn)在罐車大多裝有側(cè)翻防泄漏裝置 ，對于車輛側(cè)翻后的罐體保護(hù)比較到位，燃爆危險性反而相對較小。經(jīng)此也可以看出，基于事故數(shù)據(jù)的指標(biāo)賦值方法能夠更為客觀地反映事故的危險性，暴露出主觀經(jīng)驗(yàn)判斷的誤區(qū)和盲點(diǎn)。

表1統(tǒng)計指標(biāo)量化

2.2 基于變異系數(shù)法的各指標(biāo)權(quán)重計算

各類指標(biāo)在事故發(fā)展過程中起的作用不同，其與燃爆演化后果之間的關(guān)聯(lián)性大小也不相同，為了得出在其耦合作用下的燃爆演化概率，需先分析評價指標(biāo)之間的權(quán)重關(guān)系。

從對相關(guān)問題的深度分析過程中，逐步認(rèn)識到為了增強(qiáng)多媒體設(shè)備的使用效能，彌補(bǔ)現(xiàn)階段多媒體管理缺陷，關(guān)鍵是引入高新智慧型管理技術(shù)，提高設(shè)備管理水平和使用效率，助推學(xué)校管理現(xiàn)代化。多媒體技術(shù)水平較高，基于技術(shù)管理工作的考慮，管理人員需要持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新工作，以現(xiàn)代高效的管理手段，增強(qiáng)管理工作的便捷性，確保多媒體技術(shù)設(shè)備的合理使用。以下提出三種智慧型門禁管理多媒體設(shè)施、設(shè)備的自動化系統(tǒng)，分析研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、完善系統(tǒng)功能。

變異系數(shù)法是一種基于觀測值之間離散程度的權(quán)重計算方法，該方法的基本思想是：在多指標(biāo)構(gòu)成綜合評價體系中，如果某項指標(biāo)在所有被評價對象上觀測值的變異程度較大，說明其更能反映被評價單位的差距，應(yīng)當(dāng)被賦予更高的權(quán)重，反之則應(yīng)賦予較低權(quán)重。相比于傳統(tǒng)研究中常用的主觀賦權(quán)方法，變異系數(shù)法能夠有效避免經(jīng)驗(yàn)判斷所帶來的誤差，具有較強(qiáng)的客觀性。利用變異系數(shù)法對各指標(biāo)賦權(quán)的過程為計算變異系數(shù)（如式1）以及計算權(quán)重（如式2）。

式中，Si，xi分別為各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差、平均數(shù)。

根據(jù)上述步驟，運(yùn)用變異系數(shù)法對88起液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸燃爆事故的各項指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計算，最終結(jié)果見表2。

表2各指標(biāo)燃爆演化權(quán)重計算

3 燃爆演化概率的計算及危險性判定

在研究多因素條件下燃爆事故的演化概率時，通過對事故歷史數(shù)據(jù)的挖掘，解決由該類事故的高偶然性與危險性造成的不可實(shí)驗(yàn)問題。該方法的關(guān)鍵在于掌握各因素對事故燃爆演化的影響強(qiáng)度［7］。

3.1 綜合影響強(qiáng)度下的燃爆演化率

單因素對于燃爆事故的影響強(qiáng)度可通過評價指標(biāo)內(nèi)該因素與其他情況下事故的燃爆轉(zhuǎn)化率的比較確定，具體計算如式（3），各因素對燃爆事故的影響強(qiáng)度的計算結(jié)果見表1中“影響強(qiáng)度”一欄。

式中，ρij為i類評價指標(biāo)中j情況對其演化為燃爆的影響強(qiáng)度，rij為i類評價指標(biāo)中j情況下事故的燃爆轉(zhuǎn)化率，Rij為i類評價指標(biāo)中j情況以外的事故燃爆轉(zhuǎn)化率。

為了客觀描述事故燃爆可能性，還要分析多因素耦合情況下的綜合影響強(qiáng)度?？紤]到各指標(biāo)在其中的影響力不同，需要在單因素的事故影響強(qiáng)度基礎(chǔ)上根據(jù)指標(biāo)作用大小進(jìn)行加權(quán)處理，具體計算方法為

3.2 燃爆演化率的危險性判定

通過上述方法計算出事故的燃爆演化概率后，制定科學(xué)的評判標(biāo)準(zhǔn)來確定其所處的危險水平可以協(xié)助救援人員作出合理的應(yīng)急決策，減少處理過程中的風(fēng)險。本文采用質(zhì)量控制法［8］，在平均燃爆事故演化概率的基礎(chǔ)上劃分其危險性的高、低閾值。

首先假定危化品道路運(yùn)輸事故燃爆演化率服從事故頻率的泊松分布，即在時間t內(nèi)，發(fā)生n起液態(tài)危化品燃爆事故的概率可用式6。

假設(shè)這一分布的置信水平取95%，統(tǒng)計常數(shù) α取1.96，則燃爆演化率的高、低臨界值P＋k，P－k分別為

其中，P為所統(tǒng)計液態(tài)?；返缆愤\(yùn)輸事故演化為燃爆事故的平均概率（在此取88／746＝0.118），Q為所統(tǒng)計液態(tài)危化品道路運(yùn)輸事故樣本數(shù)（在此取746）。

由此算得，事故的燃爆演化率所處的危險水平區(qū)域可分為高危險性：Pk≥0.131；正常危險性：0.131＞Pk≥0.106；低危險性：Pk＜0.106。

3.3 案例分析

一裝載汽油罐車于晚間在高速公路發(fā)生追尾事故，則其“事故時段”、“道路等級”、“初發(fā)事故形式”、“?；烽W點(diǎn)”的單因素影響強(qiáng)度計算如表3。

表3單因素影響強(qiáng)度

則該起事故的綜合影響強(qiáng)度 ρk計算值為1.772，燃爆演化概率Pk計算值為0.209。其燃爆演化概率處于高危險性區(qū)域（Pk≥0.131），所以需要對其給予足夠重視，應(yīng)迅速趕往現(xiàn)場進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

在易燃液態(tài)危險化學(xué)品道路運(yùn)輸?shù)臍v史事故數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立了燃爆演化概率的計算方式，并設(shè)置針對這一概率的危險性評判標(biāo)準(zhǔn)，能夠根據(jù)事故發(fā)生的時間、道路、所運(yùn)載易燃液體危險性以及初發(fā)事故形式與事故燃爆演化進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，計算出事故可能的燃爆演化概率。相對于傳統(tǒng)的研究方法，本文所選用的變異系數(shù)法、綜合影響強(qiáng)度及質(zhì)量控制法都是結(jié)合實(shí)際事故數(shù)據(jù)的客觀計算方法，能夠有效避免主觀經(jīng)驗(yàn)在賦值、評估過程中帶來的干擾，協(xié)助事故后的應(yīng)急救援工作的開展。

目前我國尚未建立針對危險化學(xué)品道路運(yùn)輸?shù)膶I(yè)數(shù)據(jù)庫，隨著危化品運(yùn)輸車輛信息監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，每天都會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，從這些信息中能夠發(fā)現(xiàn)很多有價值的規(guī)律，所以行業(yè)應(yīng)該引入更多數(shù)據(jù)挖掘、處理技術(shù)，保障危險化學(xué)品在道路流動過程的安全高效。

［1］任常興，王婕，呂東，等 .易燃易爆危險品道路運(yùn)輸風(fēng)險指數(shù)評價法［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2012，38（8）：17－19.

［2］袁雄軍，畢海普，周寧，等.危險化學(xué)品泄漏事故演化機(jī)理研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2014，40（2）：21－24.

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［5］卜全民，童星.我國危險化學(xué)品道路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀與對策研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2012，38（4）：90－93.

［6］劉萌斐，錢瑜，夏秋.基于層次分析和模糊綜合評價的區(qū)域危險品道路運(yùn)輸事故概率評估［J］.安全與環(huán)境工程，2014（6）：171－176.

［7］過秀成.公路交通事故黑點(diǎn)分析技術(shù)［M］.南京：東南大學(xué)出版社，2009.

［8］裴玉龍.道路交通事故多發(fā)點(diǎn)質(zhì)量控制鑒別法的改進(jìn)［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006（1）：97－100.

Study on the Combustion－Explosion Accident Evolution Probability of Flammable Liquid Hazardous Chemical Roadway Transportation

LENG Yuan ZHANGMingguang YAN Ran GUIYang LIYang
（Jiangsu Key Laboratory of Urban and Industrial Safety，Collegeof Safety Science and Engineering，Nanjing University of TechnologyNanjing210009）

This paper intends to obtain the evolution probability of combustion－explosion accidents which occur in flammable liquid hazardous chemical roadway transportation.For the said research purpose，746 related accidentswere statistically analyzed inorder tomaster thegeneral featuresand lawsof such incidentsbased on the time，roads，typesand hazardous chem icalsof the accidents.According to the variance coefficientmethod，the indexweightswere calculated after they had been quantized and standardized.Based on the comprehensive influencing intensity ofmulti factor coupling in the accidenton theevolution of combustion orexplosion，the finalevolution probability isobtained.The risk thresholdsof the probability under different conditionswere evaluated combinedwith the quality controlmethod.

flammable liquid hazardous chemicals roadway transportation accident multi factor coupling combustion－explosion evolution probability

冷源，男，1990年生 ，碩士 ，主要從事危險化學(xué)品道路運(yùn)輸事故研究。

2015－10－21）

江蘇省自然科學(xué)基金（BK2012824），江蘇省研究生創(chuàng)新工程（SJLX_0353），2014南京工業(yè)大學(xué)校內(nèi)自選課題（基于大數(shù)據(jù)的危險化學(xué)品公路運(yùn)輸事故實(shí)時情景構(gòu)建基礎(chǔ)研究）。

張明廣，男，副教授，博士，主要從事化工過程安全及風(fēng)險評價、城市公共安全研究。