李雪銘, 張春花,2, 夏春光, 武傳表

(1.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院， 遼寧 大連 116029； 2.大連市國(guó)土資源發(fā)展研究中心， 遼寧 大連 116009；3.大連市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局， 遼寧 大連 116001； 4.遼寧師范大學(xué) 歷史文化旅游學(xué)院， 遼寧 大連 116081)

基于人居安全視角的化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
——以大連大孤山半島化工園區(qū)為例

李雪銘1, 張春花1,2, 夏春光3, 武傳表4

(1.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院， 遼寧 大連 116029； 2.大連市國(guó)土資源發(fā)展研究中心， 遼寧 大連 116009；3.大連市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局， 遼寧 大連 116001； 4.遼寧師范大學(xué) 歷史文化旅游學(xué)院， 遼寧 大連 116081)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)安全事故和存在的隱患也呈上升態(tài)勢(shì)，本文從人居安全視角出發(fā)，建立了化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用突變理論模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以大連大孤山半島化工園區(qū)為例進(jìn)行了實(shí)證分析.結(jié)果顯示：大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)每年呈遞增趨勢(shì)； 2009年和2011年大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平處于不安全狀態(tài)； 2012年園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平達(dá)到一般安全狀態(tài)，2013年開始進(jìn)入安全狀態(tài)；園區(qū)存在安全生產(chǎn)投入不夠、安全管理不足等方面的問(wèn)題.

人居安全；突變理論；安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；化工園區(qū)

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的今天，石油化工逐漸成了地方支柱產(chǎn)業(yè)，由于其具有多發(fā)性、多樣性、高危性，致使社會(huì)關(guān)注度急劇上升，生產(chǎn)安全事故和存在的隱患也呈上升態(tài)勢(shì)[1].僅2013年，我國(guó)就發(fā)生化工和危險(xiǎn)化學(xué)品較大事故19起、死亡128人.其中，“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故，造成62人死亡、136人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失7.5億元，帶來(lái)了巨大的災(zāi)難[2]，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定[3].

從人居安全視角出發(fā)，建立了由4個(gè)準(zhǔn)則層、7個(gè)中間層以及35個(gè)底層指標(biāo)構(gòu)成的化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用基于突變理論的突變級(jí)數(shù)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以大連大孤山半島化工園區(qū)為例進(jìn)行了實(shí)證分析，為全國(guó)化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理、化工園區(qū)(聚集區(qū))綜合管理起到良好的示范和借鑒作用，促進(jìn)全國(guó)石化行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展[4-5].

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

基于人居安全視角，根據(jù)系統(tǒng)性、科學(xué)性、突出性、可操作性、時(shí)效性等原則，在借鑒相關(guān)研究成果[6-10]和咨詢有關(guān)專家基礎(chǔ)上，根據(jù)化工園區(qū)的具體特點(diǎn)以及園區(qū)數(shù)據(jù)資料[11-12]，構(gòu)建基于人居安全的化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)[13-14].

表1 基于人居安全的化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

續(xù)表

1.2 評(píng)價(jià)方法

采用基于突變理論的突變級(jí)數(shù)法進(jìn)行化工園區(qū)的人居安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).該方法可以從初等突變理論推導(dǎo)出來(lái)，是一種多準(zhǔn)則綜合評(píng)價(jià)決策法，適用于內(nèi)部作用尚不明確知曉的研究[15].化工園區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)具有突發(fā)性，可以應(yīng)用突變理論的突變級(jí)數(shù)法，進(jìn)而確定事故的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí).

其勢(shì)函數(shù)：f(x)=x5+ax3+bx2+cx，狀態(tài)變量用字母x來(lái)表示，a、b、c、d為x的系數(shù)，它們表示對(duì)應(yīng)的控制變量.

平衡曲面方程：5x4+3ax2+2bx+c=0.

令F=f(x,c)的海森矩陣為零，奇點(diǎn)集：20x3+3ax+2b=0.

將該模型中的奇點(diǎn)集方程和平衡曲面方程聯(lián)立，可以消去x，從而得到模型中的分歧方程：

4 096a6-46 629b4+4 096c3=0.

寫成分解形式的分歧方程：a=-6x2,b=8x3,c=-3x4.

具體步驟為[16]：

第一，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將其分解為由若干評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的多層系統(tǒng).

第二，對(duì)底層指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化處理，產(chǎn)生一種在 0～1 之間取值越大越優(yōu)型的多維突變模糊隸屬度值.公式中的a、b和c三個(gè)控制變量表征狀態(tài)變量x的特征，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)度量單位和取值范圍不同，彼此間不可比.

第三，歸一化之前，應(yīng)將控制變量初始值轉(zhuǎn)化到 0～1 范圍內(nèi)，形成無(wú)量綱化數(shù)值，則可以比較.

第四，按照歸一公式進(jìn)行量化遞歸計(jì)算，可得系統(tǒng)的總突變隸屬度值.依據(jù)初始模糊隸屬函數(shù)值計(jì)算出x值時(shí)，必須遵循“非互補(bǔ)”與“互補(bǔ)”原則.互補(bǔ)原則是指不同的控制變量之間的關(guān)聯(lián)程度較大，能夠相互補(bǔ)充缺點(diǎn)，這樣的互補(bǔ)型指標(biāo)，通過(guò)歸一運(yùn)算，得出的x值較為接近，取平均值作為整個(gè)系統(tǒng)的x值.非互補(bǔ)原則是指一個(gè)指標(biāo)中往往包含多個(gè)控制變量，若這些變量之間沒(méi)有相關(guān)性，不可相互彌補(bǔ)，則稱為非互補(bǔ)型指標(biāo)，當(dāng)對(duì)非互補(bǔ)性指標(biāo)進(jìn)行歸一運(yùn)算時(shí)，系統(tǒng)的x值應(yīng)取各變量對(duì)應(yīng)的突變級(jí)數(shù)值中的最小值.

第五，重復(fù)以上步驟可算出系統(tǒng)總突變隸屬函數(shù)值，據(jù)此綜合評(píng)價(jià)不同系統(tǒng).

2 實(shí)證分析

2.1 研究區(qū)域

大連市化工園區(qū)最具代表性和典型性的是大孤山化工園區(qū)，大孤山化工園區(qū)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，大孤山化工園區(qū)集中了大連市絕大部分規(guī)模以上化工企業(yè)，大孤山化工園區(qū)的發(fā)展代表了大連市石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，是大連市老一代化工園區(qū)的典范.

2.2 原始數(shù)據(jù)的來(lái)源

評(píng)價(jià)所需的原始數(shù)據(jù)主要分為定量和定性兩種，2009—2014年定量指標(biāo)主要來(lái)自大孤山化工園區(qū)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，定性指標(biāo)主要根據(jù)大孤山2009—2014年每年產(chǎn)生安全事故情況、公共基礎(chǔ)性項(xiàng)目投入情況、應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)的配套設(shè)備完善情況、應(yīng)急資源儲(chǔ)備情況、企業(yè)與企業(yè)之間實(shí)際生產(chǎn)狀況、園區(qū)道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況等，同時(shí)參照行業(yè)專家的意見確定其分值.

2.3 評(píng)價(jià)過(guò)程

將收集的大孤山半島化工園區(qū)人居安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，運(yùn)用基于突變理論的突變級(jí)數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到如下結(jié)果，見表2、表3和表4.

表2 各層級(jí)突變隸屬度

表3 準(zhǔn)則層突變隸屬度

表4 人居安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

2.4 化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

根據(jù)平等分布函數(shù)原理可將綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為5個(gè)等級(jí)[17].化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平也可以劃分為5個(gè)等級(jí)水平：1.0(很安全)、0.8(安全)、0.6(一般安全)、0.4(不安全)、0.2(極不安全)，見表5.

表5 化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平分級(jí)表

2.5 評(píng)價(jià)結(jié)論

2.5.1 評(píng)價(jià)結(jié)果 參考化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平分級(jí)表，計(jì)算表明，大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)每年呈遞增趨勢(shì)，結(jié)合表5人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2009年和2011年大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平處于不安全狀態(tài)，到了2012年園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)水平達(dá)到一般安全狀態(tài)，2013年開始進(jìn)入安全狀態(tài)，且2014年也保持在安全狀態(tài)水平.這主要是由于2010年7月16日大連新港一艘外籍油輪引發(fā)輸油管道爆炸、造成430余km2海域污染，引發(fā)強(qiáng)烈的社會(huì)影響，這次安全事故暴露了大孤山化工園區(qū)存在的隱患.社會(huì)各界開始對(duì)大孤山化工園區(qū)引起極度的關(guān)注.大連市政府從2010年7月之后，加強(qiáng)對(duì)園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)管理，在安全生產(chǎn)投入方面加強(qiáng)投入力度，并重視提高園區(qū)員工綜合素質(zhì)能力，增加園區(qū)應(yīng)急資源，加強(qiáng)園區(qū)防控體系建設(shè)，為此，2013年大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到了安全狀態(tài)，當(dāng)然并不代表園區(qū)不存在人居安全風(fēng)險(xiǎn)，還需要不斷完善各方面的措施，提高警惕，加強(qiáng)管理，提高園區(qū)的人居安全水平.

2.5.2 大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)存在問(wèn)題分析 盡管大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)每年呈遞增趨勢(shì)，2013年以來(lái)保持在安全狀態(tài)水平,但并不說(shuō)明大孤山化工園區(qū)人居安全不存在任何風(fēng)險(xiǎn),根據(jù)上述評(píng)價(jià)分析，大孤山化工園區(qū)人居安全風(fēng)險(xiǎn)主要存在如下問(wèn)題:

(1)園區(qū)安全生產(chǎn)投入不夠.大孤山化工園區(qū)現(xiàn)有消防隊(duì)站11個(gè)，其中現(xiàn)役消防隊(duì)站3個(gè)，分別是國(guó)儲(chǔ)油中隊(duì)、海上基地中隊(duì)和艦艇中隊(duì).政府專職隊(duì)站2個(gè)，分別是大孤山中隊(duì)、戰(zhàn)勤保障中隊(duì).企業(yè)專職隊(duì)站6個(gè)，分別是海港消防隊(duì)、大石化五中隊(duì)、西太平洋消防隊(duì)、海港戰(zhàn)勤隊(duì)、大洋船舶重工隊(duì)、大窯灣中隊(duì).據(jù)統(tǒng)計(jì)，大孤山化工園區(qū)消防人員共計(jì)434人，各類消防作戰(zhàn)車輛65臺(tái)，消防碼頭1座，消防艦艇2艘.共有消防水池26座，總量3 570.6 m3；泡沫站33座；消防水罐12座，總量48 000 m3；消防泵房22座；政消防栓83個(gè)；車輛吸水點(diǎn)6處.消防資源在空間分布上不均勻，且需增加消防力量.政府近幾年來(lái)每年都增加對(duì)大孤山的公共安全基礎(chǔ)項(xiàng)目投入，但相對(duì)于大孤山化工園區(qū)的生產(chǎn)來(lái)看，目前政府的公共安全基礎(chǔ)項(xiàng)目投入還是不夠，需要政府?dāng)U大對(duì)公共安全基礎(chǔ)項(xiàng)目的投入.

(2)園區(qū)安生管理存在不足.大孤山化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)的原料和產(chǎn)品存在一定的互供關(guān)系，除部分互供關(guān)系采用管道輸送外，企業(yè)大量原料的輸入和產(chǎn)品的輸出通過(guò)公路運(yùn)輸和碼頭運(yùn)輸.由于化工園區(qū)運(yùn)輸?shù)呢浳锒酁槲ｋU(xiǎn)化學(xué)品，致使碼頭、公路存在移動(dòng)危險(xiǎn)源，且這些危險(xiǎn)源的數(shù)量可能超過(guò)重大危險(xiǎn)源臨界量構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源.在危險(xiǎn)性物料的運(yùn)輸過(guò)程中務(wù)必加強(qiáng)交通運(yùn)輸管理，確保?；愤\(yùn)輸安全.

(3)社會(huì)各界對(duì)園區(qū)關(guān)注和監(jiān)督不夠.社會(huì)公眾對(duì)大孤山化工園區(qū)的敏感程度越來(lái)越高, 政府對(duì)大孤山化工園區(qū)也越來(lái)越重視,但社會(huì)公眾對(duì)大孤山化工園區(qū)企業(yè)入駐，危險(xiǎn)品的運(yùn)輸、安全基礎(chǔ)設(shè)施的投入、園區(qū)環(huán)境保護(hù)措施等方面的參與和監(jiān)督程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠.由于化工園區(qū)生產(chǎn)復(fù)雜，涉及面比較廣，受技術(shù)手段條件的限制，政府對(duì)大孤山化工園區(qū)的監(jiān)管還不健全，還存在漏洞.大孤山化工園區(qū)企業(yè)對(duì)于推行責(zé)任關(guān)懷意識(shí)淡薄，對(duì)保護(hù)大孤山化工園區(qū)周邊人居環(huán)境以及維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的責(zé)任意識(shí)淡薄.社會(huì)各界對(duì)大孤山化工園區(qū)的關(guān)注和監(jiān)督程度直接影響了其人居安全程度.

(4)園區(qū)環(huán)境有待進(jìn)一步改善.大孤山化工園區(qū)生活垃圾及廢物利用處理效果雖然較好，工業(yè)生活廢水處理達(dá)標(biāo)率能達(dá)到100%，但生活垃圾和工業(yè)生活廢水存在處理不及時(shí)，處理過(guò)程中技術(shù)手段不到位的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了園區(qū)人居環(huán)境.園區(qū)企業(yè)應(yīng)根據(jù)大孤山風(fēng)力條件和水熱條件，采取相關(guān)的應(yīng)急處理手段，防治特殊天氣給化工園區(qū)生產(chǎn)帶來(lái)危害，影響人居環(huán)境.大孤山化工園區(qū)各企業(yè)間相互影響比較大，在一定程度上增加了大孤山半島的人居安全的風(fēng)險(xiǎn).

[1] 馬占東,王凱,楊俊.濱海石化產(chǎn)業(yè)建設(shè)與城市人居環(huán)境發(fā)展研究——以遼寧省為例[J].海洋開發(fā)與管理,2012,29(9):43-45.

[2] 牛承章.國(guó)內(nèi)外事故案例[J].安全健康和環(huán)境,2014(12):43-51.

[3] 修春亮,祝翔凌．針對(duì)突發(fā)災(zāi)害:大城市的人居安全及其政策[J].人文地理，2003,18(5):26-30.

[4] 李雪銘,姜斌,楊波.城市人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)研究——以大連市為例[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2002,12(6):129-131.

[5] 曲風(fēng)臣,吳曉峰.化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)內(nèi)容探討[J].化學(xué)工業(yè),2012,30(11):27-30.

[6] 吳良鏞.人居環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論[M].北京：北京建筑工業(yè)出版社,2001：22-45.

[7] 劉娟.城市人居環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[D].武漢：華中師范大學(xué),2002：118-132.

[8] 任峰濤, 胡卓華.化工園區(qū)安全的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].化工管理,2013(11):41-42.

[9] FAISAL I K, ABBASI S A.Risk analysis of a typical chemical industry using ORA Procedure [J].Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2001(14):43-59.

[10] ALBERTI M.The impact of urban patterns on aquatic ecosystems:an empirical analysis in Puget lowland sub-basins [J].Landscape and Urban Planning,2007,80(4):345-361.

[11] 鮑文,陳國(guó)階.論人居安全及其構(gòu)建[J].科技與管理,2008,10(6):4-6.

[12] 東亮,蔣軍成.化工園區(qū)區(qū)域定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)若干問(wèn)題探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2010(5):50-51，59.

[13] 李雪銘，李建宏.地理學(xué)開展人居環(huán)境研究的現(xiàn)狀及展望[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,33(1):112-117.

[14] 李雪銘，李歡歡，田深圳.人居環(huán)境視野下的游憩系統(tǒng)研究[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,36(2):269-273.

[15] 凌復(fù)華.突變理論及其應(yīng)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,1987：56-120.

[16] 齊跡.基于突變理論的海上交通風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究[D].大連:大連海事大學(xué),2014.

[17] 賈倩,黃蕾,袁增偉,等.石化企業(yè)突發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分級(jí)方法研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(7):1510-1517.

Chemical industrial park security risk assessment based on human security—take Dagushan peninsula chemical industry park in Dalian as example

LIXueming1，ZHANGChunhua1,2，XIAChunguang3，WUChuanbiao4

(1.College of Urban and Environmental Science， Liaoning Normal University， Dalian 116029， China；2.Dalian Land Resource Development & Research Center， Dalian 116001， China； 3.Dalian Administration Bureau of Safety Working， Dalian 116001， China； 4.School of History and Tourism， Liaoning Normal University， Dalian 116081， China)

The petroleum chemical industry with multiple，diversity，high-risk sexual is causing a sharp rise in the social attention, production safety accidents and the existing hidden is also on the rise. From the perspective of human safety, this paper chooses the Dalian Peninsula Dagushan Chemical Industrial Park as a study area. We select some indicators that can reflect the safety risk of chemical industry park， use mutation progression method based on catastrophe theory of chemical industry park residential security risk evaluation.Then we make an analysis of the existence of Dagushan Chemical Industry Park residential security risk problem. The results showed: ①The safety risk assessment index of the human settlements in the chemical industry park is increasing gradually.②The residential security risk level of Dagushan chemical industry park is in a nervous state in 2009 and 2011.③In 2012,the industry park residential security risk level to achieve general safety status and in 2013 began to enter the security status.④Chemical industry parks have some problems, such as the safety production input which is not enough, lack of safety management and supervision is not enough.

human security;catastrophe theory;risk assessment;chemical industry park

2016-09-20 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41171137)；教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(20132136110001) 作者簡(jiǎn)介：李雪銘(1964-)，男，江蘇常熟人，遼寧師范大學(xué)教授，博士，博士生導(dǎo)師.E-mail:lixueming999@163.com

1000-1735(2017)01-0104-06

10.11679/lsxblk2017010104

K902

A