張金心

山西壽陽國新熱電綜合利用有限公司

燃?xì)獍l(fā)電行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。但燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)同時(shí)也存在著重大的火災(zāi)和爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)，給企業(yè)以及周邊居民自身帶來了極大的安全及環(huán)境威脅。大量事故案例表明，快速有效的應(yīng)急救援能大大降低事故所造成的后果及影響（如石鈺基于SEM的煤礦企業(yè)應(yīng)急救援能力評(píng)價(jià)模型研究及應(yīng)用[1]），是控制燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的重要手段，也是安全科研工作者研究的重點(diǎn)方向，如鄧云峰的突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急能力評(píng)估及應(yīng)急特點(diǎn)[2]，陳建國的美國應(yīng)急資源管理體系的借鑒和思考[3]。目前應(yīng)急能力的研究?jī)?nèi)容多偏重于應(yīng)急物資的調(diào)度、應(yīng)急救援過程的評(píng)價(jià)，忽視或者弱化了人員在整個(gè)應(yīng)急過程中的主導(dǎo)作用，如李峰的石油石化企業(yè)應(yīng)急物資調(diào)度分析模型研究[4]。盡管現(xiàn)如今應(yīng)急設(shè)備的自動(dòng)化水平不斷提高、可靠性逐步上升，但人員仍然在整個(gè)體系中占據(jù)十分重要的作用。在應(yīng)急體系性能評(píng)估方面，當(dāng)前的研究大多偏向于層次分析法和模糊評(píng)價(jià)或相類似的評(píng)分方法，如張小剛基于AHP-模糊評(píng)價(jià)的化工園區(qū)綜合應(yīng)急能力研究[5]、胡月婷基于可拓的石油化工企業(yè)應(yīng)急能力評(píng)估研究[6]，這些評(píng)價(jià)方法的缺點(diǎn)是：評(píng)價(jià)過程很少考慮各個(gè)指標(biāo)間的相互關(guān)系；評(píng)價(jià)結(jié)果一般為“好”或“差”，或者是多少分。但評(píng)價(jià)應(yīng)急能力最理想的結(jié)果應(yīng)是其對(duì)事故控制的狀況，也就是應(yīng)急成功的概率；除此之外，通過評(píng)價(jià)過程找出應(yīng)急能力的薄弱環(huán)節(jié)也是當(dāng)前企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題，本文擬采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)上述問題進(jìn)行研究，彌補(bǔ)當(dāng)前研究的不足。

本文根據(jù)某燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案和實(shí)際情況，分析不同的人員在應(yīng)急過程中應(yīng)具備的相應(yīng)能力，構(gòu)建應(yīng)急人員能力評(píng)估指標(biāo)，并用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估研究。

1 理論方法介紹

1.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（Bayesian Networks），又稱信度網(wǎng)（Belief Network）、概率網(wǎng)（Probabilistic Network），是1986年由美國加州大學(xué)J.Peal教授首次完整提出的。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)解決了不確定問題和數(shù)據(jù)不全面的問題，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以直觀地看出各個(gè)事件或指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在定量計(jì)算方面可以推理計(jì)算最終子節(jié)點(diǎn)的發(fā)生概率，并且可以逆向推理得出貝葉斯方法的基本原理：首先由過去的經(jīng)驗(yàn)或?qū)＜夜烙?jì)獲得將要發(fā)生事件的事前概率，而后根據(jù)調(diào)查或試驗(yàn)計(jì)算得到條件概率，最后利用貝葉斯公式計(jì)算出各事件的事后概率[7]。

在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析中，需獲得相關(guān)指標(biāo)的先驗(yàn)概率數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中關(guān)于應(yīng)急人員能力的研究很少，難以獲得全面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本文采用三角模糊數(shù)和三位專家來獲取人員應(yīng)急能力的先驗(yàn)概率。

1.2 三角模糊數(shù)

模糊理論是以模糊合集為基礎(chǔ)，用于處理不確定或模糊的問題。它是描述和處理人類語言中所特有的模糊信息的理論，以模糊的信息或數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過模糊變換得到精確的數(shù)據(jù)。

三角形模糊數(shù)的隸屬度函數(shù)形式為[8]：

因此，三角模糊數(shù)也可由3個(gè)參數(shù)a、m和b表示，記為（a，m，b）。

2 人員應(yīng)急能力指標(biāo)體系的建立

指標(biāo)體系的建立應(yīng)本著科學(xué)性、系統(tǒng)性、整體性的原則[9]，燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)不同于一般的普通企業(yè)，除了事故發(fā)生后的搶險(xiǎn)工作，其還注重于事故發(fā)生前的應(yīng)急準(zhǔn)備，因此本文首先將應(yīng)急人員分為事前控制和事后搶險(xiǎn)兩種。應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組、應(yīng)急辦公室、機(jī)關(guān)應(yīng)急隊(duì)、運(yùn)行部門應(yīng)急隊(duì)主要是在事故發(fā)生前做好應(yīng)急的準(zhǔn)備工作。如應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，他們工作的重點(diǎn)是在事故發(fā)生前組織編制應(yīng)急預(yù)案、制定相關(guān)應(yīng)急救援方案、全面協(xié)調(diào)應(yīng)急資源以及與政府的溝通配合；運(yùn)行部門應(yīng)急隊(duì)則是要在事故發(fā)生前做好策劃應(yīng)急演練和檢查應(yīng)急物資的相關(guān)工作；而現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指導(dǎo)組、事故搶險(xiǎn)組、信息組以及專家組則是事故發(fā)生后的應(yīng)急工作中的主要參與者。如事故搶險(xiǎn)組的主要工作則是在事故發(fā)生后進(jìn)行搶險(xiǎn)工作，他們的應(yīng)急設(shè)備熟練程度、危險(xiǎn)物品辨識(shí)能力以及專業(yè)搶救技能好壞將會(huì)很大的影響事后搶險(xiǎn)工作的好壞，進(jìn)而影響應(yīng)急工作是否成功。

根據(jù)實(shí)際情況和文獻(xiàn)資料，不同崗位的應(yīng)急人員在應(yīng)急過程中完成的工作或具備的能力，見表1。

3 某石油化工企業(yè)評(píng)價(jià)實(shí)例

3.1 先驗(yàn)概率的獲取

由于文獻(xiàn)資料和歷史數(shù)據(jù)中只能獲取極少的事件概率，因此本文邀請(qǐng)三位專家對(duì)某燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)應(yīng)急人員進(jìn)行分析，采用五級(jí)語言評(píng)價(jià)，根據(jù)應(yīng)急人員能力的高低或者完成相應(yīng)工作的程度進(jìn)行評(píng)估打分，然后運(yùn)用三角模糊數(shù)計(jì)算得出根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率[10]。專家打分評(píng)估（部分），見表2。

表2 根節(jié)點(diǎn)專家打分及先驗(yàn)概率

根據(jù)三位專家評(píng)價(jià)情況，運(yùn)用三角模糊數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化計(jì)算，得出根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率，見表2。

3.2 條件概率的獲取

條件概率是事件A在另外一個(gè)事件B已經(jīng)發(fā)生條件下的發(fā)生概率。條件概率表示為P（A|B)，讀作“在B條件下A的概率”。條件概率的一種獲取方法是基于指標(biāo)間的貢獻(xiàn)度。本文根據(jù)對(duì)某燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)進(jìn)行走訪調(diào)查得出父節(jié)點(diǎn)對(duì)子節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)率，如表1。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]所運(yùn)用到的方法：

Pj代表各個(gè)父節(jié)點(diǎn)（子集）對(duì)子節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)率，P（Y│X1，X2…Xn）代表相對(duì)應(yīng)的條件概率，由表2便可以計(jì)算得出各個(gè)子節(jié)點(diǎn)的條件概率。由于事前控制和事后搶險(xiǎn)在應(yīng)急中缺一不可，也就是與門的關(guān)系，因此事前控制和事后搶險(xiǎn)對(duì)子節(jié)點(diǎn)事故控制的條件概率不需要根據(jù)貢獻(xiàn)度來計(jì)算，直接根據(jù)或門的關(guān)系來判定。

表1 應(yīng)急人員指標(biāo)體系

3.3 基于Netica軟件的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)計(jì)算及分析

本文采用Netica軟件評(píng)估應(yīng)急人員對(duì)事故控制的情況[12]。首先根據(jù)已經(jīng)獲取的先驗(yàn)概率和條件概率計(jì)算得出應(yīng)急人員對(duì)事故控制的概率。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1。

圖1 應(yīng)急人員評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)計(jì)算可以得出該燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)在目前應(yīng)急人員的狀況下控制事故的概率為92.8%?？梢哉f該燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)的人員應(yīng)急能力是很優(yōu)秀的，但并不能保證事故發(fā)生時(shí)應(yīng)急一定成功，因?yàn)檫€有7.22%的失敗概率，因此其人員應(yīng)急能力還有可以改進(jìn)的空間。

將應(yīng)急成功的概率設(shè)為0，進(jìn)行反向推理計(jì)算，得出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)概率，即事故失控時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的概率。其貝葉斯網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，如圖2。

敏感性分析。敏感性分析是描述各個(gè)父節(jié)點(diǎn)應(yīng)急失?。ㄊ鹿适Э兀┑呢暙I(xiàn)度，在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中敏感性是用互信息表示的。

圖2 事故失控下應(yīng)急人員貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

從圖3可以清晰的看出各類應(yīng)急人員對(duì)導(dǎo)致事故失控的影響程度，影響大小依次為事故搶險(xiǎn)組、信息組、應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組、專家組、運(yùn)行部門應(yīng)急隊(duì)、機(jī)關(guān)應(yīng)急隊(duì)、應(yīng)急辦公室、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指導(dǎo)組。事故搶險(xiǎn)組是消滅事故的第一作用者，如果他們應(yīng)急能力不足，必然導(dǎo)致應(yīng)急失敗，甚至?xí)斐墒鹿实臄U(kuò)大。發(fā)生事故時(shí)，極有可能破壞企業(yè)的通訊設(shè)備，因此信息組也是應(yīng)急中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

圖3 各類應(yīng)急人員互信息分析

通過人員敏感性分析為提高該企業(yè)的總體應(yīng)急能力指明了方向，以便于企業(yè)可以有重點(diǎn)的、分次序的進(jìn)行改進(jìn)。

圖4明確的給出了應(yīng)急人員的應(yīng)急能力指標(biāo)對(duì)應(yīng)急失?。ㄊ鹿适Э兀┑挠绊?，進(jìn)一步細(xì)化了提高應(yīng)急能力的方向。

圖4 應(yīng)急人員評(píng)價(jià)指標(biāo)互信息分析

對(duì)應(yīng)急失敗影響大小依次為保障信息暢通（X17）、及時(shí)匯報(bào)上級(jí)（X18）、專業(yè)搶救技能（X16）、專業(yè)技術(shù)知識(shí)（X20）、經(jīng)驗(yàn)判斷能力（X19）、危險(xiǎn)物品辨識(shí)能力（X15）、應(yīng)急設(shè)備熟練程度（X14）、落實(shí)應(yīng)急管理工作（X21）、評(píng)價(jià)應(yīng)急管理工作（X22）、檢查應(yīng)急物資（X24）、策劃應(yīng)急演練（X23）、專業(yè)搶救技能（X16）、應(yīng)急預(yù)案編制能力（X1）、制定應(yīng)急救援方案能力（X2）、協(xié)調(diào)應(yīng)急資源能力（X3），因此可以從以上這些指標(biāo)著手提高該企業(yè)的應(yīng)急人員能力，從而提高整個(gè)企業(yè)的應(yīng)急能力水平，進(jìn)而提高對(duì)事故的控制概率。

本文基于在應(yīng)急過程中所涉及到的不同人員對(duì)其分成8類進(jìn)行評(píng)估研究，以某燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)為例驗(yàn)證模型的可操作性，并計(jì)算出該燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)控制事故即應(yīng)急成功的概率。研究結(jié)論有以下幾個(gè)方面。

（1）本文基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和資料查詢建立了一套相對(duì)完整的應(yīng)急人員能力評(píng)估指標(biāo)體系。

（2）本文成功的將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于應(yīng)急人員能力的評(píng)估研究，計(jì)算出了應(yīng)急成功（控制事故）的概率。并由敏感性分析尋找出可能導(dǎo)致應(yīng)急失敗的因素，為企業(yè)提高應(yīng)急人員能力提供了方向。

（3）本文在研究初期由于模型建立的不合理，導(dǎo)致了結(jié)果與事實(shí)的不相符。因此運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性在很大程度上決定了結(jié)果的正確性。