阮 方申 超程 遠(yuǎn)朱婧嫻欒 飛汪建業(yè)

1（中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院合肥230031）

2（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥230027）

3（中國人民解放軍96607部隊寶雞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。開展核應(yīng)急演練評估有助于檢驗應(yīng)急隊伍的實戰(zhàn)響應(yīng)能力，鍛煉磨合機制，改進(jìn)和完善應(yīng)急計劃中存在的不足［1］。目前，美國、日本、俄羅斯等多個國家具備一定的核應(yīng)急響應(yīng)能力，定期開展核應(yīng)急演練訓(xùn)練。在演練救援評估方面，國內(nèi)外學(xué)者對評估模型和指標(biāo)體系進(jìn)行了相關(guān)研究［2-5］，評估內(nèi)容主要集中在應(yīng)急能力［6-8］、輻射監(jiān)測［9］、資源配置［10］、醫(yī)學(xué)救援［11］和去污洗消［12］等單個方面，缺乏對整個演練過程效果的評估研究，尚未形成一套完整的核應(yīng)急救援演練評估指標(biāo)體系和方法模型。

而在應(yīng)對緊急突發(fā)事件的應(yīng)急能力評估研究中，指標(biāo)體系的建立方法主要是文獻(xiàn)調(diào)查法和德爾菲法，篩選方法為德爾菲法（Delphi Method）和問卷調(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。評估模型大多采用模糊綜合評估模型［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，演練評估要素繁多，評價內(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，基于國家核應(yīng)急救援隊伍結(jié)構(gòu)、執(zhí)行任務(wù)分類、演練場所、時間和人員安全要求，選用基于AHP的模糊綜合評價模型開展演練評估研究，主要技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 核應(yīng)急救援演練評估技術(shù)路線Fig.1 Technical route of nuclear emergency rescue drill assessment

1 評估指標(biāo)體系

1.1 評估對象與內(nèi)容

2016年，我國組建成立國家核應(yīng)急救援隊，該隊伍由6支分隊組成，分別是指揮協(xié)調(diào)與技術(shù)支持分隊、突擊搶險分隊、工程搶險分隊、應(yīng)急監(jiān)測與輻射防護(hù)分隊、去污洗消分隊、醫(yī)學(xué)救援分隊，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)施營運單位管理條例，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)。評估內(nèi)容主要包括：檢查應(yīng)對事故場所、應(yīng)急隊伍、物資、裝備、技術(shù)等方面的準(zhǔn)備情況，驗證各應(yīng)急設(shè)施、器材、物資等的有效性和充分性；評估應(yīng)急計劃的有效實施，核應(yīng)急方預(yù)案的有效性、可操作性和完備性，演練情景的真實性與合理性；評估各應(yīng)急組織是否健全，檢驗應(yīng)急人員協(xié)調(diào)處置能力，應(yīng)急指揮的有效性，應(yīng)急機制的完善性，以及人員演練過程的安全保障；評估演練總結(jié)分析能力、公眾信息溝通能力與恢復(fù)重建能力。

1.2 評估指標(biāo)收集與確立

本文采用德爾菲法［13］，以國家核事故應(yīng)急演練指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，編制結(jié)構(gòu)性調(diào)查問卷，統(tǒng)計結(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)急組織機構(gòu)人員，共計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，總計正高4名，副高6名。他們在核應(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，熟悉核應(yīng)急演練流程，十分關(guān)注核應(yīng)急演練評估研究。

專家的積極系數(shù)：共發(fā)放兩輪核應(yīng)急救援演練評估指標(biāo)體系問卷，每次發(fā)放20份，回收率均為100%，表明咨詢專家對本研究十分關(guān)注，積極性大。

專家的權(quán)威系數(shù)：兩輪計算結(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

專家意見集中程度：如表4所示，根據(jù)兩輪專家的意見和評分，對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，說明指標(biāo)整體波動程度較小，專家對指標(biāo)的一致性程度較高?？系聽栂禂?shù)檢驗結(jié)果如表5所示，兩輪結(jié)果統(tǒng)計下來，肯德爾系數(shù)均介于0.4～0.6，且第二輪協(xié)調(diào)系數(shù)0.508>0.5，表明專家意見較為集中，評價結(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)的獨立程度較高。

表5 Kendall協(xié)調(diào)系數(shù)檢驗Table 5 Kendall coefficient test

2 核應(yīng)急救援演練模糊評估模型

2.1 評估指標(biāo)層次模型建立

本文以核事故應(yīng)急救援演練能力為總目標(biāo)，按照時間順序和應(yīng)急響應(yīng)流程［23-26］，對演練前救援隊的應(yīng)急準(zhǔn)備能力、應(yīng)急保障能力，演練過程中的應(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)行評價，基于以上7個指標(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)急演練順利開展的重要前提，主要包括對演練預(yù)案的質(zhì)量，演練方案的整體質(zhì)量評估和演練組織機構(gòu)的完整性評估。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，計劃組織救援能力包括對演練目標(biāo)的理解、救援計劃的制定和任務(wù)的協(xié)調(diào)分配，考察在指揮行動前指定的計劃救援能力；實戰(zhàn)救援能力考察對救援態(tài)勢的掌握，計劃的修訂及人員響應(yīng)過程中的通信指揮和統(tǒng)籌能力。應(yīng)急搶險能力主要反映應(yīng)急演練過程中響應(yīng)人員對核應(yīng)急事故的控制和處理能力，主要包括應(yīng)急監(jiān)測與輻射防護(hù)小組對輻射場環(huán)境的監(jiān)測與人員防護(hù)，工程搶險小組對核事故危險情況的緊急處理和事故后果評價小組對核事故演練后續(xù)結(jié)果的有效分析等。應(yīng)急救援能力體現(xiàn)了對人員與環(huán)境的安全保障水平，主要的救援行動包括對被困人員的搜救營救，核電廠環(huán)境現(xiàn)場的應(yīng)急清障，人員的撤離疏散，去污洗消和醫(yī)療救治等。對演練進(jìn)行及時總結(jié)和后續(xù)跟進(jìn)是恢復(fù)和加強應(yīng)急隊伍響應(yīng)能力建設(shè)的重要參考?？傮w的救援效果通過可量化的參數(shù)檢驗救援行動。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的計算

本文利用層次分析法［13］，采用1～9判斷矩陣標(biāo)度（表6），對同一層級元素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣，計算最大特征根，并對同層次判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗及排序，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，指標(biāo)的權(quán)重值分配合理；RI為隨機一致性指標(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為檢驗系數(shù)，當(dāng)CR<0.1時，判定A具有滿意的一致性。

本研究邀請了核能安全技術(shù)研究所的20位核應(yīng)急研究學(xué)者組成專家組參與評估指標(biāo)權(quán)重的確定過程，通過發(fā)放、回收問卷和訪談的形式，邀請專家根據(jù)核應(yīng)急救援影響因素的重要程度對所建立的核應(yīng)急演練評估指標(biāo)體系各層級指標(biāo)的兩兩重要性進(jìn)行評判（表7和表8）。

表7 一級指標(biāo)權(quán)重分配及檢驗Table 7 First level index weight distribution and testing

表8 二級指標(biāo)權(quán)重分配及檢驗Table 8 Second level index weight distribution and testing

2.3 模糊評估模型建立

根據(jù)建立的核應(yīng)急救援演練評估指標(biāo)體系，采用模糊綜合評價法［19］建立相應(yīng)的綜合評價的因素集?？偟囊蛩丶疷，即最高層評價因素集，其評價因子由其7個一級指標(biāo)組成，各一級指標(biāo)因素集由其二級指標(biāo)組成。

1）建立綜合評價的因素集U

2）建立綜合評價的評價集及對應(yīng)分?jǐn)?shù)集V

3）計算各指標(biāo)相對于評價集的隸屬度，建立各級模糊關(guān)系矩陣

因素集U中第i個影響元素對評價集V中第j個元素的隸屬程度為rij，其取值范圍在0～1。對于m個影響因素，n個評價元素來說，其模糊關(guān)系矩陣R如式（6）所示：

4）建立綜合評價模型，確定系統(tǒng)總得分

結(jié)合AHP得出的層級各因素的權(quán)重值wij，對單指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，計算模糊關(guān)系評價向量Bi。

逐級向上計算，構(gòu)建評價模型，計算模糊評價矩陣B和對應(yīng)分?jǐn)?shù)F：

3 案例研究

本文以國內(nèi)某核電站安全殼長期超壓核事故演練為例，介紹評估指標(biāo)體系的使用方法和評估方法的有效性。

3.1 安全殼長期超壓核事故演練

演練情景：安全殼長期超壓事故，安全殼內(nèi)壓力緩慢上升超過設(shè)計壓力，安全殼密封功能降級，放射性物質(zhì)通過反應(yīng)堆廠房+20 m設(shè)備艙門向環(huán)境釋放。

演練階段：國家核應(yīng)急協(xié)調(diào)委宣布啟動IV級響應(yīng)，各分隊在規(guī)定時間內(nèi)完成裝備檢修，并于指定地點完成集結(jié)，趕赴核電站事故現(xiàn)場。指揮協(xié)調(diào)與技術(shù)支持分隊制定救援計劃后，發(fā)布行動處置指令，確認(rèn)行動方案并下發(fā)到各分隊及單兵。去污洗消分隊對返回車輛和人員進(jìn)行去污洗消，對1號機反應(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。輻射偵測組對廠區(qū)進(jìn)行輻射偵測，獲取1號機反應(yīng)堆廠房龍門架附近、移動電源車停放點以及廠區(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。清障組對移動電源車停放點和電纜接入LX廠房之間的通道上因臺風(fēng)傾翻的臨時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)營救位置，迅速制定救援方案，將其轉(zhuǎn)運到低輻射計量區(qū)域，在廠房外接應(yīng)后進(jìn)行緊急救助和傷員轉(zhuǎn)送。疏散組掌握實時路況和放射性物質(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。評估組對演練行動進(jìn)行評估和總結(jié)，點驗參演救援隊伍及裝備，編寫評估報告，對相關(guān)影像和文檔資料進(jìn)行存檔。

3.2 評估分?jǐn)?shù)計算

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)驗的工作者成立專家組，每位專家根據(jù)演練情況對各項指標(biāo)完成情況進(jìn)行等級評價，最后，統(tǒng)計20名專家的評判結(jié)果。

根據(jù)評判結(jié)果計算各指標(biāo)相對于評語集的隸屬度，計算一級模糊評價向量，如式（10）～（16）所示。

將各一級指標(biāo)評價向量進(jìn)行整合，生成最終模糊評價矩陣，如式（17）所示。計算核應(yīng)急救援演練最終評估結(jié)果和對應(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。

3.3 評估結(jié)果分析

演練響應(yīng)過程中，指揮人員缺乏對情況的正確預(yù)判和事故分析，應(yīng)急狀態(tài)等級，救援計劃和協(xié)調(diào)配合出現(xiàn)脫節(jié)；工程搶險能力期間操作人員沾染放射性物質(zhì)，表明救援動作操作失誤，需要加強重點單項演練。輻射監(jiān)測能力上，數(shù)據(jù)監(jiān)測和采樣分析能力需加強訓(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)，說明整體輻射監(jiān)測能力不足。輻射防護(hù)水平的最大隸屬度落在合格范圍，在個人劑量監(jiān)測和防護(hù)、非應(yīng)急人員防護(hù)行動方面都存在著疏漏。事故后果評價方面，對于運行控制室事故信息的采集分析及通報要提高速度和精確度。應(yīng)急救援能力上，人員搜救方面，在危險源監(jiān)測、人員定位以及人員營救方面須多加訓(xùn)練；清障能力方面，常規(guī)的升降、搬運和牽引負(fù)荷、支撐和穩(wěn)固，無線遠(yuǎn)距離機器人操作方面需要重點關(guān)注；去污洗消方面洗消材料的準(zhǔn)備和檢驗有待加強；疏散撤離方面，應(yīng)急撤離規(guī)劃路線及集合點的隱蔽訓(xùn)練有待加強；醫(yī)療救援水平總體來說表現(xiàn)良好，固體廢物處理粉碎壓縮，封裝運輸流程需要進(jìn)行重點訓(xùn)練。

從總體來看，此次演習(xí)物資設(shè)施配備齊全完善，事故處置應(yīng)對比較合理。分隊的裝備和設(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)程序及時有效，啟動過程合理，分隊集結(jié)迅速，儀器準(zhǔn)備正確，個人防護(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；分隊成員崗位職責(zé)明確、執(zhí)行力強，現(xiàn)場展開和撤離過程中的放射性污染檢查過程操作正確。但演練過程仍存在不足之處。參演人員在人員搜救、清障和去污洗消方面，需要重點突破；演練過程中出現(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)隊聯(lián)動合作；演練結(jié)束后，對演練出現(xiàn)的問題和總結(jié)流于表面，不夠重視，應(yīng)成立專項小組監(jiān)督跟蹤演練預(yù)案與演練計劃的改進(jìn)情況，豐富演練資源。

4 結(jié)語

本文利用德爾菲法形成了以核應(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、總體演練效果評價為7個一級指標(biāo)和27個二級指標(biāo)的核應(yīng)急救援演練評估指標(biāo)體系，并構(gòu)建多級模糊綜合評價模型對各級指標(biāo)量化，利用AHP進(jìn)行權(quán)重分配及一致性檢驗。以M310核電站長期超壓安全殼救援演練為例，驗證了該評估模型的有效性。然而現(xiàn)有的指標(biāo)體系還可進(jìn)行下一級指標(biāo)的細(xì)化，未來將繼續(xù)開展子級指標(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，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)驗證，資源，監(jiān)管；欒飛：軟件應(yīng)用，數(shù)據(jù)驗證，監(jiān)管；汪建業(yè)：資金支持，項目管理，資源，監(jiān)管。