鄧兵兵助理研究員 徐亞博副研究員 謝昱姝研究員 鄧 方工程師 代寶乾研究員
(1.北京市科學(xué)技術(shù)研究院城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所,北京 100054;2.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司高壓管網(wǎng)分公司,北京 100011)
當(dāng)前城市規(guī)模急速膨脹,人口密集度劇增,安全生產(chǎn)環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜,急需變被動(dòng)監(jiān)管為主動(dòng)管理,創(chuàng)新安全管理模式,風(fēng)險(xiǎn)管理工作能有效防范事故發(fā)生,其重要地位也日益凸顯[1-2]。近年來發(fā)生的“12.31”上海踩踏事故、“8.12”天津港爆炸事故、“12.24”江西豐城電廠施工平臺(tái)坍塌事故、“6.13”十堰燃?xì)獗ㄊ鹿实纫幌盗兄靥卮笫鹿时砻?,我?guó)城市安全風(fēng)險(xiǎn)管控能力滯后于城市發(fā)展速度[3]。近年來,北京、上海、廣州、天津、深圳等地均開展城市安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作[4],組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位針對(duì)工藝、設(shè)備、物品、場(chǎng)所和崗位,開展風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估,進(jìn)行分級(jí)管控,基本摸清掌握城市危險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),特別是可能引發(fā)重特大事故的危險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。但城市管理者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)綜合分析需求愈加強(qiáng)烈,亟需利用安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位大數(shù)據(jù),通過科學(xué)合理的評(píng)估模型計(jì)算出區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)程度,為風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警提供支撐[5],通過強(qiáng)化空間規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、資源配置,對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。
國(guó)外對(duì)城市安全問題的研究多依據(jù)本國(guó)的特點(diǎn),關(guān)注城市安全的不同方面,歐洲等國(guó)城市公共安全的側(cè)重點(diǎn)偏向于社會(huì)治安,日本更注重多災(zāi)種的綜合防災(zāi)管理[6-7]。國(guó)內(nèi)學(xué)者從不同角度對(duì)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究,如談力[8]通過分析脆弱性與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系,構(gòu)建基于城市韌性理論的城市綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,對(duì)自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估;張慧等[9]提出點(diǎn)—線—面的城市燃?xì)庑袠I(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系,對(duì)行業(yè)性分析進(jìn)行評(píng)估;汪婷[10]以固有風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建了區(qū)域評(píng)估模型,計(jì)算燕山地區(qū)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn);王國(guó)棟等[11]提出以企業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)開展區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估思路;劉偉[12]通過定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式評(píng)估化工園區(qū)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)。以上研究都不同程度地存在評(píng)估指標(biāo)相單一、分析模型不具體、研究區(qū)域局限等問題。
筆者以安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,并實(shí)例分析某市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn),為今后開展安全生產(chǎn)區(qū)域綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作提供一種新的思路。
70年代中期,美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty提出層次分析方法[13],該方法將定性和定量指標(biāo)統(tǒng)一在一個(gè)模型中,根據(jù)問題的性質(zhì)和達(dá)到的總目標(biāo),將復(fù)雜問題分解成按支配關(guān)系分組,形成有序遞階層次結(jié)構(gòu)中的不同因素[14],既可以用于系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)與決策[15],也可以評(píng)價(jià)系統(tǒng)各要素的權(quán)重大小[16]。
區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)涉及的因素既有定性因素,又有定量因素。層析分析法可將定性分析與定量分析較好的有機(jī)結(jié)合起來,同時(shí),既包含主觀的邏輯判斷和分析,又依靠客觀的精確計(jì)算和推演,使評(píng)估過程和結(jié)果具有很強(qiáng)的條理性和科學(xué)性。區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)涉及因素往往有多個(gè)層次,在結(jié)構(gòu)上又具有遞進(jìn)層次關(guān)系。層次分析法可以有效地將復(fù)雜系統(tǒng)分解成若干層次,建立準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層,通過比較判斷,計(jì)算各因素對(duì)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)的排序權(quán)值[17],整個(gè)評(píng)估過程體現(xiàn)出分解、判斷、綜合的系統(tǒng)思維方式,故選擇層次分析法對(duì)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。
1.2.1 構(gòu)建原則
區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)具有密集性、流動(dòng)性、疊加性、全域性等特點(diǎn),決定了構(gòu)建區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在指標(biāo)體系構(gòu)建過程中必須注意把握科學(xué)性、客觀性、系統(tǒng)性、公正性、可行性、可比性等原則,這些原則是建立區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系的重要保證,是正確、有效地進(jìn)行區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)水平研究的重要保證。
1.2.2 構(gòu)建思路
區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系是以降低安全生產(chǎn)事故為目標(biāo),以管控固有風(fēng)險(xiǎn)為重點(diǎn),以提升風(fēng)險(xiǎn)防控能力和風(fēng)險(xiǎn)管理工作成效為出發(fā)點(diǎn),由絕對(duì)與相對(duì)相結(jié)合的定量要素構(gòu)成的系統(tǒng)。根據(jù)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)成特點(diǎn),基于風(fēng)險(xiǎn)理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,利用主成分分析法、相關(guān)性分析法和數(shù)據(jù)提取技術(shù),建立一個(gè)由3個(gè)層次指標(biāo)構(gòu)成的城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,指標(biāo)體系構(gòu)建原理,如圖1。
圖1 城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建思路Fig.1 The construction idea of the index system for urban regional safety risk assessment
1.2.3 指標(biāo)的選定
指標(biāo)是反映系統(tǒng)總體現(xiàn)象的特定概念和具體數(shù)值的綜合,包括指標(biāo)名稱和指標(biāo)數(shù)值2部分,是從數(shù)量方面來描述系統(tǒng)的屬性或特征。由于影響城市區(qū)域安全因素的不確定性和復(fù)雜性,對(duì)城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)選取與設(shè)置、評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重衡量確實(shí)有難度,這勢(shì)必影響區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估尺度與精度,使評(píng)估結(jié)果難以具有可預(yù)測(cè)性與權(quán)威性,因此,構(gòu)建科學(xué)合理的指標(biāo)體系是區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要內(nèi)容。
按照上述構(gòu)建原則和思路,主要通過以下3個(gè)過程對(duì)指標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建:
(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)的海選。本研究將風(fēng)險(xiǎn)源相關(guān)指標(biāo)納入城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系中,以風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)產(chǎn)生的指標(biāo)為基準(zhǔn),以經(jīng)典文獻(xiàn)的高頻率指標(biāo)為重點(diǎn),以推動(dòng)城市風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作為導(dǎo)向,并聚焦城市安全生產(chǎn)領(lǐng)域,共確定33個(gè)海選指標(biāo)。
(2)評(píng)價(jià)指標(biāo)的初選。在評(píng)價(jià)指標(biāo)海選的基礎(chǔ)上,主要使用定量篩選法確定初選指標(biāo)。首先,選擇從事城市安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的2位應(yīng)急管理部門領(lǐng)導(dǎo)干部和8位技術(shù)專家,對(duì)海選指標(biāo)的合理性和可行性進(jìn)行判斷,剔除部分指標(biāo);其次,通過相關(guān)性分析刪除同一層級(jí)相關(guān)性較大的指標(biāo),避免指標(biāo)反映的重復(fù)信息對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響;最后,通過主成分分析法篩選出主成分中因子負(fù)載大的指標(biāo),保證篩選出的指標(biāo)對(duì)評(píng)估結(jié)果有顯著影響。
(3)評(píng)價(jià)指標(biāo)的理性補(bǔ)充。指標(biāo)初選中定量篩選法的依據(jù)是指標(biāo)數(shù)據(jù)的差異性變化,它克服主觀篩選的不足,但是由于過度依據(jù)客觀數(shù)據(jù),容易忽視指標(biāo)的實(shí)際含義,導(dǎo)致一些有代表性的指標(biāo)被誤刪。同時(shí),在樣本選擇期內(nèi),指標(biāo)可能因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)差異較小而被誤刪。因此,在評(píng)價(jià)指標(biāo)初選的基礎(chǔ)上,本研究通過理性分析補(bǔ)充一些典型的高頻指標(biāo),從而最終確定城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系。
區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系最終確定1個(gè)一級(jí)指標(biāo),5個(gè)二級(jí)指標(biāo),21個(gè)三級(jí)指標(biāo),城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,如圖2。
圖2 城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系Fig.2 The index system for urban regional safety risk assessment
一級(jí)指標(biāo)的選定。城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系一級(jí)指標(biāo)1個(gè),即區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)水平,這是衡量評(píng)價(jià)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)高低的綜合性指標(biāo)。
二級(jí)指標(biāo)的選定。根據(jù)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估的實(shí)際需求,結(jié)合已有城市風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集情況,設(shè)立5個(gè)二級(jí)指標(biāo),即:固有風(fēng)險(xiǎn)、安全生產(chǎn)事故、風(fēng)險(xiǎn)防控能力、風(fēng)險(xiǎn)管理工作成效、區(qū)域基礎(chǔ)條件,構(gòu)成區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系的主體框架(功能團(tuán))。
三級(jí)指標(biāo)的選定。二級(jí)指標(biāo)在城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系中處于承上啟下位置,屬于合成性指標(biāo),還需要有一組能夠充分反映和代表其性質(zhì)和作用的基礎(chǔ)性指標(biāo),即三級(jí)指標(biāo),三級(jí)指標(biāo)是否客觀、準(zhǔn)確和具有代表性,直接決定著對(duì)城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。根據(jù)二級(jí)指標(biāo)的范圍界定,選定21個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為三級(jí)指標(biāo),分屬于不同的二級(jí)指標(biāo)。其中:固有風(fēng)險(xiǎn)下設(shè)風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、重大風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、較大風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、火災(zāi)類風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、爆炸類風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、中毒窒息類風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量、坍塌類風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量7個(gè)三級(jí)指標(biāo);安全生產(chǎn)事故下設(shè)較大及以上事故發(fā)生起數(shù)、一般事故發(fā)生起數(shù)2個(gè)三級(jí)指標(biāo);風(fēng)險(xiǎn)防控能力下設(shè)避難場(chǎng)所數(shù)量、消防部隊(duì)數(shù)量、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)量、微型消防站數(shù)量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道安全檢查隊(duì)數(shù)量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位管控措施平均數(shù)量、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)急物資與應(yīng)急裝備平均數(shù)量7個(gè)三級(jí)指標(biāo);風(fēng)險(xiǎn)管理工作成效下設(shè)風(fēng)險(xiǎn)更新率、風(fēng)險(xiǎn)覆蓋率2個(gè)三級(jí)指標(biāo);區(qū)域基礎(chǔ)條件下設(shè)人均GDP、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位密度、人口密度3個(gè)三級(jí)指標(biāo)。
1.3.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化
區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估指標(biāo)體系的不同三級(jí)指標(biāo)數(shù)值相差很大。例如:對(duì)于固有風(fēng)險(xiǎn)來說,其下屬指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量可能成千上萬,而坍塌類風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)量則有可能為0。為了能夠?qū)⒉煌瑪?shù)值范圍的三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)得到二級(jí)指標(biāo),需要對(duì)三級(jí)指標(biāo)的原始指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行歸一化處理,將同一二級(jí)指標(biāo)所屬的三級(jí)指標(biāo)數(shù)值轉(zhuǎn)換到同一數(shù)量級(jí)(0~1之間),以消除變量的量綱不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響,對(duì)所選三級(jí)指標(biāo)中反向指標(biāo)進(jìn)行正向化處理,也避免反向指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的不合理影響。對(duì)已收集的三級(jí)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出3種不同的處理方案來將原始數(shù)據(jù)x轉(zhuǎn)化為y,見表1。
表1 三級(jí)指標(biāo)數(shù)據(jù)處理方案Tab.1 The data processing scheme of level III indexes
在數(shù)據(jù)預(yù)處理后,所有三級(jí)指標(biāo)都被轉(zhuǎn)化為0~1之間,然后通過加權(quán)求和得到二級(jí)指標(biāo)的數(shù)值。由于每個(gè)二級(jí)指標(biāo)包含的所有指標(biāo)權(quán)重之和為1,所以二級(jí)指標(biāo)的數(shù)值范圍在0~1之間。
1.3.2 各級(jí)指標(biāo)權(quán)重
邀請(qǐng)16位相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍?duì)各個(gè)指標(biāo)的重要性進(jìn)行打分,依次建立遞階層次結(jié)構(gòu),構(gòu)造判斷(成對(duì)比較)矩陣,進(jìn)行層次單排序及其一致性檢驗(yàn)和層次總排序及其一致性檢驗(yàn),確定各個(gè)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重,見表2。
表2 區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重Tab.2 The weight of regional safety risk assessment indexes
續(xù)表
1.3.3 區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)確定
通過加權(quán)求和得到城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù),如公式(1)所示:
(1)
式中:
A—某個(gè)時(shí)間點(diǎn)某個(gè)區(qū)的安全風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù);
Cij—第i個(gè)指標(biāo)下設(shè)的第j個(gè)三級(jí)指標(biāo)歸一化后的數(shù)值;
βij—第i個(gè)指標(biāo)下設(shè)的第j個(gè)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重;
αi—第i個(gè)二級(jí)指標(biāo)權(quán)重。
本文以某市為例,該市在安全生產(chǎn)領(lǐng)域已累計(jì)開展5年的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作,生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)設(shè)備設(shè)施、生產(chǎn)工藝、作業(yè)流程等全面辨識(shí)本單位的安全風(fēng)險(xiǎn)源,并進(jìn)行評(píng)估分級(jí),截至目前,基本實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估全覆蓋,并摸清風(fēng)險(xiǎn)源,具有較好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
基于該市風(fēng)險(xiǎn)管理信息系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)年鑒等數(shù)據(jù),逐一理清三級(jí)指標(biāo)采集指標(biāo)數(shù)據(jù)來源,統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn),明確統(tǒng)計(jì)指標(biāo)名稱、含義及統(tǒng)計(jì)范圍,計(jì)算得出306個(gè)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),選定+/-1標(biāo)準(zhǔn)偏差作為分割點(diǎn),確定城市區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),見表3。區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的確定,可為繪制紅、橙、黃、藍(lán)色等級(jí)安全風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖提供支撐。
表3 區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 The classification standard for the regional safety risk
選擇該市A、B、C、D、E和F等6個(gè)重點(diǎn)行政區(qū)域,應(yīng)用區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,分別計(jì)算該市6個(gè)區(qū)2020年上半年各月區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),見表4。
表4 各區(qū)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)一覽表Tab.4 The list of regional safety risk indexes in each district
根據(jù)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),確定該市6個(gè)區(qū)2020年上半年各月的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),見表5。A區(qū)和B區(qū)因處于敏感區(qū)域,E區(qū)因涉及較多企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)且具有重大安全風(fēng)險(xiǎn)源,其區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于較高水平;C區(qū)和D區(qū)在該市風(fēng)險(xiǎn)管理工作成效相對(duì)較好,區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于一般水平;F區(qū)涉及企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素較少,區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于較低水平。通過與該市的整體現(xiàn)狀對(duì)比分析可以看出,計(jì)算出的區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與實(shí)際較為相符。
表5 各區(qū)區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Tab.5 The regional safety risk level of each area
(1)本文通過建立區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,運(yùn)用層次分析法構(gòu)建區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)學(xué)模型的方式,來解決由點(diǎn)到面的綜合風(fēng)險(xiǎn)分析問題。
(2)實(shí)例分析表明,本文中所提出的1個(gè)一級(jí)指標(biāo)、5個(gè)二級(jí)指標(biāo)、21個(gè)三級(jí)指標(biāo),能基本決定某區(qū)域的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),可為相關(guān)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)確定提供參考。
(3)通過區(qū)域安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),能直觀掌握區(qū)域各類風(fēng)險(xiǎn)的整體分布情況、關(guān)聯(lián)情況和發(fā)展態(tài)勢(shì),有利于做好風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、高效規(guī)劃和配置應(yīng)急資源,對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。