王嘉豪，李艷，王男，梁滿意，楊庭湘

基于層次分析法的化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)及分級(jí)預(yù)警研究

王嘉豪1，李艷1，王男2，梁滿意1，楊庭湘1

（1. 沈陽理工大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110159； 2. 遼寧省沈陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 沈陽 110159）

通過對(duì)化工園風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析，構(gòu)建基于企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)危害性、企業(yè)安全性、企業(yè)應(yīng)急管理和企業(yè)污染治理能力4個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)及17個(gè)底層指標(biāo)的事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系。采用層次分析與模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)合的分析方法構(gòu)建評(píng)估預(yù)警模型，對(duì)園區(qū)內(nèi)潛在風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行分級(jí)預(yù)警，做到及時(shí)判斷警度、報(bào)告警級(jí)、發(fā)布警情，從而預(yù)先控制潛在風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的趨勢(shì)，避免事故發(fā)生。

化工園區(qū)； 層次分析法； 模糊綜合評(píng)價(jià)法； 分級(jí)預(yù)警

我國化工園區(qū)具有裝置大型化、產(chǎn)業(yè)集中度高、規(guī)模效應(yīng)明顯等特點(diǎn)[1]。園區(qū)內(nèi)各企業(yè)生產(chǎn)過程中往往伴隨著?；返纳a(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存和使用，而各類危險(xiǎn)化學(xué)品通常具有易燃易爆、有毒有害以及腐蝕性等危險(xiǎn)特性，在一些不利條件下會(huì)造成嚴(yán)重的事故風(fēng)險(xiǎn)[2]。根據(jù)資料顯示，在2010—2019年間我國各地化工企業(yè)發(fā)生大小安全生產(chǎn)事故共計(jì) 5 598起[3-4]，加之化工園區(qū)一體化、聚集化等特點(diǎn)，園區(qū)內(nèi)任何一家企業(yè)出現(xiàn)事故就會(huì)引起“多米諾效應(yīng)”引發(fā)整個(gè)化工園區(qū)一連串的事故連鎖反應(yīng)[5]。因此，如何根據(jù)化工園區(qū)及園區(qū)各企業(yè)的具體情況建立事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系，并采用合理的評(píng)價(jià)方法評(píng)估園區(qū)各類型生產(chǎn)企業(yè)潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提前發(fā)出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信號(hào)并加以防范，減少不必要的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，提高整個(gè)化工園區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力，是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)亟待研究的問題。

張二強(qiáng)[6]等從化工園區(qū)日常的安全生產(chǎn)入手，采用標(biāo)度擴(kuò)展法建立判斷矩陣，選取“物-環(huán)-管” 3項(xiàng)綜合指標(biāo)因素，建立化工園區(qū)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)園區(qū)整體安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；胡東紅[7]針對(duì)煤化工企業(yè)安全生產(chǎn)的特點(diǎn)，分析歷年來類似企業(yè)出現(xiàn)的事故風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，從本質(zhì)原因、直接原因、根本原因3方面入手建立煤礦安全預(yù)警指標(biāo)體系，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估分析企業(yè)安全狀況。 CHEN[8]等根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)理論結(jié)合化工園區(qū)各行業(yè)特點(diǎn)，從源頭固有風(fēng)險(xiǎn)、防控機(jī)制有效性、脆弱性等方面建立化工園區(qū)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并提出了一種基于巨災(zāi)理論的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警方法，將化工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為非常安全、安全、一般安全、不安全和非常不安全5個(gè)等級(jí)。本文通過對(duì)化工園風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析建立了園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系，但由于指標(biāo)體系中部分定性指標(biāo)難以量化且在評(píng)價(jià)過程中對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別劃分存在模糊 性[9]，因此采用層次分析與模糊綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法建立評(píng)估預(yù)警模型，既能夠?qū)⒍ㄐ灾笜?biāo)進(jìn)行定量化處理，又能克服部分指標(biāo)的模糊性，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

1 化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)因素分析

對(duì)于化工園區(qū)各企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，首先要對(duì)存在潛在事故隱患的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別與分析。風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別內(nèi)容具體分為以下幾點(diǎn)：

1）物料危險(xiǎn)性識(shí)別，主要是對(duì)不同生產(chǎn)企業(yè)的原輔材料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、中間產(chǎn)品以及伴生或次生污染物具有的易燃性、易爆性以及毒害作用等特性進(jìn)行識(shí)別。易燃性與物質(zhì)的閃點(diǎn)有關(guān)，通常液態(tài)化學(xué)品閃點(diǎn)越低其揮發(fā)性就越強(qiáng)，越易與空氣形成混合氣云在遇明火或是與高熱能環(huán)境接觸后達(dá)到閃火點(diǎn)造成火災(zāi)事故；易爆性主要由爆炸極限進(jìn)行判斷，爆炸極限范圍越寬且爆炸極限下限越低，危險(xiǎn)性就越大[10]；以呼吸道吸入半數(shù)致死濃度（LC50）或經(jīng)口、經(jīng)皮半數(shù)致死量（LD50）作為識(shí)別各企業(yè)中有毒有害物質(zhì)的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)[11]。通常情況下，如果某種危險(xiǎn)化學(xué)品具有多個(gè)危險(xiǎn)性質(zhì)，則按風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別高的性質(zhì)進(jìn)行識(shí)別[12]。

2）生產(chǎn)系統(tǒng)危險(xiǎn)性識(shí)別，主要是對(duì)園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)主要生產(chǎn)裝置、危險(xiǎn)廢物處理設(shè)施、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施、公共或輔助生產(chǎn)設(shè)施以及環(huán)境保護(hù)設(shè)施等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，分析其風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)、存在條件以及轉(zhuǎn)化為事故的觸發(fā)因素[13]?；@區(qū)作為諸多化工企業(yè)的聚集區(qū)域往往因?yàn)槠渲心骋患移髽I(yè)由于其生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)欠缺、人員專業(yè)素質(zhì)不高造成違章操作或是造成設(shè)備故障、危險(xiǎn)廢物處理設(shè)施落后或數(shù)量不足等原因引發(fā)“多米諾”連鎖事故[5]。

3）企業(yè)危害性識(shí)別，企業(yè)環(huán)境危害間接地與企業(yè)規(guī)模、經(jīng)營時(shí)間、行業(yè)類別、企業(yè)生產(chǎn)過程工藝類型以及應(yīng)急管理能力等因素有關(guān)[14]。企業(yè)規(guī)模越大、經(jīng)營時(shí)間越長、應(yīng)急能力薄弱潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。

2 研究方法

通過對(duì)化工園區(qū)各企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別與分析，逐層建立包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層與指標(biāo)層的預(yù)警指標(biāo)體系，采用層次分析與模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)合的分析方法評(píng)估化工園區(qū)各企業(yè)的潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并對(duì)各企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別進(jìn)行分級(jí)預(yù)警，及時(shí)判斷警度、報(bào)告警級(jí)、發(fā)布警情，以提供管理人員及時(shí)對(duì)不同警級(jí)的險(xiǎn)企業(yè)采取分級(jí)管控措施，避免事故發(fā)生或預(yù)先控制事故風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生趨勢(shì)。

2.1 評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系建立

準(zhǔn)則層要素從企業(yè)環(huán)境危害性、企業(yè)安全性、企業(yè)應(yīng)急管理以及企業(yè)綜合治污能力4個(gè)方面分別建立，每個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)又進(jìn)一步構(gòu)建成17個(gè)底層事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)因素，以此來對(duì)總目標(biāo)層進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)分析[15]。

2.2 層次分析法法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

層次分析法（AHP）通過層層排序最終計(jì)算出各指標(biāo)層因素相對(duì)于上層準(zhǔn)則要素或?qū)偰繕?biāo)層的同級(jí)權(quán)重與全局權(quán)重大小，以此來輔助決策[16]。基于AHP的賦權(quán)方法步驟如下。

2.2.1 構(gòu)造判斷矩陣、計(jì)算重要性排序

表1 各層次指標(biāo)相互比較判斷矩陣

表2 相對(duì)重要性標(biāo)度法

2.2.2 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

為保證評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系中各指標(biāo)權(quán)重分配的合理性，需要對(duì)各層次判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，結(jié)果通過一致性比率進(jìn)行表征，判別依據(jù)如表3所示。計(jì)算公式如式（1）和式（2）所示，式中參數(shù)選擇如表4所示。

表3 判斷矩陣一致性判別依據(jù)

表4 R.I.值參考標(biāo)準(zhǔn)

2.2.3 各層評(píng)估預(yù)警指標(biāo)權(quán)重確定

構(gòu)建的化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系權(quán)重值如表5所示。

表5 化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警指標(biāo)體系權(quán)重值

2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

模糊綜合評(píng)價(jià)法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究。

2.3.1 建立評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集

2.3.2 確定評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)等級(jí)

表6 各指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.3.3 計(jì)算各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度

2.3.4 確定評(píng)價(jià)對(duì)象的權(quán)重向量

2.3.5 計(jì)算模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

計(jì)算指標(biāo)層上各個(gè)預(yù)警指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量，如公式（4）所示。選取模糊向量中最大的元素為最終評(píng)價(jià)結(jié)果，該值處于哪一個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)間就對(duì)應(yīng)哪個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)企業(yè)化工園區(qū)各企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別做出判斷[12]。

式中：—化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模糊向量；

—層次分析法計(jì)算所得指標(biāo)權(quán)重向量；

—為隸屬度矩陣。

2.4 化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警判斷

化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警主要針對(duì)化工園區(qū)不同企業(yè)事故發(fā)生前的事前評(píng)估預(yù)警，目的在于以提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力并預(yù)先對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)做出判斷。依據(jù)AHP-FCE綜合評(píng)估園區(qū)各企業(yè)潛在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)結(jié)果劃分預(yù)警級(jí)別，參考《國家突發(fā)環(huán)境事故應(yīng)急預(yù)案》中所規(guī)定的突發(fā)環(huán)境事件預(yù)警分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并采用不同顏色區(qū)分報(bào)警信號(hào)，即將評(píng)價(jià)所得風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高低分別用紅色、橙色、黃色和綠色表示[12]，做到及時(shí)報(bào)告風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、發(fā)布警情信號(hào)，促使管理部門快速做出應(yīng)急響應(yīng)措施[17]。事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估警級(jí)別劃分如表7所示。

表7 事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)劃分

3 結(jié)束語

隨著化學(xué)工業(yè)園區(qū)與化工產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，帶來經(jīng)濟(jì)快速增長的同時(shí)，也存在著各類潛在事故風(fēng)險(xiǎn)，加之化工園區(qū)聚集性特點(diǎn)，各類事故的連鎖效應(yīng)加劇了風(fēng)險(xiǎn)的危害性質(zhì)[18]，因此構(gòu)建化工園區(qū)事故風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估與分級(jí)預(yù)警體系十分重要。本文針對(duì)化工園區(qū)各個(gè)企業(yè)出現(xiàn)事故風(fēng)險(xiǎn)之前的企業(yè)應(yīng)急管理、企業(yè)污染治理能力、企業(yè)環(huán)境危害性以及企業(yè)安全性建立事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并采用層次分析與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合建立評(píng)估預(yù)警模 型[19-20]，及時(shí)判斷警度、報(bào)告警級(jí)、發(fā)布警情，預(yù)先控制或避免潛在風(fēng)險(xiǎn)事故。

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Research on Comprehensive Evaluation and Early Warning of Accident Risk in Chemical Industry Parks Based on Analytic Hierarchy Process

1,1,2,1,1

（1. Shenyang Ligong University, Shenyang Liaoning 110159, China;2. Shenyang Ecological Environment Monitoring Center of Liaoning Province, Shenyang Liaoning 110159, China）

Through the risk identification and analysis of the chemical park, based on the hazards of corporate environmental risks, corporate safety, corporate emergency management, and corporate pollution control capabilities, an accident risk assessment and early warning indicator system with 4 criterion-level indicators and 17 bottom-level indicators was constructed. The analysis method combining analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation was used to construct an evaluation and early warning model. This evaluation and early warning model was used to comprehensively evaluate the potential risk companies in the park and perform hierarchical early warning according to the risk level for achieving timely judgment of the alarm level, reporting the police level, and releasing the alarm information, so as to control the trend of potential risk accidents in advance and avoid the occurrence of accidents.

Chemical industry park; Analytic hierarchy process; Fuzzy comprehensive evaluation method; Hierarchical early warning

社會(huì)治理科技專項(xiàng)（污染防治項(xiàng)目）（項(xiàng)目編號(hào)：20-206-4-10）。

2021-11-15

王嘉豪（1995-），男，陜西省渭南市人，碩士研究生，研究方向：環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)。

李艷（1967-），女，教授，博士后，研究方向：環(huán)境規(guī)劃與評(píng)價(jià)。

X820.4

A

1004-0935（2022）06-0776-05