王 菲,姚 爽,張 展(沈陽化工大學,遼寧 沈陽 110142)
危化品的運輸大多涉及到異地運輸的問題,由于?;肪哂幸兹家妆?、強腐蝕性等特殊性,在運輸過程中伴隨著引起安全事故發(fā)生的影響因素,事故發(fā)生的后果極其嚴重。為了避免和減少事故的發(fā)生,對?;愤\輸進行風險評估顯得極為重要,根據評估結果采取對應的預防和監(jiān)管措施,從而提升?;愤\輸安全監(jiān)管水平[1]。
Rhyne 等[2]建立了不同的事故風險評價模型。Erkut 等[3]提出了改進建議以提升風險評價計算的準確度。Uday Kumar Chakrabarti 等[4]結合GPS 軟件和ALOHA 軟件構建多種評估模型,旨在全面系統的評估危化品運輸各路線的安全風險。帥斌等[5]首先分析了國內外危險貨物運輸風險評估方法和模型,并通過實例總結了各種模型和方法的特點。趙倩琳等[6]在分析中小危化品企業(yè)的安全管理現狀基礎上,結合專家經驗和相關法規(guī),提出一種適合中小?;菲髽I(yè)風險量化評估體系。
?;愤\輸風險相關評估多數采用定性的方法,較少選取定量方法進行研究,且定量安全評估的相關研究缺乏風險發(fā)生概率與風險損失程度兩方面的綜合考慮。本文基于貝葉斯網絡[7]進行模糊綜合評估,綜合風險發(fā)生概率與風險損失程度這兩方面的評估結果,可以對?;菲髽I(yè)運輸風險進行更全面的評估。
張成俊[8]提出從制度、員工和車輛三個主觀因素構建運輸企業(yè)標準化管理體系。張春艷等[9]提出從“人-機-料-環(huán)-法”因素入手,針對?;愤\輸事故進行預防和應急處理。本文從人員、貨物、設施設備、安全管理和運輸環(huán)境五個方面進行評估,其中:人員因素包括駕駛經驗、應變能力、安全素質;貨物因素包括易燃易爆和特殊危害;設施設備因素為車輛狀態(tài)和設備狀態(tài);安全管理因素主要是應急措施和相關規(guī)范;運輸環(huán)境因素包括運輸時長、氣象條件和道路條件。建立危化品運輸安全風險評估指標體系,如表1 所示。
在風險評估方法中,定義風險為:
其中:R 為風險水平;P 為風險發(fā)生的概率;C 為風險造成的損失。由風險定義可知,風險水平R 是風險發(fā)生概率P 和風險事故損失C 的函數[10]。
2.1.1 構建貝葉斯網絡模型。Pearl 首次提出貝葉斯網絡概率模型,將特定領域的專家信息與貝葉斯知識相結合,以有向圖的形式表示事故相關變量之間的不確定性關系,并計算風險發(fā)生的概率[11]。?;愤\輸的貝葉斯網絡模型和風險評估指標體系都是通過節(jié)點和變量之間的因果關系建立的,因此可以將二者進行轉換[12],?;愤\輸安全風險概率評估的貝葉斯網絡如圖1 所示。
圖1 危化品運輸安全風險發(fā)生概率評估貝葉斯網絡
2.1.2 定義貝葉斯網絡節(jié)點變量的基本信息。正向推理:在通過節(jié)點變量之間的因果關系建立貝葉斯網絡模型之后,確定每個節(jié)點相互獨立。可以根據下式由每個節(jié)點的先驗概率和條件概率表計算邊緣概率,最終得出?;愤\輸風險的概率。
其中:P (Ui)為邊緣概率,P (U=Ui|U=Uij)為條件概率,P (U=Uij)為先驗概率。
逆向推理:設子節(jié)點Ui已改變,并且識別導致Ui改變的可能因素,將Uij導致Ui改變的概率稱為后驗概率,依式(3)計算:
2.1.3 風險發(fā)生概率的指標等級劃分。梳理和分析歷史?;菲髽I(yè)運輸風險資料,風險發(fā)生的概率及風險發(fā)生的可能性等級如表2 所示。其中I 級代表風險發(fā)生的概率最高,V 級代表風險出現的概率最低。
表2 風險發(fā)生概率等級標準
?;愤\輸安全風險的指標體系多為定義模糊的指標,模糊綜合評價方法[13]是定性問題定量討論的主要手段,與AHP 相結合可以更好地對指標體系加以定量分析[14]。按如下步驟建立?;愤\輸風險損失程度的模糊綜合評估模型。
第五步:進行一級因素的綜合評價,綜合風險損失程度為:
L 為評判結果集,根據最大隸屬度原則[16],選取max(lt)對應的評語作為最終評估結果。通過整理和分析?;愤\輸風險歷史損失情況,建立風險事故損失程度等級標準如表3 所示。
表3 風險事故損失程度等級標準
根據風險發(fā)生的可能性和風險事故損失的程度,風險等級標準可分為四級,其中1 級為不可接受、2 級不愿接受、3 級為可接受、4 級為可忽略,具體如表4 所示[17]。
表4 風險綜合表
本文擬對A 企業(yè)?;返缆愤\輸風險建立安全評估體系。A 運輸有限公司成立于2002 年,專門從事華北地區(qū)的危化品貨物運輸。目前,該企業(yè)已建立了完整的安全質量管理體系,配備裝車50 余輛,可調度車輛近300 輛。車輛配備了行車記錄儀和定位系統,安全防護設備齊全。該公司現有員工400 余人,相關人員考試合格后取得了相應的道路危險貨物運輸資質證書。
邀請8 位?;愤\輸相關領域的專家學者、A 企業(yè)一線危化品運輸人員、?;愤\輸監(jiān)管機構的工作人員作為專家組進行問卷調查,其中:T 代表風險因素的發(fā)生,F 代表風險因素的不發(fā)生。各風險因素的先驗概率如表5 所示。
表5 各風險因素的先驗概率
條件概率通過8 位專家組成員先驗知識獲得,以U4節(jié)點為例,條件概率如表6 所示。
表6 U4 節(jié)點的條件概率表
在得到先驗概率和條件概率后,可利用貝葉斯網絡計算出?;愤\輸風險的發(fā)生概率。邊緣概率的計算過程如下:
由于數據龐大計算過程繁雜,將條件概率輸入GeNie 軟件進行貝葉斯網絡推理,邊緣概率信息如圖2 所示,目標層和一級指標層節(jié)點的邊緣概率如表7 所示。
圖2 貝葉斯網絡邊緣概率
表7 目標層和一級指標層節(jié)點的邊緣概率
由表2 和表7 可知,該?;菲髽I(yè)運輸風險發(fā)生可能性在貨物因素為Ⅳ級,設備設施方面為Ⅱ級,其余方面為Ⅲ級,綜合運輸風險發(fā)生可能性為Ⅲ級。
?;愤\輸事故已經發(fā)生的情況下,計算每個風險因素的后驗概率,快速尋找引起事故發(fā)生的關鍵因素。在GeNie 軟件建立的貝葉斯網絡模型中,將“綜合運輸風險”節(jié)點發(fā)生概率設置為1。由逆向推理可知,如果危化品運輸中必然存在風險,由U32設備狀態(tài)導致的風險發(fā)生概率最高為75%,其次是U31車輛狀態(tài)、U41應急措施、U11駕駛經驗和U42相關規(guī)范,風險發(fā)生概率均高于60%,企業(yè)應重點關注導致運輸風險的相關因素并采取有效措施。
3.2.1 風險評估指標權重確定。8 位專家組成員對風險評估指標權重進行確定。以一級指標權重計算為例,一級指標判斷矩陣計算出的CI 值為0.056,RI 值為1.120,因此計算出的CR 值為0.050<0.1,符合一致性檢驗,計算出的權重一致,由此可計算每個指標的權重。
3.2.2 評估結果與分析。專家組8 名成員結合危化品道路運輸企業(yè)安全檢查表對二級指標進行了評估,以二級指標“人員因素U1”為例,根據式(4)計算其隸屬度為:
從表8 數據可以看出,5 個一級指標中,人員因素、安全管理、運輸環(huán)境指標的損失最大隸屬度對應評估等級為“一般”,貨物因素的損失最大隸屬度對應評估等級為“較輕微”,設施設備指標的損失最大隸屬度對應評估等級為“較嚴重”,綜合風險損失的最大隸屬度對應評估等級為“一般”。
表8 各級評估指標隸屬度
貝葉斯網絡評估法可知該?;菲髽I(yè)綜合運輸風險發(fā)生可能性為Ⅲ級,模糊綜合評估的結果為綜合風險損失程度等級為“一般”。由表4 綜合分析,該?;愤\輸企業(yè)安全風險評估結果為3 級可接受程度。該企業(yè)在設施設備方面評估等級較差且風險概率常見,因此企業(yè)應定期檢查維護設施設備,動態(tài)掌握車輛的運輸狀況,針對薄弱環(huán)節(jié)采取相應的預防和應急措施。
?;愤\輸具有特殊性和流動性的特點,因此,在風險評估研究中應全面、系統地考慮和分析可能導致事故的影響因素和指標。貝葉斯網絡評估法在進行安全風險評估時,只對風險發(fā)生概率進行評估是不全面的。結合模糊綜合評估法對風險損失程度進行評估,可以為考慮不確定?;愤\輸的風險損失提供分析工具。綜合這兩方面的評估結果,可以對?;菲髽I(yè)運輸風險進行更全面的評估。本文以A 危化品運輸公司為例,構建了綜合評估體系,對?;返缆愤\輸安全風險做出了量化評估,對危化品道路運輸行業(yè)提供了可借鑒的綜合安全評估手段。