危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评价

随着社会经济的快速发展,工业进程不断加快,各行各业对危险化学品的需求量越来越大,使用范围也越来越广泛,而危险化学品储存作为使用过程中的一个重要环节,各类突发事件也呈频发态势。例如,2015年8月12日,位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故,造成165人遇难;2018年7月13日,四川宜宾市某工业园区发生爆燃事故,导致19名工人死亡,12人受伤;2018年11月28日零点41分,在张家口市桥东区河北盛华化工有限公司附近发生的爆炸起火事故,致使22人死亡。这些突发事件给人民群众的生命财产安全造成极大威胁,给社会造成极其恶劣的影响。危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评估是减少危险化学品仓储火灾突发事件附带损失、完善应急管控措施的重要手段,也是当前研究的热点。

近年来较多专家学者对应急能力的评价取得了一定成效,针对不同领域、不同行业提出了许多应急能力评价模型与方法,如陈立勋对中石油仓库火灾事故进行了应急能力研究;薛辉等构建了可拓评价模型对加油站火灾应急能力评估;王金花分析了仓库火灾事故影响因子并对其应急能力进行了评价研究;金小明等以杭州上城区为例探究了一种灾害性天气应急管理水平的评价方法;杨海东等基于突变理论研究了城市道路交通安全突发事件应急能力;赵旭探讨了高校突发事件应急管理能力;吴森研究了民用运输机场应急管理能力系统;李晚莲等基于层次分析法分析了社区医疗卫生机构应急能力;葛悦等提出了基于灰色层次分析法的突发事件应急管理能力评价方法。这些模型与方法为后续应急能力评估技术的发展奠定了前期基础。危险化学品仓储火灾突发事件应急能力的评估是一个较为典型的多准则决策问题,包含大量的评估准则和影响因素,确定影响因素彼此间的重要性是找出应急能力薄弱环节的关键,逼近理想解排序法(TOPSIS)是解决多属性决策问题的常见方法,该方法具有一定的客观性和逼近性,可以用于求解距离正理想解最近、负理想解最远的方案,但其一维性的方式在影响因素较多时难以确定指标权重,而层次分析法(AHP)作为系统分析的常用方法,通过建立层次化结构模型,系统分析评估对象内部各指标之间的相互关系,使求得的指标权重更加合理客观,能在一定程度上弥补TOPSIS的不足。

将改进的层次分析方法与TOPSIS法结合起来对危险化学品仓储火灾突发事件应急能力进行评估,通过评估识别出危险化学品仓储火灾突发事件应能管理过程中的薄弱环节与关键环节,以期为危险化学品仓储火灾应急管控建设提出新思路与针对性的建议。

危险化学品仓储火灾突发事件应急能力的评估是一个多准则、多影响因素的复杂评估过程,要使得评估结果客观、真实、可靠,必须构建科学有效的突发事件应急能力评价指标体系。笔者通过研究文献、分析危险化学品仓储火灾事故案例及总结前人专家研究,通过访谈专家及结合危险化学品仓储突发事件应急管理现状,构建危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评价指标体系,从事故应急预防与准备、突发事件监测与预警、突发事件应急处置与救援、事后恢复处理能力等四个维度出发,依据评价指标建立的科学、客观、全面等原则构建了包含4个一级指标和14个二级指标的危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评价指标体系,具体如图1所示。

运用改进的层次分析法与TOPSIS相结合的方法评价危险化学品仓储火灾突发事件应急能力时,首先要明确最优方案,最劣方案,通过计算得到评价主体分别与最优解及最劣解之间的距离,将评价主体按照次序排序。如果评价主体与最优解之间的距离最小而与最劣解之间的距离最大,则表明该评价主体应对突发事件应急能力最好,企业应急管理状态较好,否则为最差。要找出影响应急能力的关键环节,应在评价过程中运用改进的层次分析法对各指标重要情况赋权,然后采用TOPSIS方法计算得到危险化学品仓储火灾突发事件应急能力的水平值、最优解、最劣解,并分别计算水平值与最优解、最劣解之间的距离,最后比较评价结果并排序,从而最终确定出危险化学品仓储火灾突发事件应急能力的等级状况。

改进的AHP是在层次分析法原来的基础上引入了三标度法(-1,0,1),求出最优传递矩阵,再根据最优传递矩阵求出最大特征值,其对应的特征向量即为各因素对应的权重值,其计算更为简便,可信度更强。

针对构建的危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评价指标体系,邀请3名应急管理专家及2名安全生产经验丰富的专家,结合危险化学品仓储现状,对影响危险化学品仓储火灾突发事件应急能力的影响因素进行重要程度判断,经过详细的讨论分析得到准则层的判断矩阵,见表1所示。其中若aij=1,表示i比j重要;若aij=0,表示i与j一样重要;若aij=-1,表示i不如j重要。

计算各判断矩阵的最优传递矩阵,其中最优传递矩阵中的元素计算,见式(1)。

可以算得准则层的最优矩阵

最优矩阵R可通过式(2)转换为一致矩阵D。

依据公式（2）可得到一致矩阵

根据转换的一致矩阵D1,采用方根法求解特征向量,得到准则层权重为W=[0.296 8,0.109 6,0.296 8,0.296 8]T。

同理可得到指标层各评价指标权重：W1=[0.223 1,0.132 6,0.644 3]T,W2=[0.305 7,0.087 5,0.142 3,0.464 5]T,W3=[0.235 1,0.223 4,0.541 5]T,W4=[0.125 8,0.645 6,0.023 7,0.204 9]T。

TOPSIS通过计算评价主体分别与最优解及最劣解之间的距离来明确最优方案与最劣方案,其中评价主体与最优解之间的距离最小而与最劣解之间的距离最大为最优,否则为最劣。正理想解是一设想最优解,其各个指标均达到最优;负理想解是设想最劣解,其各项指标均为最差。

为更好地对评价对象进行最优方案选择,首先应构建评价对象矩阵,设有m个评价单元,单元中包含n个评价指标,则初始评价矩阵为X=(xij)m×n,其中xij(i=1,2,⋯,m;j=1,2,...,n)为第i个评价对象的第j个评价指标值。

而不同的指标分为效益型和经济型指标,效益型指标数值越大则越好,经济型指标越小则越好,然而不同的指标可能量纲不同,为解决这一问题,对评价指标进行标准化处理,不同的指标采取不同的公式进行规范化处理。

加权标准化决策矩阵C将标准化决策矩阵r'的每一列与对应的指标层中各指标的总排序权重作乘法,见式(3)。

贴近度反映的是各项评价指标与最优解之间的贴近程度,而要计算样本的贴近度必须先计算正负理想解,其计算公式见式(4)。

式中:C+,C-分别为正、负理想解;J1,J2分别为效益型和经济型指标集。

样本指标与正负理想解之间的距离计算公式,见式(5)所示。

式中:di+,di-分别为样本评价指标与正、负理想解间的距离;ci+,ci-分别为理想解C+,C-所对应的元素值。

贴近度的计算公式见式(6)。

若Ei=1,则样本为正理想解,若Ei=0则代表样本为负理想解,大多数情况下Ei∈(0,1),通过贴近度排序可以实现对对象的评价。

在针对危险化学品仓储火灾突发事件应急能力评估的过程中,按照国家相关法律法规,以某市4家危险化学品储存企业为评价主体,对其仓储发生火灾突发事件时的应急能力进行评估,结合构建的评价指标体系,对4家危险化学品仓储企业的各项风险评价指标按照1～10进行赋分,并将专家的赋值结果的算数平均值作为初始评价矩阵的数值,具体见表2所示。

对初始评判矩阵中的指标赋值进行标准化处理,得到标准化决策评判矩阵如下:C=

取各项指标的最大值及最小值作为正、负理想解,求得各评估对象与理想解的欧式距离以及贴近度,见表3所示。

通过改进的层次分析法,计算得到危险化学品仓储火灾应急能力评价指标各风险指标的权重值。其中,事故应急预防与准备、突发事件应急处置与救援、事后恢复处理能力权重较大,较为重要;在二级指标中,应急队伍及物资保障水平、事故应急救援能力以及事后恢复生产的能力权重值相对较大,在后期的应急能力建设过程中应不断加强。其他指标影响程度较低,但在日常安全管理中仍然不可忽视,通过对4个市的危险化学品仓储火灾应急能力评价可知,D市应保持在应急能力方面的优势,进一步加强各方面的建设工作,而从计算的贴近度看,B市应急能力建设工作相对薄弱,应引起足够的重视,在后期的建设过程中,应加强投入,提高应急信息化程度,增强应急救援能力。

在系统分析大量文献及危险化学品仓储火灾事故案例、总结前人专家研究的基础上,构建了危险化学品仓储火灾应急能力评价指标体系。运用改进层次分析法与TOPSIS相耦合的方法对危险化学品仓储火灾应急能力评价,有效克服了人的主观性对评价结果的影响,同时计算出了各风险评价指标的权重值,找出了应急管理的薄弱环节,为后期应急能力的建设提供参考。通过实例,证明了该方法的有效性和实用性。