基于模糊层次法的加油站安全现状评价和风险控制

基于模糊层次法的加油站安全现状评价和风险控制

戴维伟

中国石化江苏淮安石油分公司 江苏淮安210003

摘要：本文主要是对加油站安全评价和风险控制进行研究，在大量调研和文献研究的基础上，采用模糊层次法对加油站安全运行现状进行评价，并用来确定模糊综合评价的权重值。通过定性的分析应用，对加油站存储、加油、卸油等操作的危险因素尽可能研究恶化分析，评价其安全度，并采取相应措施，使加油站安全性管理能够系统的操作，提供理论和实践的指导。

关键词：加油站安全评价  风险控制  模糊层次法  定性分析

随着近年来交通运输业的快速发展，全国加油站的总体数量在不断增加，因此涉及安全方面的新问题也逐渐突显。加油站的运营管理的安全性变得越来越重要，各种设备设施故障以及人为的误操作都将直接导致加油站安全问题的出现。

目前，国内对于加油站安全性评价的研究还存在许多不足，在实际应用过程中会出现许多问题，自我主动管理的意识也不强，长此以往将导致加油站存在较多的安全隐患，进而增加加油站安全事故发生概率。加油站运营安全性评价的研究具有很大的必要性和实用价值，能够加强加油站的安全管理，能够提前获取加油站的安全隐患，便于采取措施并将其规避。

一、加油站危险与有害因素辨识的方法选择

目前，对于加油站安全评价时，首先需要研究、分析和返现系统内在的危险，对危险和有害因素进行有效分析。加油站危险因素一般是指在加油站出现安全事故情况下，造成人员伤亡、设备损坏的原因；有害因素是指在加油站发生安全事故对人身心健康的影响。从两者的概念上不难看出，危险因素是一种社会性和突发性因素；而有害因素则是一种长期过程，需要一定时间的累积作用。

加油站危险、有害因素的辨识是一个连续动态的过程。在一些情况下，边界发生改变造成经过处理后的危险因素可以暂时隐藏，但是当危害因素发生某种改变时，这种原先隐藏的危害因素将会再一次转化为危险因素，可能到来安全事故。所以在进行实际的安全评价过程中，需要对各种因素做好充分考虑，务必展开全面、准确、彻底调研，找出潜在危险因素。此外还需要熟练掌握，并结合加油站自身特点，设计出科学有效、灵活的辨识方法。如果从辨识结果中分析辨识不准确，则需要对评价方法及进行及时更换和调整，然后再重新辨识。

二、指标体系的建立

通过对加油站危险、有害因素的辨识和分析，加油站运营现状安全评价流程及业务流程，最终从设备因素、物料因素、环境因素、管理因素和操作因素五个方面建立加油站安全运营现状评价指标体系。

指标体系建立如下表1所示。

加油站安全评价指标体系

三、基于层次分析法的指标权重确定

层次分析法确定指标体系的权重步骤如下：

步骤一：确立问题，建立层次分析结构模型。依据加油站安全运营现状特点和危险、有害因素的属性差异，将各个有害因素深入分析，按照关联、隶属两种关系实现自上而下的分层，具体实现如下：

目标层：该层在指标体系中属于最高层，是加油站安全评价的总目标，也是最终目标。

中间层：该层是由若干个子层构成，其中包括加油站现状安全评价预定目标所涉及到的各个准则及中间环节，如表1所示中间层主要包含物料因素、操作因素、管理因素以及环境因素。

最底层：该层是方案和措施制定层，本文加油站现状安全评价的方案是采用层次分析法实现加油站安全评价指标权重的确定，然后利用模糊综合评价法对加油站安全进行评价。

步骤二：建立两两比较判断矩阵。建立指标两两比较判断矩阵，比例标度法的原理：若在指标体系的某一层中有n个元素，分别X1,X2,X3,…,Xn、这些元素对上一层元素Y进行两两比较，每次在比较时都选取Xi、Xj两个元素，使用sij表示（1≤sij≤9）表示元素Xi、Xj对上层元素Y的影响程度，最终采用Y的S矩阵将两两比较的结果表示出来，在矩阵中，S=(sij)nm，sij>0，sji=1/ sij。

大多加油站采用的是三级指标体系，通过对各指标体系分析和比较之后，建立V，V1、V2、V3、V4五个比较矩阵。

步骤三：一致性检验。在实际权重确定过程中，因为系统相对较为复杂，而且专业人员或者专家进行比较时存在思维定势和认识的片面性使得权重确定存在偏差，所以需要进行一致性检验，从而使得结果更加的科学合理。以判断矩阵S进行一致性检验为例。

首先需要计算一致性指标CI：，计算式如下：

                               （1）

式中的n为矩阵的阶级数，为矩阵的最大特征根。

再通过随机一致性指标RI进行查找，如下表所示

表2 随机一致性指标RI

最后通过公式（2）对矩阵S进行判断。

                              （2）

通过计算，如果CR<0.1则表示判断矩阵S具有满意一致性，否则需要对判断矩阵进行修改，直到CR<0.1为止。

步骤四：层次单排序。通过该步骤依据判断矩阵得到本层指标对上层指标的影响程度的权重值。判断矩阵依然采用矩阵S为例进行如下计算:应用计算式（3）计算出判断矩阵的最大特征值和特征向量。

                        （3）

计算出M的n次方根：

                         （4）

然后进行归一化处理，如下式所示：

                        （5）

经过计算得到特征向量：

                          （6）

最后计算出 最大特征值：

                            （7）

通过以上计算可 得到加油站各级指标体系的权重值。

步骤五：层次总排。在层次单排序的基础上进行，利用单排序的计算结果进一步计算本层对更上一层影响程度的权重。

四、基于模糊层次法对加油站运营现状的安全评价

为了提高加油站安全评价的准确性，采用模糊层次法对加油站安全运营现状进行评价，该方法是采用层次分析法和模糊综合评价法联合使用，层次法主要用来确定各危险、有害因素指标体系的权值，而模糊综合评价法对加油站的安全作具体评价。

4.1 模糊综合评价方法对加油站安全评价优势分析

模糊综合评价方法的优势主要体现在以下三个方面：

（1）确定各个指标体系的权重值，这样就可以将计算指标体系权重值过程中的主观因素大大降低了；

（2）利用层次分析方法，使得各指标按照由上而下进行层次划分，使得指标体系建立结构更加清晰明朗，并且能够使用计算机技术对加油站运营现状建立的模糊关系和模糊合成值进行计算和确定，简化了计算的复杂性，对评价结果的准确性大大提高；

（3）因为加油站危险、有害因素的界限相对较为模糊，所以无法采用定量和定性的分析方法得到准确的评价结果，所以将层次分析法和模糊综合评价的方法结合在一起，不仅体现出层次分析方法的优点，也体现了模糊理论的方法。减少人为的主观因素的同时，也使得评价结果更加严谨、科学、合理。

4.2 模糊综合评价方法对加油站安全评价的步骤

（1）确定加油站运营现状的因素集

经分析得出加油站危险、有害因素主要包括物料因素、环境因素、操作因素和管理因素四个方面，对每个因素组成集合，用P来表示。则加油站最终评价目标P的集合：

P={物料因素P1，操作因素P2，环境因素P3，管理因素P4}，然而每个子集又包含多个子因素，构成一级指标体系。

P1={汽油P11、柴油P12}；

P2={卸油操作P21、加油操作P22、储油操作P23、检修操作P24}；

P3={安全培训P31、制度缺陷P32}；

P4={气候条件P41、地理位置P42}

从上文得知，显然这些因素都存在一定的模糊性。

（2）对加油站各级指标体系权重值计算

采用层次分析法对加油站各级指标体系权重值进行计算：

一级指标体系P的权重值：；

二级指标体系P1的权重值进行计算：；

二级指标体系P2的权重值进行计算:；

二级指标体系P3的权重值进行计算:；

二级指标体系P4的权重值进行计算:。

每一级指标体系的权重值可以看做是上一级指标体系的隶属值。

（3）对加油站运营现状安全评价集进行建立

评价集是专业人员根据经验、专业技术能力对被评价对象的可能作出每种评价结果的一种集合。在模糊综合评价法中评价集有且只有一个，进行评价集的建立时需要充分考虑是否适合影响评价对象危险、有害因素的特点，一般采用V来表示评价集，，表示每种评价结果的集合。根据加油站的特点，讲危险、有害因素导致事故后的结果定义为非常安全、比较安全、安全、不安全、非常不安全等五个等级，即：

    （8）

（4）加油站单因素模糊评判与建立隶属矩阵

单因素模糊评判是对加油站危险、有害因素某一个因素进行评判，从而确定其隶属值。在此以加油站物料因素为例，首先加油站的总体目标是P，对物料因素P1进行评判，P1评价集V中的第j个元素Vj的隶属值为rij那么就可以模糊集R1表示P1的评判结果，对物料因素每个子因素进行评判，这样得到的模糊集合：

                        （9）

式中的计算式如下：

                          （10）

式中为第i个元素第j个评价集，i=1,2，j=1,2,3,4,5，m=5。

（5）建立加油站运营模糊综合评价矩阵

由于单因素仅仅是加油站危险、有害因素中的一个，无法真正反映出所有因素对被评价对象的影响，为此需要建立综合评价矩阵。

加油站模糊综合评价矩阵如下：

                     （11）

然后根据各因素给定的隶属度，建立加油站运营模糊评价数学模型：

五、结语

通过本安全评价方法，能够准确的得到加油站的评价结果。

（1）对加油站危险、有害因素的辨识，有害因素是影响加油站安全的主要根源，通过分析加油站的有害因素，明白有害因素的类型，为后文的加油站安全评价方法指标体系的建立提供依据。

（2）对模糊层次法进行了阐述。模糊层次分析法是将模糊综合评价法与层次分析法进行综合应用，让安全评价的结果更具有科学原则，能够提高评论结果的准确性。

（3）将安全评论方法应用于加油站中。模糊层次法对加油站安全运营现状进行评价，该方法能够实现加油站安全评价与风险控制，从评价结果来看，人员专业能力、卸油、加油作业基本符合相关标准和规范。

由于时间有限性，文中必然存在着诸多不足之处，希望批评指正。

参考文献

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