模糊改進(jìn)層次分析法用于大型原油儲罐管理安全評價(jià)

李學(xué)軍 天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司

模糊改進(jìn)層次分析法用于大型原油儲罐管理安全評價(jià)

李學(xué)軍 天津中海油工程設(shè)計(jì)有限公司

模糊改進(jìn)層次分析法是根據(jù)大型原油儲罐實(shí)際情況對層次分析法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確定儲罐安全性評價(jià)的因素層次，進(jìn)而確定各因素的權(quán)重大小；然后根據(jù)模糊綜合評價(jià)法選擇專家打分對各風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因素進(jìn)行賦值，建立因素模糊評價(jià)矩陣，最終計(jì)算得出評價(jià)結(jié)果。根據(jù)改進(jìn)層次分析法的特點(diǎn)，首先需要建立原油儲罐安全性評價(jià)的指標(biāo)體系，再結(jié)合模糊綜合評價(jià)法，從人員、設(shè)備、管理、環(huán)境等四個(gè)方面建立模糊性指標(biāo)因素體系，通過實(shí)際調(diào)研和文獻(xiàn)分析，根據(jù)油田實(shí)際情況建立評價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明，人員因素和管理因素是影響儲罐安全性最大的指標(biāo)。通過案例分析對模糊改進(jìn)層次分析評價(jià)模型進(jìn)行驗(yàn)證，該評價(jià)結(jié)果基本符合實(shí)際情況，并從強(qiáng)化培訓(xùn)教育和高效管理兩個(gè)方面提出了提高原油儲罐安全性的措施。

模糊；層次分析法；原油儲罐；安全性；模型

對大型原油儲罐安全性進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)評價(jià)結(jié)果采取各種針對性防范措施，可降低原油儲罐運(yùn)行帶來的風(fēng)險(xiǎn)，對提高原油儲罐整體安全性，提升油田生產(chǎn)效益具有重要促進(jìn)作用。結(jié)合當(dāng)前我國安全評價(jià)方法的使用特點(diǎn)，針對原油儲罐風(fēng)險(xiǎn)高、容量大、隱患突出的實(shí)際特征，對層次分析法進(jìn)行改進(jìn)，并結(jié)合模糊綜合分析法對其進(jìn)行安全性評價(jià)，對判斷原油儲罐安全性具有十分重要的作用。

1 模糊改進(jìn)層次分析法

模糊改進(jìn)層次分析法是根據(jù)大型原油儲罐實(shí)際情況對層次分析法進(jìn)行優(yōu)化，確定儲罐安全性評價(jià)的因素層次，進(jìn)而確定各因素的權(quán)重大小；然后根據(jù)模糊綜合評價(jià)法選擇專家打分對各風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因素進(jìn)行賦值，建立因素模糊評價(jià)矩陣，最終計(jì)算得出評價(jià)結(jié)果。

1.1 改進(jìn)層次分析模型

在原層次分析法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，將各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)因素按五個(gè)標(biāo)度、三個(gè)等級程度進(jìn)行量化，在相鄰兩個(gè)標(biāo)度中間插入標(biāo)度進(jìn)行均化，從而提高優(yōu)化精度，由此得出指標(biāo)因素的權(quán)重。根據(jù)標(biāo)度評比表和層級分析法建立指標(biāo)因素比價(jià)矩陣A

式（1）中aii=1;aji=1/aij;aij=aik/aki（i,j, k=1,2,3）。由此構(gòu)建判斷矩陣B，如式（2）所示，其內(nèi)部元素應(yīng)滿足下列條件

其中km=rmaxrmin。

對矩陣C進(jìn)行歸一化處理可以得到指標(biāo)權(quán)重。

1.2 模糊綜合評價(jià)模型

由于管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)影響因素全部都是模糊性，無法定量衡量，因此，通過專家用模糊綜合評價(jià)法對原油儲罐安全性進(jìn)行評價(jià)。具體評價(jià)步驟如下：

（1）確定模糊綜合評判因素集合U，U= {u1，u2，…，un}，ui為評估因素。

（2）通過邀請石油安全研究相關(guān)行業(yè)的專家進(jìn)行實(shí)地考察分析，對大量的原油儲罐進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主觀賦值得出指標(biāo)因素模糊判斷矩陣。

（3）進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算。對因素集U中第i個(gè)因素ui進(jìn)行評估，對應(yīng)結(jié)果等級評語集V中第j個(gè)元素vj的隸屬度為rij。綜合所有單因素，得到評判矩陣R為

運(yùn)用模糊綜合評估模型式D=ER進(jìn)行兩級模糊綜合運(yùn)算得出結(jié)果，根據(jù)結(jié)果以最大隸屬度法評價(jià)判斷原油儲罐的安全等級狀況。

2 安全評價(jià)建模

2.1 原油儲罐管理改進(jìn)層次分析法指標(biāo)體系

根據(jù)改進(jìn)層次分析法的特點(diǎn)，首先需要建立原油儲罐安全性評價(jià)的指標(biāo)體系，再結(jié)合模糊綜合評價(jià)法，從人員、設(shè)備、管理、環(huán)境等四個(gè)方面建立模糊性指標(biāo)因素體系，通過實(shí)際調(diào)研和文獻(xiàn)分析，根據(jù)油田實(shí)際情況建立評價(jià)指標(biāo)，如表1所示。

表1 原油儲罐模糊改進(jìn)層次評價(jià)指標(biāo)體系

2.2 模糊改進(jìn)層次評價(jià)法評估等級

為了對原油儲罐的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行界定，根據(jù)改進(jìn)層次分析法的結(jié)果等級對原油儲罐評價(jià)結(jié)果進(jìn)行等級劃分，分為五個(gè)等級，如表2所示。

表2 模糊改進(jìn)層次法評估等級及評語級劃分

2.3 確定評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

邀請?jiān)蛢蕖⑹突?、質(zhì)量監(jiān)督、石油生產(chǎn)管理等行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜覍Ρ?中的評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行兩兩對比，給出改進(jìn)層次分析模型求解指標(biāo)因素權(quán)重，如表3所示。

表3 模糊改進(jìn)層次指標(biāo)權(quán)重

2.4 確定評判矩陣計(jì)算

針對需要評價(jià)的原油儲罐，由行業(yè)專家進(jìn)行現(xiàn)場分析評判，打分確定該儲罐風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對其安全性的影響程度，確定評判矩陣，再依據(jù)式（3）進(jìn)行多層次模糊矩陣計(jì)算即可得出安全性評價(jià)結(jié)果。

3 模糊改進(jìn)層次分析法的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用案例分析

選擇某油田某原油儲罐，邀請相關(guān)行業(yè)15名專家對其安全性進(jìn)行實(shí)地觀察調(diào)研分析和打分，根據(jù)打分情況，統(tǒng)計(jì)、分析、確定各項(xiàng)因素指標(biāo)現(xiàn)狀，由此得出各指標(biāo)的分?jǐn)?shù)即評判矩陣。

根據(jù)模糊改進(jìn)層次評價(jià)法，結(jié)合專家現(xiàn)場打分情況進(jìn)行模型計(jì)算。根據(jù)最大隸屬度原則，可判斷該原油儲罐安全性為較安全，需要適當(dāng)加強(qiáng)完善相應(yīng)措施，進(jìn)一步提高安全性。

3.2 提高儲罐安全性的措施

根據(jù)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值可以看出，對原油儲罐安全性影響最大的風(fēng)險(xiǎn)還是來源于人員素質(zhì)和管理水平，因此需要加強(qiáng)人員安全和管理兩個(gè)方面的措施。

（1）強(qiáng)化員工安全教育培訓(xùn)。一是要加強(qiáng)油田全體員工的安全意識教育，從思想源頭上提高員工安全認(rèn)識，認(rèn)識到原油儲罐的危險(xiǎn)性和自身工作行為的危險(xiǎn)后果，從而遵守操作規(guī)程，確保行為安全。二是要加強(qiáng)業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，通過經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師對員工進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)傳授和操作技能培訓(xùn)，提高員工的操作熟悉度和專業(yè)素質(zhì)水平，從而在操作過程中避免一些意外事故。三是加強(qiáng)員工思想和心理教育，確保員工身心素質(zhì)過硬，能夠較好地解決各種意外突發(fā)情況。

（2）運(yùn)用高效管理模式。一是成立完善的安全管理機(jī)構(gòu)，落實(shí)安全責(zé)任制，明確崗位規(guī)章制度，確保工作、行為、操作等制度的約束和保障。二是落實(shí)定期檢查和自我排查行動，通過查找原油儲罐存在的設(shè)備、環(huán)境、人為等危險(xiǎn)因素并進(jìn)行整改，提高自身安全素質(zhì)。三是完善安全管理會議和學(xué)習(xí)制度，定期組織應(yīng)急演練，通過實(shí)踐形成良好的安全文化氛圍，提高全體安全水平。

4 結(jié)語

（1）建立了模糊改進(jìn)層次法的安全性評價(jià)模型，并對該評價(jià)模型的計(jì)算步驟進(jìn)行了詳細(xì)分析。

（2）從人員素質(zhì)、設(shè)備狀況、管理水平、環(huán)境影響等四個(gè)方面構(gòu)建原油儲罐安全性評價(jià)指標(biāo)體系，并邀請專家對其指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定，結(jié)果表明，人員因素和管理因素是影響儲罐安全性最大的指標(biāo)。

（3）通過案例分析對模糊改進(jìn)層次分析評價(jià)模型進(jìn)行驗(yàn)證，該評價(jià)結(jié)果基本符合實(shí)際情況，并從強(qiáng)化培訓(xùn)教育和高效管理兩個(gè)方面提出了提高原油儲罐安全性的措施。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.003