基于灰色關(guān)聯(lián)分析的倉庫?；肺ｋU系數(shù)評價

高 飛袁樹杰，2

1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院 2.煤礦安全高效開采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

基于灰色關(guān)聯(lián)分析的倉庫?；肺ｋU系數(shù)評價

高 飛1袁樹杰1，2

1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院 2.煤礦安全高效開采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

企業(yè)倉庫作為企業(yè)整體中不可缺少的一部分，其內(nèi)儲存的物品往往關(guān)乎企業(yè)的發(fā)展和壯大。一旦發(fā)生火災(zāi)或者爆炸，將會對企業(yè)造成難以估量的損失，甚至?xí)蛊髽I(yè)面臨破產(chǎn)或者倒閉風(fēng)險。本文應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對某一個典型火災(zāi)爆炸事件進(jìn)行相應(yīng)的?；钒踩治?，得到倉庫?；返奈ｋU系數(shù)，為?；返陌踩芾硖峁┝藚⒖?。

倉庫；?；?；灰色關(guān)聯(lián)分析；危險系數(shù) ；層次分析法

倉庫作為一個企業(yè)儲存生產(chǎn)物品的庫房，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)效益的最后一道工序，關(guān)乎企業(yè)的生存、發(fā)展和壯大。然而近年來，企業(yè)倉庫的火災(zāi)及爆炸事件卻頻頻發(fā)生，企業(yè)安全生產(chǎn)令人擔(dān)憂。2015年8月12日，天津東疆保稅港區(qū)瑞海國際物流有限公司所屬危險品倉庫發(fā)生爆炸，造成165人遇難，8人失蹤，幾萬戶房屋受損，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元人民幣； 10月12日，天津市天津永晟化工有限公司一儲存乙醇、甘油等化工產(chǎn)品的倉庫發(fā)生大火，無人員傷亡。對于存儲化工產(chǎn)品的倉庫，其在發(fā)生火災(zāi)或者爆炸后，將造成無法估量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的后果?；疑P(guān)聯(lián)分析法是一種根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法［1］。對于?；罚瑒t通過定量確定各項關(guān)聯(lián)指標(biāo)系數(shù)的數(shù)值，本文所利用的加權(quán)平均數(shù)法來對評價對象危險程度進(jìn)行等級劃分，使定量判斷更加準(zhǔn)確，對于企業(yè)做好倉庫的防火安全措施具有指導(dǎo)意義。

1　分析方法介紹與應(yīng)用

1.1灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析方法，是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，亦即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法［2］。

灰色關(guān)聯(lián)分析法的計算與分析步驟如下［3］：

（1）確定能夠反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列，以及能夠影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。

（2）針對以上確定出的參考數(shù)列和比較數(shù)列，對其進(jìn)行無量綱化處理。

（3）求解參考數(shù)列和比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ζ（Xi）。

對于一個由若干個比較數(shù)列X1， X2，…， Xn組成的參考數(shù)列X0，各比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）可由下列公式算出：

式中 ：

ρ—分辨系數(shù)，在0～1之間，常取0.5；

Δ（min）—第二級最小差；

Δ（max）—兩級最大差；

Δ0i（k）—各比較數(shù)列上的點(diǎn)Xi與參考數(shù)列上的點(diǎn)X0的絕對差值。

（4）求關(guān)聯(lián)度［4-5］。

因?yàn)殛P(guān)聯(lián)系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在不同情形下的關(guān)聯(lián)程度值，所以往往它具有很多個值，而分散開的不同的數(shù)值之間很難進(jìn)行整體性比較。因此，采取取其算術(shù)平均值的方法（有時還因關(guān)聯(lián)系數(shù)本身重要性的不同，采用加權(quán)取其平均值得方法），將各個的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中為一個值，作為比較數(shù)列與參考數(shù)列間關(guān)聯(lián)程度的數(shù)量表示，關(guān)聯(lián)度公式如下：

式中：

ri—比較數(shù)列xi對參考數(shù)列x0的灰關(guān)聯(lián)度；ri的值越接近1，則說明相關(guān)性越好。

（5）關(guān)聯(lián)度排序。

依據(jù)上述步驟（4）的方法求解出的關(guān)聯(lián)度，將其按照從大到小的順序排列，得到待評價目標(biāo)依關(guān)聯(lián)度的排列順序。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是將研究對象及影響因素的因子值視為一條線上的點(diǎn)，與待識別對象及影響因素的因子值所繪制的曲線進(jìn)行比較，比較它們之間的貼近度，并分別量化，計算出研究對象與待識別對象各影響因素之間的貼近程度的關(guān)聯(lián)度，通過比較各關(guān)聯(lián)度的大小來判斷待識別對象對研究對象的影響程度。

1.2層次分析法

應(yīng)用單層次一致性檢驗(yàn)的方法，檢驗(yàn)判斷矩陣是否具有滿意一致性，檢驗(yàn)公式為：

式中：

λmax—通過判斷矩陣求得的最大特征值；判斷矩陣平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI，見表1。

表1　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

計算判斷矩陣的一致性比率CR=CI/RI；當(dāng)CR=0時，A具有完全一致性；當(dāng)CR＜0.1時，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要調(diào)整判斷矩陣使其達(dá)到可接受的一致性比率。

2　分析方法在?；分械膽?yīng)用

2.1背景

2015的8月12日，在天津東疆保稅港區(qū)的碼頭，天津瑞海國際物流有限公司所屬的危險品倉庫發(fā)生了爆炸。根據(jù)官方提供的一些危化品數(shù)量統(tǒng)計，該公司?；穫}庫儲存的部分制作成危化品種類和數(shù)量統(tǒng)計，見表2。

表2　?；窋?shù)量統(tǒng)計表

2.2應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行分析

（1）評價指標(biāo)的確定。指標(biāo)的確定可以說是該灰色關(guān)聯(lián)分析法的重點(diǎn)，本文根據(jù)文獻(xiàn)［6］，了解到，對于危險化工產(chǎn)品，其儲存量的體積越大，人員等接觸到的可能性就越大；沸點(diǎn)越低，越容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸的危險；半致死量越小，說明其擴(kuò)散的毒性及危險性越大；當(dāng)然，其本身是否具有可燃性也很重要，越容易發(fā)生燃燒或者爆炸，其存儲就越難，越易發(fā)生危險；最后就是，該化工產(chǎn)品遇水會產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)亦需要考慮，這可以防止在發(fā)生火災(zāi)時，因盲目的的用水滅火而造成更大損失。

為更好的確定各種危化品危險程度，本文確定了以下評價指標(biāo)：比值R（儲存量/臨界值），體積V，沸點(diǎn)BP，半致死量LD50，可燃/爆炸C/B，遇水反應(yīng)WR。

（2）對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化。利用插值法對以上的數(shù)據(jù)按指定的評價指標(biāo)進(jìn)行Min-max標(biāo)準(zhǔn)化后，在進(jìn)行百分制無量綱化。?；窋?shù)量無量綱化統(tǒng)計，見表3。

表3　危化品數(shù)據(jù)無量綱化統(tǒng)計表

根據(jù)危險物品儲存量/臨界值所求出的比值R，各物質(zhì)R值，見表4。

表4　儲存物存的R值

若記其中的最大值氰化鈉R值14為無量綱數(shù)100，最小值硫化鈉R值0.028為無量綱數(shù)1，那么，利用插值法，得到硝酸鉀比值的無量綱數(shù)為19。特別注意，無量綱數(shù)越大，就代表該物質(zhì)的危險系數(shù)越大。在日常生活中，對其安全性要求就越高。線性插值公式

式中：

y—待求某數(shù)據(jù)無量綱數(shù)；

x—該數(shù)據(jù)實(shí)際值；

xmin—該組數(shù)據(jù)中最小值；

xmax—該組數(shù)據(jù)中最大值。

（3）確定分析的參考數(shù)據(jù)列依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法尋找每個指標(biāo)數(shù)據(jù)無量綱化之后的最大值，作為分析的參考數(shù)列，如下：

（5）求最值。由灰色關(guān)聯(lián)分析法計算每個?；窡o量綱化后各指標(biāo)數(shù)據(jù)中的最值。

表5　無量綱數(shù)據(jù)差的絕對值計算表

（6）計算關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）。依據(jù)計算關(guān)聯(lián)系數(shù)的公式：

分別計算每個比較數(shù)列與參考數(shù)列對應(yīng)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中分辨系數(shù)ρ取0.5［7］。計算的關(guān)聯(lián)系數(shù)統(tǒng)計表，見表6。

表6　關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）統(tǒng)計表

2.3應(yīng)用層次分析法進(jìn)行分析

依據(jù)層次分析法，對各指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩對比之后，然后按9分位比率排定各評價指標(biāo)的相對優(yōu)劣順序［9-10］，依次構(gòu)造出評價指標(biāo)的判斷矩陣A為：

對判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。應(yīng)用MATLAB計算出其特征值，見表7。

表7　判斷矩陣A的特征值

由表7可知，最大特征值λmax為6.1249。計算得到CI為0.02498，再查表1得RI為1.26，因而矩陣A的一致性比率CR=0.0198＜0.1。說明矩陣A具有滿意的一致性。

按照“和積法”求得A的列規(guī)范化矩陣為

表8　評價指標(biāo)權(quán)重值

由以上統(tǒng)計的各?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）及其所對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，計算?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)統(tǒng)計，見表9。

表9　?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)加權(quán)算術(shù)平均值統(tǒng)計表

在考慮各項指標(biāo)之間的權(quán)重關(guān)系的前提下，從上面的關(guān)聯(lián)系數(shù)表，可以清晰地知道，各物質(zhì)的危險程度大小關(guān)系，依次為：氰化鈉，硅化鈣，馬來酸酐，硝酸銨，氫碘酸，氫氧化鈉，硫化鈉，硝酸鉀，氫化鈉［8］。

3　結(jié)論

（1）利用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析倉庫危化品，采用加權(quán)平均數(shù)計算法計算危化品的危險系數(shù)，不僅可以了解該?；穫}庫各種?；返膬Υ媪烤哂趦Υ娴呐R界值，倉庫已經(jīng)屬于重大危險源，還可以知道各種?；返奈ｋU系數(shù)順序?yàn)椋杌c＞硅化鈣＞馬來酸酐＞硝酸銨＞氫碘酸＞氫氧化鈉＞硫化鈉＞硝酸鉀＞氫化鈉。

（2）分析中涉及到的危化品物理化學(xué)性質(zhì)（如碘化氫氣體遇水生成強(qiáng)酸；硅化鈣遇水生成可燃?xì)怏w，進(jìn)而遇氧氣發(fā)生爆炸；馬來酸酐遇水容易水解生成具有腐蝕特性的順丁烯二酸物質(zhì)等），也使得作業(yè)人員在應(yīng)對倉庫突發(fā)火災(zāi)時，能采取正確地應(yīng)對措施，避免了以往的由于作業(yè)人員對于?；分R的欠缺，倉庫在發(fā)生火災(zāi)時，單一的或者錯誤的使用自來水進(jìn)行滅火而造成的人員生命、財產(chǎn)的更大災(zāi)難損傷的狀況。依上可知，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法比以往的直接利用重大危險源分析法分析危化品更據(jù)有說服力，且分析結(jié)果也更加得準(zhǔn)確和全面。

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