馬子超 李 杰 李澤華
首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院
以ISM和AHP分析燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)影響因素*
馬子超李 杰李澤華
首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院
本文根據(jù)ISM解釋結(jié)構(gòu)模型,找出了影響燃?xì)廨斉湔咀钌顚哟斡绊懸蛩毓に嚵鞒?。根?jù)AHP層次分析法,計(jì)算出所有元素的權(quán)重,其中占權(quán)重最大的三項(xiàng)是城市管網(wǎng)的權(quán)重為0.2064,地面設(shè)備的權(quán)重為0.1726,燃?xì)赓|(zhì)量的權(quán)重為0.1533。以此模型的建立對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考。
燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施;風(fēng)險(xiǎn)影響因素;層次分析;解釋解構(gòu)模型
北京市燃?xì)獬鞘泄倬W(wǎng)主要由陜京一線、二線、三線和港清線、港清復(fù)線等輸向北京向北京供氣。經(jīng)過高壓A站、高壓B站和次高壓A、次高B調(diào)壓后再進(jìn)入中壓城市官網(wǎng)。城市輸氣輸配系統(tǒng),通常是指從燃?xì)饨邮照鹃_始,通過不同壓力級(jí)別的壓力管網(wǎng)和壓力設(shè)備把燃?xì)獍从脩羲璧膲毫Α?shù)量輸送到用戶為止的綜合設(shè)施。城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)主要由門站、燃?xì)夤芫W(wǎng)、儲(chǔ)氣設(shè)施、調(diào)壓設(shè)施等共同組成。截止2015年9月30日,集團(tuán)公司運(yùn)行的天然氣管線16598km,其中高壓A管線296km,高壓B管線451km,次高壓A管線719km。調(diào)壓站(箱)17015個(gè),其中高壓A站20座。高壓B站36座,高壓B箱31座,次高站54座,次高箱193座,中低壓箱16674座,供應(yīng)區(qū)域覆蓋北京各城區(qū)和除延慶外的所有郊區(qū)縣。接收門站8座,儲(chǔ)氣球罐站16座。
燃?xì)廨斉湔臼侨細(xì)廨斉湎到y(tǒng)的重要組成部分,其影響著城市居民的日常用氣和工廠生產(chǎn)用氣。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的管理和評(píng)價(jià),管網(wǎng)和管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做了很多深入研究,但對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)研究的研究較少。為此,筆者用AHP和ISM對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行研究,從而制定有效的預(yù)防措施和治理方案提供科學(xué)依據(jù),提高管理水平。
1.1因素選取
筆者經(jīng)文獻(xiàn)資料[1]分析,也內(nèi)專家探討分析和過往事故報(bào)告,提出16個(gè)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全指標(biāo)的主要影響因素[2-3],見表1、2。
表1 北京市燃?xì)廨斉湔緮?shù)量以及分布
表2 燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系影響因素
1.2鄰接矩陣建立
燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的鄰接矩陣把每個(gè)要素之間的關(guān)系用0和1,表示便于定性分析。首先,通過北京市某燃?xì)夤緦<掖蚍?,確定燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施16個(gè)因素之間的相關(guān)性。之后,畫出16×16的矩陣,Si為行Sj為列,Si與Sj有直接關(guān)系則aij為1,Si與Sj有無直接關(guān)系則aij為0。最終,所畫出的矩陣A就是鄰接矩陣。
1.3可達(dá)矩陣建立
可達(dá)矩陣是指用矩陣的形式,描述各元素之間,經(jīng)過一定長(zhǎng)度道路后的可到達(dá)程度。將鄰接矩陣R與單位矩陣I相加后驗(yàn)算求得[4],如式(1)。運(yùn)用布爾代數(shù)運(yùn)算,直到滿足:Rr= Rr-1
1.4層級(jí)劃分
可達(dá)矩陣的列向量行向量分別是燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的可達(dá)集與前因集。矩陣中某一元素可達(dá)集與前因集的并集等于可達(dá)集,這一元素就是這一級(jí)中的要素。經(jīng)計(jì)算,燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響因素的第1級(jí)節(jié)點(diǎn):L1=[13,6,11];在可達(dá)矩陣中劃去S13S6S11相應(yīng)的行和列;計(jì)算第2級(jí)可達(dá)矩陣前因級(jí)與可達(dá)級(jí)的節(jié)點(diǎn):L2=[1,2,3,4,5,7,8,9,12,14,15];同理,計(jì)算出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響因素的低3級(jí)節(jié)點(diǎn)L3=[10]。根據(jù)分級(jí)結(jié)果縮減層次化處理,得出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的ISM模型,如圖1。
圖1 燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全的ISM模型
燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系16個(gè)要素分為了3層,第一層的表面直接影響因素要素為S13應(yīng)急預(yù)案S6醫(yī)護(hù)條件S11消防與安全措施。第一層的要素直接影響到燃?xì)廨斉湔緫?yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急能力,能夠減少人員傷亡,減少財(cái)產(chǎn)損失。第一層的要素受到第二層要素的影響,如:S1周邊環(huán)境、S2腐蝕因素、S3設(shè)計(jì)施工、S4工作負(fù)荷、S5使用年限、S7儀表自控系統(tǒng)、S8儲(chǔ)氣設(shè)施、S9安全閥與閥門、S12運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、S14燃?xì)赓|(zhì)量、S15城市管網(wǎng)。這說明影響燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。
ISM解釋結(jié)構(gòu)模型分析方法只能對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的安全影響因素做定性分析,故用AHP層次分析法對(duì)其進(jìn)行定量分析[5-6]。運(yùn)籌學(xué)家薩芬最早提出AHP層次分析法,運(yùn)用標(biāo)度法對(duì)每一個(gè)元素進(jìn)行比較,根據(jù)不同的重要度給出不同的標(biāo)度值,構(gòu)造出相應(yīng)的矩陣,經(jīng)計(jì)算得出每一個(gè)元素的權(quán)向量,最后對(duì)一致性比例進(jìn)行驗(yàn)證。由ISM模型得出AHP模型,如圖2。
圖2 燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全指標(biāo)體系直接影響因素
按標(biāo)度法經(jīng)北京市某燃?xì)夤緦<掖蚍值年P(guān)于機(jī)械設(shè)備因素的判斷矩陣,見表3,判斷矩陣一致性比例為0.0672,對(duì)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系的權(quán)重為0.5381。同理,對(duì)人員因素、物料因素、環(huán)境因素,分別構(gòu)造判斷矩陣,請(qǐng)專家打分后,得出燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全體系的每一元素的權(quán)重,見表4。
表3 機(jī)械設(shè)備因素判斷矩陣
從表4中可見,燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全影響體系中,設(shè)備因素和物料因素為主要因素,其中設(shè)備的因素達(dá)到了0.5381,在二級(jí)指標(biāo)中占了總權(quán)重的一半,物料的因素占0.2299,人的因素影響最小僅為0.0695。在三級(jí)權(quán)重中,城市官網(wǎng)、地面設(shè)備、燃?xì)赓|(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備最為重要。
ISM解釋結(jié)構(gòu)模型法,針對(duì)燃?xì)廨斉湔镜奶攸c(diǎn),從人、機(jī)、物、環(huán)4個(gè)方面分析總結(jié)出燃?xì)廨斉湔景踩O(shè)施的16個(gè)影響因素。用ISM模型對(duì)16個(gè)因素進(jìn)行分析,分成3級(jí)并得出他們之間邏輯關(guān)系。燃?xì)廨斉湔景踩O(shè)施體系中最深層次因素是工藝流程,應(yīng)加大工藝流程中的安全監(jiān)管,從而保證系統(tǒng)的安全性。
表4 影響因素的指標(biāo)權(quán)重
AHP層次分析法,求出了燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施安全系統(tǒng)的所有元素的權(quán)重。城市管網(wǎng)的權(quán)重為0.2064,地面設(shè)備的權(quán)重為0.1726,燃?xì)赓|(zhì)量的權(quán)重為0.1533。因此,應(yīng)對(duì)這3因素作專項(xiàng)安全評(píng)價(jià),制定相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)急措施,以實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨斉湔驹O(shè)施的安全生產(chǎn)工作。
[1] 周新頻,張乃方.城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全管理[J].煤氣與熱力,2012,09:41-45
[2] 劉家友.基于價(jià)值工程的城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)評(píng)價(jià)[D].山東:山東科技大學(xué),2008
[3] 于京春,解東來,馬冬蓮,王秋陽.城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展及建議[J].煤氣與熱力,2007,12:38-42
[4] 程寶良.基于ISM模型的行業(yè)收入差距成因仿真分析[J].計(jì)算機(jī)仿真,2009,12:265-269
[5] 荊全忠,姜秀慧,楊鑒淞,周延峰.基于層次分析法(AHP)的煤礦安全生產(chǎn)能力指標(biāo)體系研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào), 2006,09:74-79,145
[6] 劉銳.基于AHP(層次分析法)的學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力研究體系[D].北京:首都師范大學(xué),2007
首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)特大城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展2011協(xié)同創(chuàng)新資助(TDJD 201602)