基于熵權(quán)法與灰色關(guān)聯(lián)分析法的加油站油罐區(qū)安全評(píng)價(jià)

方少林，孟路園，霍 俊

(湖北安源安全環(huán)?？萍加邢薰?，湖北 武漢 430040)

隨著交通工業(yè)的快速發(fā)展，加油站的需求量日趨增加，隨之加油站的安全性被人們所關(guān)注，因油罐泄漏被納為化工領(lǐng)域中火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生率較高的場所。如何避免加油站安全風(fēng)險(xiǎn)，日常選取合理地評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)油罐區(qū)安全性預(yù)估非常必要。

然而，安全評(píng)估方法也有很多，Thanassoulis等[1]結(jié)合傳統(tǒng)層次分析(AHP)法對(duì)不同重要性的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估；Chen等[2]根據(jù)指標(biāo)體系的層次特征，將AHP法和模糊理論相結(jié)合提出了應(yīng)急預(yù)案的績效評(píng)估方法；周德紅等[3]將主觀AHP法求權(quán)重與客觀蒙特卡羅法求均值權(quán)重對(duì)比分析化工園區(qū)整體安全性?？梢姡u(píng)估方法并非單一性，可由多種方法組合?；诖?，為避免主觀權(quán)重影響，研究將從客觀賦值法結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)估罐區(qū)安全性，對(duì)遏制油罐區(qū)爆炸事故的發(fā)生具有一定意義。

1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

1.1 熵權(quán)法確定客觀權(quán)重

為避免主觀賦權(quán)帶有主導(dǎo)性，考慮利用熵權(quán)法確定評(píng)估對(duì)象的客觀權(quán)重[4-6]。

(1)設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，且分別對(duì)應(yīng)有n個(gè)評(píng)價(jià)因素，建立歸一化判斷矩陣：

(2)確定評(píng)估指標(biāo)的熵：

最后，確定第j個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重為：

1.2 灰色關(guān)聯(lián)模型

灰色關(guān)聯(lián)分析法[7-8]是針對(duì)某一狀態(tài)即預(yù)定的所要的目標(biāo)，通過分析確定各指標(biāo)集，按一定序列構(gòu)成矩陣，通過規(guī)范化處理后即可得到灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后結(jié)合已確定的權(quán)重值，綜合計(jì)算出結(jié)果。

(1)為使計(jì)算結(jié)果更加合理，按均值法對(duì)原始數(shù)據(jù)作無量綱化處理得矩陣：

(2)由式(6)求行與行之間的差序列，z0(i)為構(gòu)造的最優(yōu)評(píng)估樣本序列。

(3)求兩極最大差η與最小差u：

(4)求關(guān)聯(lián)度系數(shù)：

(5)求解關(guān)聯(lián)度：

式中W為歸一化權(quán)重，T為權(quán)重的轉(zhuǎn)置。若關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，則與最優(yōu)指標(biāo)最接近。

2 加油站儲(chǔ)罐區(qū)安全性評(píng)估

2.1 某加油站儲(chǔ)罐區(qū)概況

武漢市某汽車加油站有乙醇汽油罐E93號(hào)、E97號(hào)各一具，含主要安全設(shè)備、消防設(shè)備，各管口新設(shè)卸油、液位監(jiān)測系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)等，健全的管理體系，應(yīng)急預(yù)案及培訓(xùn)記錄。為了便于分析評(píng)估，根據(jù)企業(yè)提供資料，匯總加油站罐區(qū)安全性的指標(biāo)要素，見表1。

表1 加油站指標(biāo)層匯總

2.2 模型應(yīng)用

根據(jù)項(xiàng)目概況，把“站內(nèi)罐區(qū)安全性指標(biāo)”作為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層Z=(工藝控制Z1，物質(zhì)隔離Z2，消防措施Z3，安全管理Z4)，繼續(xù)分層為指標(biāo)層。以加油站“工藝控制”為例，構(gòu)建安全性等級(jí)表，見表2。

表2 “工藝控制”水平安全性等級(jí)指標(biāo)[9]

將表2組合由式(4)按列進(jìn)行綱化處理后得到6×5的矩陣，再利用式(5)每列依次再按差序列計(jì)算，計(jì)算結(jié)果：

由式(6)知最大差為0.949，最小差為0。依據(jù)式(7)求解灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)：

由式(1)～(3)求得“工藝控制”的指標(biāo)層權(quán)重：w1=[0.330,0.358,0.088,0.175,0.049]。且求得工藝控制中因素的關(guān)聯(lián)度：r1=[0.826,0.582,0.826,0.582,0.642]。同理，依次可求出r2、r3、r4。則由式(8)計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度：

可見，最大關(guān)聯(lián)度Rmax=0.801，評(píng)估得出汽車加油站油罐區(qū)安全等級(jí)為Ⅱ級(jí)。

3 結(jié)論

為確保汽車加油站油罐區(qū)正常運(yùn)行，結(jié)合實(shí)例利用熵權(quán)法求得準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重占比，分析出重要性排序?yàn)椋汗に嚳刂?物質(zhì)隔離>消防措施>安全管理，表明從工藝、設(shè)備等固有安全性很重要，其次是預(yù)防、管理。隨后，將權(quán)重值與灰色關(guān)聯(lián)分析法融合對(duì)油罐區(qū)安全進(jìn)行整體評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果分析出該罐區(qū)處于較好狀態(tài)，與實(shí)際現(xiàn)狀相符合，證實(shí)了該模型的實(shí)用性與可行性。