內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

許茂增， 王紀(jì)東

(重慶交通大學(xué) 管理學(xué)院，重慶 400074)

一、引言

近年來，長(zhǎng)江下游城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家在上游地區(qū)的戰(zhàn)略儲(chǔ)備帶動(dòng)了內(nèi)河危化品運(yùn)輸市場(chǎng)的發(fā)展，內(nèi)河運(yùn)輸與鐵路、公路相比，具有投資少、運(yùn)力大、成本低、能耗小的優(yōu)勢(shì)，使內(nèi)河危化品運(yùn)輸量大幅增長(zhǎng)。內(nèi)河危化品運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展使內(nèi)河危化品運(yùn)輸和裝卸安全問題日益突出。危險(xiǎn)品是一種動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)源，若在運(yùn)輸或碼頭作業(yè)過程中發(fā)生事故，極易造成燃燒、爆炸及環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。碼頭的安全運(yùn)行是保證內(nèi)河運(yùn)輸是否順利的前提條件，也是促進(jìn)內(nèi)河經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，故碼頭的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)顯得尤為重要。

國(guó)外學(xué)者就危化品運(yùn)輸以及港口碼頭風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，E.Planas提出基于區(qū)域責(zé)任的在歐洲區(qū)域的危險(xiǎn)品運(yùn)輸監(jiān)控的MITRA(危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)測(cè)和干預(yù))項(xiàng)目，該項(xiàng)目對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)危險(xiǎn)情況進(jìn)行警告和緊急處理有很大幫助[1]；Joanne Ellis首先在故障樹和事件樹組合方法基礎(chǔ)上構(gòu)建了高層次的風(fēng)險(xiǎn)模型，給出了FN曲線加以證實(shí)，然后對(duì)美國(guó)HMIRS和英國(guó)MAIB的兩大數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋1998—2008年11年期間的水上危險(xiǎn)品事故記錄進(jìn)行分析，確定了危險(xiǎn)品在包裝和集裝箱運(yùn)輸中發(fā)生事故的因素，發(fā)現(xiàn)自燃和包裝是致使事故發(fā)生和死亡率較高的原因[2-3]；Michael R.Greenber對(duì)特別港口安全具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用程序列出了三個(gè)元素，并確定一組真實(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)提出了建議[4]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者也有相應(yīng)的一些研究，曲衍國(guó)描述了危險(xiǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)特性，分析了危險(xiǎn)品物流過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)危險(xiǎn)品物流安全風(fēng)險(xiǎn)管理的基本對(duì)策進(jìn)行了探討[5]；孫莉等構(gòu)建了危險(xiǎn)化學(xué)品港口裝卸作業(yè)裝卸標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)框架[6]；孫穎等采用危險(xiǎn)分析和安全檢查表法對(duì)港口危險(xiǎn)品貨物作業(yè)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)結(jié)果給予建議[7]；楊波等將MATLAB應(yīng)用于專用線易燃易爆危險(xiǎn)品裝卸區(qū)安全評(píng)價(jià)[8]；王寧從船舶航行、碼頭營(yíng)運(yùn)管理、裝卸、堆存及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)對(duì)危險(xiǎn)品集裝箱碼頭環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故提出預(yù)防管理對(duì)策措施[9]。本文擬從內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究入手進(jìn)行相關(guān)研究。

二、內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)分析

(一)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)

通過對(duì)以往事故和重慶危化品碼頭的調(diào)研數(shù)據(jù)收集，并從內(nèi)河危化品碼頭的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)角度分析，發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)影響因素主要有六個(gè)方面，即人員因素、貨物因素、設(shè)施設(shè)備因素、安全管理因素、碼頭環(huán)境因素、船舶因素。

(二)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系建立

根據(jù)對(duì)上述各因素的分析，針對(duì)每個(gè)因素提取關(guān)鍵指標(biāo)，建立內(nèi)河危化品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，詳見圖1。

圖1 內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系

(三)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法確定

目前，國(guó)內(nèi)外常用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法有LEC評(píng)價(jià)法、MES評(píng)價(jià)法、MLS評(píng)價(jià)法、道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法、蒙德法、層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等多種評(píng)價(jià)方法，每種方法都有各自的特點(diǎn)。這些評(píng)價(jià)方法要么過于簡(jiǎn)單，信息丟失太多，使評(píng)價(jià)結(jié)果難以令人信服；要么過于復(fù)雜，可操作性不強(qiáng)，缺乏使用價(jià)值。

內(nèi)河危化品碼頭是一個(gè)動(dòng)態(tài)、模糊的灰色系統(tǒng)。首先，人們?cè)谠u(píng)價(jià)時(shí)只能選取有限的主要指標(biāo)進(jìn)行分析；其次，指標(biāo)數(shù)據(jù)有些可以通過資料獲得，有些無法從資料獲取。因此，該系統(tǒng)具有的信息不完全。鑒于此，本文選取層次分析和灰色聚類相結(jié)合，進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。將兩者結(jié)合，利用層析分析法獲取各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重，利用灰色聚類中的白化權(quán)函數(shù)對(duì)專家信息進(jìn)行描述，得到不同灰類向量，加以計(jì)算獲得綜合評(píng)價(jià)。這樣，可減少層次分析法的人為因素影響，更好地對(duì)內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

基于灰色層次法的具體步驟為：(1)針對(duì)評(píng)估對(duì)象建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，即層次結(jié)構(gòu)；(2)計(jì)算個(gè)指標(biāo)權(quán)重；(3)建立評(píng)估指標(biāo)值矩陣；(4)建立白化權(quán)函數(shù)；(5)計(jì)算灰色評(píng)估系數(shù)；(6)計(jì)算灰色評(píng)估權(quán)向量和權(quán)矩陣；(7)不同層次指標(biāo)評(píng)估與排序，確定評(píng)估對(duì)象的綜合評(píng)估。

三、灰色層次評(píng)估模型

(一)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣

1.確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

根據(jù)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和層析分析法，邀請(qǐng)專業(yè)工作人員和領(lǐng)導(dǎo)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行判斷，構(gòu)造判斷矩陣，并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，從而獲取各指標(biāo)針對(duì)上一層以及目標(biāo)對(duì)象的權(quán)重。

2.確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣

(1)確定評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)指標(biāo)Cij量化。本文采用五段十分制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將分值10分劃分為五段(d=2,4,6,8,10)，其中每一段依次對(duì)應(yīng)“非常差”、“比較差”、“一般”、“比較好”、“非常好”。

(2)確定樣本矩陣。組織專家按照上述評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，得到樣本矩陣。設(shè)專家序號(hào)為k，k=1，2，...，p，即有p個(gè)專家進(jìn)行打分，則二級(jí)指標(biāo)Cij的分?jǐn)?shù)為dijk，統(tǒng)計(jì)所有二級(jí)指標(biāo)，從而得到樣本矩陣D：

其中：i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；k=1，2，…，p。

(二)確定評(píng)價(jià)白化權(quán)函數(shù)

本文將內(nèi)河危化品碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估水平分為5個(gè)級(jí)別，分別為1高風(fēng)險(xiǎn)、2較高風(fēng)險(xiǎn)、3正常風(fēng)險(xiǎn)、4較低風(fēng)險(xiǎn)、5低風(fēng)險(xiǎn)，并分別賦值2、4、6、8、10，數(shù)值越高，風(fēng)險(xiǎn)越低，將安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的灰類分為5類，灰類序號(hào)為e(e=1，2，3，4，5)，各灰類等值化向量為λ=(2，4，6，8，10)。相對(duì)應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)分別為f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)、f5(x)。

本文白化權(quán)函數(shù)是依據(jù)中心點(diǎn)三角白化權(quán)函數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少灰類的交叉重合，即根據(jù)上述5個(gè)級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)河危化品碼頭實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)級(jí)別來確定中心點(diǎn)和各指標(biāo)點(diǎn)的取值區(qū)間。其中，1級(jí)專家打分一般不高于4分；2級(jí)一般為2—4分，不高于6分；3級(jí)以6分居多，范圍介于2—8分；4級(jí)中心值為8分，范圍介于6—10分；5級(jí)分值大于8分，當(dāng)超過8分或者10分的都?xì)w為此類。故五個(gè)白化權(quán)函數(shù)定義如下：

1.高風(fēng)險(xiǎn)，(e=1),灰數(shù)?1∈[0,2,4]

2.較高風(fēng)險(xiǎn)，(e=2),灰數(shù)?2∈[0,2,4,6]

3.正常風(fēng)險(xiǎn)，(e=3),灰數(shù) ?3∈[2,6,8]

4.較低風(fēng)險(xiǎn)，(e=4),灰數(shù)?4∈[6,8,10]

5.低風(fēng)險(xiǎn)，(e=5),灰數(shù)?5∈[8,10,∞]

(三)灰色評(píng)價(jià)系數(shù)、權(quán)向量及評(píng)分結(jié)果

1.灰色評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算

2.灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量計(jì)算

因灰類共5個(gè)，故Cij對(duì)于各個(gè)灰類評(píng)價(jià)權(quán)向量記為：αij=(αij1，αij2，αij3，αij4，αij5)，則得到Cij對(duì)于各個(gè)灰類評(píng)價(jià)權(quán)矩陣為：

3.評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)

得到評(píng)價(jià)對(duì)象A的評(píng)價(jià)權(quán)矩陣，結(jié)果為：A=[BA·B″]=[b1，b2，b3，b4，b5]，其中BA是一級(jí)指標(biāo)針對(duì)對(duì)象A的層次分析權(quán)重。

根據(jù)上述計(jì)算，則評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)值為W，分值越高風(fēng)險(xiǎn)越小，反之越大。

四、實(shí)例研究

重慶蓬威石化碼頭隸屬于重慶市蓬威石化有限公司，碼頭位于宜渝航道551千米處主航道南岸，水域占用岸線510米。在2008年1月獲批進(jìn)行建設(shè)，碼頭為3000噸級(jí)(兼顧5000噸級(jí))雜貨、化危品液體碼頭，其中雜貨泊位2個(gè)(用于精對(duì)苯甲二酸出口，100萬(wàn)噸/年)；化危品液體泊位1個(gè)(用于對(duì)二甲苯及醋酸進(jìn)口，62萬(wàn)噸/年)，設(shè)計(jì)吞吐量為162萬(wàn)噸/年。另外還有中轉(zhuǎn)罐3個(gè)(2個(gè)3000立方裝對(duì)二甲苯，1個(gè)1000立方裝醋酸)，中轉(zhuǎn)房1個(gè)，其中危化碼頭泊位擁有泵船1艘，泵船裝卸臂1臺(tái)，以及各類閥門、管道、輸送管、防靜電、消防、防泄漏等配套裝置，采用泵船裝卸臂+浮式鋼引橋管道輸送方案。碼頭岸線直順、水域?qū)掗煛⑺盍己茫傉嫉孛娣e約73畝，總投資約11 000萬(wàn)元，已通過政府和相關(guān)部門驗(yàn)收，可對(duì)PX進(jìn)行裝卸作業(yè)，為全市規(guī)模13個(gè)危化碼頭之一，是國(guó)家“十一五”期間西南地區(qū)布局的重要石化類項(xiàng)目之一。

(一)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣

首先，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。根據(jù)AHP方法以及重慶蓬威石化碼頭公司領(lǐng)導(dǎo)的指標(biāo)判斷，得到一級(jí)指標(biāo)權(quán)重為：wi=(0.365,0.130,0.071,0.203,0.114,0.117)

二級(jí)指標(biāo)針對(duì)一級(jí)指標(biāo)以及目標(biāo)對(duì)象的權(quán)重詳見表1。

其次，根據(jù)邀請(qǐng)的5位重慶蓬威石化碼頭的領(lǐng)導(dǎo)和員工對(duì)指標(biāo)體系中的指標(biāo)按評(píng)分規(guī)則進(jìn)行評(píng)分，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣D：

表1 重慶蓬威石化碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)各級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)評(píng)分表

(二)計(jì)算指標(biāo)灰色評(píng)價(jià)系數(shù)和評(píng)價(jià)權(quán)向量

則C11的總體灰色評(píng)價(jià)系數(shù)為：n11=0+0.5+3.75+1+0=5.25

由C11的總體評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算C11的灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量α11：

α11=(0 0.0952 0.7143 0.1905 0)

同理，可得C12—C63的灰色評(píng)價(jià)系數(shù)和灰色評(píng)價(jià)權(quán)向量，見表1。

(三)計(jì)算指標(biāo)和評(píng)估對(duì)象

根據(jù)指標(biāo)α1層次分析的指標(biāo)權(quán)重BiA，得到該層次指標(biāo)評(píng)價(jià)權(quán)矩陣。

同理，可得w1—w6，見表1。

由公式：

A=BA·B″

再由公式：

W=A·λT

W=6.822，即重慶蓬威石化碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于正常風(fēng)險(xiǎn)與較低風(fēng)險(xiǎn)之間，與實(shí)際相符。

對(duì)重慶蓬威石化碼頭的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示：16個(gè)指標(biāo)在占評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)象的比重來看，其中人員技能素質(zhì)比重最大，為0.212；其次為安全管理中的領(lǐng)導(dǎo)重視問題，為0.11；人員培訓(xùn)頻率為0.107；比重最少的為貨物的易燃易爆性，為0.015；設(shè)備的更新率為0.021；碼頭布局為0.022。由此可以看出，人員因素3個(gè)指標(biāo)中，有2個(gè)指標(biāo)的比重在所有指標(biāo)中比例較高，可反映這幾個(gè)指標(biāo)對(duì)內(nèi)河危化品碼頭安全影響的重要程度。而貨物的特性、設(shè)備的更新以及碼頭布局在現(xiàn)實(shí)操作中對(duì)碼頭系統(tǒng)安全的影響比重不是很大。

另外從各指標(biāo)的最終得分來看，設(shè)備的完好率以8.8排在首位，其次為安全管理體系的完善程度8.2，設(shè)備的完善程度7.8。由得分靠前的3個(gè)指標(biāo)可看出，設(shè)備的總體水平是較安全的，安全風(fēng)險(xiǎn)較低。相比之下，得分較低的貨物泄露性4.769，貨物易燃易爆性5.06，氣候環(huán)境5.619，這3個(gè)指標(biāo)的安全風(fēng)險(xiǎn)比較高，應(yīng)加強(qiáng)措施或管理，對(duì)其進(jìn)行改善。表1中的數(shù)據(jù)整體反映比較符合重慶蓬威石化碼頭的安全風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀。

五、結(jié)論

由評(píng)估結(jié)果可看出，重慶蓬威石化碼頭各指標(biāo)的安全風(fēng)險(xiǎn)在正常風(fēng)險(xiǎn)與較低風(fēng)險(xiǎn)之間，屬于可控范圍內(nèi)。但也有少數(shù)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)較高，如貨物自身安全風(fēng)險(xiǎn)，貨物自身的燃燒、爆炸性以及泄露性較強(qiáng)，且安全風(fēng)險(xiǎn)較高，故在裝卸過程中應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)流程進(jìn)行操作。其次，人員文化素質(zhì)、設(shè)備更新率、安全管理體系運(yùn)行狀況和碼頭布局等因素，在今后應(yīng)加強(qiáng)管理力度。氣候環(huán)境屬于自然因素，需要人員的應(yīng)變和管理來避免危險(xiǎn)。

本文的模型為內(nèi)河危化品評(píng)估提供了一種可行方法，能更好地幫助政府和企業(yè)提高危化品碼頭安全運(yùn)作過程的安全性，提出的措施和建議更具針對(duì)性。由于資料的保密性，無法獲取詳細(xì)數(shù)據(jù)，有一定的局限性，今后會(huì)對(duì)該方法引進(jìn)指標(biāo)轉(zhuǎn)化處理，加強(qiáng)該模型的說服力。

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