機場輸油管道應急搶修能力分析評估

王 燦，周慶忠，張 燾

(中國人民解放軍陸軍勤務學院， 重慶 401331)

由于采用管道方式輸送航空油料具有速度快、成本低、連續可靠、安全環保等諸多優點，目前國內外各大中型機場航空油料供應的各個環節主要都是通過輸油管道予以實現，航油管道已儼然成為機場供油系統的主動脈[1]。但是，輸油管道一旦發生應急情況，輕則導致航油泄露，環境污染，影響機場航油供應，重則引發火災甚至爆炸，造成重大安全生產事故，給人民群眾的生命財產造成巨大威脅，影響社會發展和政治穩定[2]。為此，我國相繼出臺了配套法規，要求結合單位個性制定科學有效的應急處置搶修預案。在“11·22”青島輸油管道泄漏事故發生后[3]，各機場航油管道運營管理單位已逐步組建起專業的輸油管道應急搶修隊伍，不斷完善和強化管道應急搶修能力建設。本研究將以機場輸油管道應急搶修能力為研究對象，分析航油管道應急搶險能力關鍵要素，構建航油管道應急搶險能力指標體系，應用層次分析法確定評價指標權重[4],采用模糊評價法對應急搶險能力進行分析評估，為各航油供應管理單位做好管道完整性評價，有針對性地提升管道應急搶修能力提供參考依據。

1 評價指標體系的建立

1.1 指標體系建立原則

在構建機場輸油應急搶修能力指標體系時，除遵循科學性、層次性、靈活性、可比性等諸多傳統規則外，還應考慮到航空運輸安全和石化行業安全的重大社會影響力和政治影響力，在選取指標時要側重于先進性、可靠性、可行性，以及系統性。為此，構建機場輸油管道應急搶修能力指標體系還應遵循以下原則[5]。

先進性原則。機場航油需求量巨大，到2018年截止，國內一線普通機場的航油日供應量約為3 000 t，多數航油管道需全天工作才可保證持續正常供應。航油管道一旦發生故障，必須采用先進的技術開展搶修，在有限的窗口時間內恢復管道輸送能力，保證航油供應不中斷[6]。

可靠性原則。航油管道長時間不停輸作業，管道內持續載壓，如果管道搶修采取的技術不可靠，修復質量不過硬，搶修余留下的管道缺陷就為下一次管道事故埋下隱患。為避免出現航油管道二次修復的不利后果，要在追求技術先進性和搶修時效性的基礎上，充分甄別目前流行的管道搶修技術的優劣勢，選取可靠成熟的技術方案。

可行性原則。機場輸油管道大多具有里程長，規格多，敷設方式多樣等特點，途經江河沿岸、商鋪住宅、交通道路、機場停機坪等復雜地段，存在著發生腐蝕穿孔、斷裂泄露、非法分子打孔盜油、敵特恐怖分子襲擾破壞、第三方非蓄意破壞和業務人員誤操作過失破壞等情況的可能性[7]。輸油管線搶修必須緊密結合客觀環境因素和事故動態性質,采取有效可行的處置對策予以應對。

系統性原則。航油管線搶修是一項系統工程，涉及工藝、消防、土木、自控、通信等多個專業，需要人員、技術、裝備，以及其他外圍輔助要素共同參與，溝通協調，集智決策，同步實施，及時反饋，確保搶修過程順利實施，確保搶修預期效果。

1.2 遞階結構模型建立

通過分析航油管道搶修能力要素，可將搶修能力評價指標體系分為：目標層、準則層、指標層，總共3個層級[8]，如圖1所示。

第1層是目標層，即機場輸油管道應急搶修能力。

第2層是準則層，將搶修能力劃分為應急搶修指揮決策、搶修人員能力、搶修裝備性能、搶修技術水平等6個方面。

第3層是指標層，在準則層基礎上，構建44個航油管道應急搶修能力二級評價指標。

2 確立分析評估指標的權重

2.1 權重確定方法流程

在評估領域，通常采取主客觀相結合的方法確定指標權重。專家主觀確定法存在一定程度的主觀經驗干擾，并且缺乏定量分析功能；而層次分析法是在專家主觀確定的基礎上，進行定量分析決策，通過一致性檢驗手段來減少主觀錯誤，因而更為貼近客觀實際情況[9]。本研究將采取層次分析法來確定機場輸油管道應急搶修能力的指標權重。該方法流程如圖2所示。

數值等級具體含義1ei與ej同等重要3ei比ej稍微重要5ei比ej明顯重要7ei比ej強烈重要9ei比ej極度重要2、4、6、8位于兩者之間時取值,或采用線性差值確定說明若eiej=bij,則bji=ejei=1bij

在專家組成員評分時，為了減少主觀因素的影響，通常采取德菲爾法加以修正[10]。本文指標體系的判斷矩陣由航油管道運管單位的專家和管道運營、管道維修實際工作人員根據崗位實際情況得出。

2.2 指標權重計算

本文以準則層Bi為例，詳細地介紹一下指標權重的確立過程。

第一，構建ei與ej兩兩比較矩陣。根據專家評分結果，整理得出最后的判斷矩陣H。

而后，計算得出每行平均值，即其特征向量W

第三，進行一致性檢驗。加權值向量BW為：

因此，由加權值向量及特征向量可得出最大特征根為

因此一致性指標為

則隨機性一致性比率為

其中：當n=6時，RI的取值為1.24，具體可查RI平均隨機一致性指標表。當CR<0.10時，即認為判斷矩陣具有讓人滿意的一致性，否則就需要進行調整。

通過計算，上述判斷矩陣的CR=0.065 3<0.10，矩陣具有讓人滿意的一致性，Wi可作為Bi的權重系數。因此，管道應急搶修指揮決策權重為0.233 5，管道應急搶修人員能力權重為0.239 6，管道應急搶修裝備性能權重為0.215 6，管道應急搶修技術水平權重為0.125 6，管道應急搶修訓練演練權重為0.120 7，管道應急搶修外圍因素權重為0.065 0。

參照上述計算過程，可以得出各指標層的權重及一致性檢驗參數。最后，利用同一層次中所有層次單排序的結果，就可以計算出針對上一層次而言本層次中所有元素的相對重要性的權重，即確定組合權重及層次總排序，并根據公式

進行總層次一致性檢驗。

最終得到的各指標權重如表2所示，其中CR=0.031 1<0.1，具有讓人滿意的一致性。

3 評價模型的建立

在對機場輸油管道應急搶修能力進行分析評估時，通常是邀請油料行業專家和業務安全部門人員組成評價小組，以此對各指標或屬性進行評價[11]。針對可量化的指標，可直接采取現實能力與理想能力的比值作為評分的依據，但對于多數指標而言，其量化的可能性很小，屬于模糊概念，只能直觀地進行等級區分。因此，本文將采取模糊矩陣合成的算法[12]。

設評價指標集為X={x1,x2,…,xp}。為滿足評估需要，將評估等級分為5級，分別是：優、良、中、及格與不及格，5個等級對應分值分別為100-90、89-80、79-70、69-60以及60分以下，所以取評價值(等級)集為

V={V1,V2,V3,V4,V5}={優,良,中,及格,不及格}

設各指標評分為R，則對應的模糊評價矩陣為

式中：rij為第i指標或屬性屬于第j個評價等級的隸屬度，是根據多個評價小組的評分求得。在已知各指標權重W=(w1,w2,…,wp)的基礎上，采用模糊合成算法，則可以求得綜合評價為：

其中，cj=max{min{wi,rij}}=∨{wi∧rij}，則按照最大隸屬度原則，當ck=max{c1,c2,…,cs}時，則對象被評為vk等級。

以準則層B層舉例，此時

X={x1,x2,…,xp}={B1,B2,B3,B4,B5,B6}

由已知，其權重W為：

W=[0.233 5, 0.239 6, 0.215 6, 0.125 6, 0.120 7, 0.065 0]

評價等級集為：

V={V1,V2,V3,V4,V5}={優,良,中,及格,不及格}

假設共有10個評價小組對某機場的輸油管道搶修能力展開評估。評分結果如表3所示。

表2 總層次指標權重

表3 某機場輸油管道搶修能力評估結果

其中的某一元素除以總票數即為其隸屬度，因此模糊評價矩陣為

因此，對該輸油管道應急搶修能力的綜合評價為

按照最大隸屬度原則，評估結果為：

ck=max{0.2,0.239 6,0.233 5,0.2,0.2}=0.239 6=c2

因此，該機場的輸油管道應急搶修能力達到了“良好”級別。

4 結論

本研究緊密結合航油管道應急搶險修能力要素，首次構建了包括6個一級、44個二級指標的管道應急搶險能力分析評估指標體系，并運用層次分析法評估了各層次指標所占權重，創建了應急搶修能力分析評估計算模型，為機場輸油管道應急搶修能力分析評估提供了一套行之有效的評估辦法，為我國航空業的持續安全發展提供了理論支撐。