基于熵權法與灰色關聯分析法的加油站油罐區安全評價

方少林，孟路園，霍 俊

(湖北安源安全環保科技有限公司，湖北 武漢 430040)

隨著交通工業的快速發展，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注，因油罐泄漏被納為化工領域中火災、爆炸事故發生率較高的場所。如何避免加油站安全風險，日常選取合理地評價指標對油罐區安全性預估非常必要。

然而，安全評估方法也有很多，Thanassoulis等[1]結合傳統層次分析(AHP)法對不同重要性的指標進行評估；Chen等[2]根據指標體系的層次特征，將AHP法和模糊理論相結合提出了應急預案的績效評估方法；周德紅等[3]將主觀AHP法求權重與客觀蒙特卡羅法求均值權重對比分析化工園區整體安全性。可見，評估方法并非單一性，可由多種方法組合。基于此，為避免主觀權重影響，研究將從客觀賦值法結合灰色關聯分析法評估罐區安全性，對遏制油罐區爆炸事故的發生具有一定意義。

1 風險評估模型

1.1 熵權法確定客觀權重

為避免主觀賦權帶有主導性，考慮利用熵權法確定評估對象的客觀權重[4-6]。

(1)設有m個評價對象，且分別對應有n個評價因素，建立歸一化判斷矩陣：

(2)確定評估指標的熵：

最后，確定第j個評價因素的權重為：

1.2 灰色關聯模型

灰色關聯分析法[7-8]是針對某一狀態即預定的所要的目標，通過分析確定各指標集，按一定序列構成矩陣，通過規范化處理后即可得到灰色關聯系數，然后結合已確定的權重值，綜合計算出結果。

(1)為使計算結果更加合理，按均值法對原始數據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)為構造的最優評估樣本序列。

(3)求兩極最大差η與最小差u：

(4)求關聯度系數：

(5)求解關聯度：

式中W為歸一化權重，T為權重的轉置。若關聯系數最大，則與最優指標最接近。

2 加油站儲罐區安全性評估

2.1 某加油站儲罐區概況

武漢市某汽車加油站有乙醇汽油罐E93號、E97號各一具，含主要安全設備、消防設備，各管口新設卸油、液位監測系統、油氣回收系統等，健全的管理體系，應急預案及培訓記錄。為了便于分析評估，根據企業提供資料，匯總加油站罐區安全性的指標要素，見表1。

表1 加油站指標層匯總

2.2 模型應用

根據項目概況，把“站內罐區安全性指標”作為目標層，準則層Z=(工藝控制Z1，物質隔離Z2，消防措施Z3，安全管理Z4)，繼續分層為指標層。以加油站“工藝控制”為例，構建安全性等級表，見表2。

表2 “工藝控制”水平安全性等級指標[9]

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

由式(6)知最大差為0.949，最小差為0。依據式(7)求解灰色關聯系數：

由式(1)～(3)求得“工藝控制”的指標層權重：w1=[0.330,0.358,0.088,0.175,0.049]。且求得工藝控制中因素的關聯度：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)計算灰色關聯度：

可見，最大關聯度Rmax=0.801，評估得出汽車加油站油罐區安全等級為Ⅱ級。

3 結論

為確保汽車加油站油罐區正常運行，結合實例利用熵權法求得準則層指標權重占比，分析出重要性排序為：工藝控制>物質隔離>消防措施>安全管理，表明從工藝、設備等固有安全性很重要，其次是預防、管理。隨后，將權重值與灰色關聯分析法融合對油罐區安全進行整體評估，根據評估結果分析出該罐區處于較好狀態，與實際現狀相符合，證實了該模型的實用性與可行性。