基于CRITIC法的液氯事故風險評價及事故模擬

(山東科技大學 山東 青島 266000)

一、引言

本文依據危險品道路運輸風險評價指標特點，選定CRITIC法做為指標賦權方法，對公路交通突發時間應急預案體系進行指標賦權。并運用ALOHA軟件對液氯泄漏事故實例進行分析，為其在實際應用中提供一定理論支持。

二、評價方法確定

依照公路風險評價的基本要求，風險評價指標至少應選取包括路面等級、公路幾何線形、標志標線狀況、路側基本設施、交通流特性以及氣象條件等相關數據，并根據所需要求進行指標的標準化及相關處理。評價指標分為以下三類：

第一類指標：比率Q1、駕不超過5年的機動車駕駛人比重Q2、年平均日交通量Q3、超載車輛占比Q4；

第二類指標：路面基本性能Q5、平縱不良線型路段所占比率Q6、穿村道路所占比率Q7、障礙物情況點數量Q8、路側風險等級Q9；

第三類指標：交通標志、標牌覆蓋率Q10、減速設施設置數量Q11、路側護欄覆蓋率Q12、支路數量Q13；

第四類指標：交通事故發生數Q14、萬車事故數Q15、萬車事故死亡率Q16、直接經濟損失Q17；

路段風險評級指標過多且單位不統一，必須先進行無量綱化處理才能進一步對指標進行操作，數據處理通用公式如下所示：

若對于第m個個體，第n個指標越高越好。則

(1)

若對于第m個個體，第n個指標越低越好。則

(2)

指標數據經過初步處理以后形成統一目標群，進行相關系數計算。計算公式為：

(3)

通過對初始指標進行計算，得到相關系數矩陣。

經過處理后的數據矩陣通過CRITIC法進行賦值計算，此賦值法主要以兩個基本概念為基礎，一是對比強度，即為以標準差δ來衡量各個評價指標之間的變異性來表示各方案取值差距的大小；另外一個則是指標之間的沖突性，沖突性以指標之間的相關性為基礎，故各個指標間的客觀權重確定就是以對比強度和沖突性為準則進行衡量的。

設Lj表示第j個評價指標所包含的信息量。則Cj的計算式為

Lj=δjDj(n為同一指標的評價數量)

(4)

設Wj為第j個指標的客觀權重。則Wj的計算公式為：

(5)

針對自青島市保稅港區到濟南新材料交易中心運輸液氯的危化品車輛進行路徑風險評價，通過選定路段參數指標利用CRITIC客觀賦值法得出指標權重，為危險品安全運輸提供有效建議，在運輸時對不利路段加強監控及提前采取相應措施從而降低危險品運輸車輛事故發生的概率，提高危化品公路運輸安全指標。

按照道路特點將推薦3種線路取其中6段關鍵干線線路進行風險評價，依據前文指標選擇依據進行數據收集及計算，得到危險品道路運輸風險評價指標數據，下表為分路段選取指標數據。

表2 路段風險評價指標數據

對指標數據進行初步整理完成后，需要對原始數據進行預處理，針對不同的指標方向進行無量綱化處理，依據指標類型確定指標Q5、Q10、Q11、Q12為正向指標，使用公式(1)進行計算，其余指標為負向指標，使用公式(2)進行計算，通過處理可以有效地消除指標間存在的單位不統一問題。

按照公式(3)構建指標相關系數矩陣之后，依據公式(4)和公式(5)計算得到指標權重，如下所示。

表3 各基礎指標的權重值

依據權重值可以對危險品運輸道路進行風險評價，可以較好的構建風險評價系統，提前對可能發生的運輸事故做出決策，減少事故損失。

三、ALOHA軟件模擬危險品泄漏

ALOHA經過多年的發展，相關功能逐漸完善，ALOHA的主要目的是估算易揮發性和易燃化學品短期意外泄漏的危害。

本文針對模擬液氯鋼瓶的泄漏災害，通過各影響參數觀察其泄漏范圍的擴散趨勢，從而為警戒區的快速估計提供依據，并通過與高斯云羽模擬計算公式進行對比，驗證ALOHA模擬泄露后果的準確性，另外，根據模擬結果對液氯泄漏事故處理提出一些建議。

(一)事故幕景的假設

假設一輛裝滿液氯鋼瓶的運輸車在，在事故發生時運輸車輛周圍區域地勢平坦，風速穩定。模擬鋼瓶直徑0.8m，儲罐裝載量1000kg，泄漏直徑4mm，風速2.5m/s，溫度28℃。

(二)ALOHA軟件模擬

在ALOHA軟件中設定連續泄露源強Qc=1.662kg/s，泄露時間為10分鐘，得到下風向軸線500m處液氯質量濃度隨液氯時間的變化趨勢。

由ALOHA圖可得毒性擴散區域圖示，虛線風向信心線展示出了大約95%的時間內的區域：

由圖得，經單位換算后，當泄漏時間為10分鐘時，模擬質量濃度為162.976mg/m3，可以參考此數據進行救援預案的制定，對事故應急救援是有利的。

依據上文事故幕景改變事故模擬參數便可得到事故現場泄漏變化范圍及其變化情況，為事故救援提供決策支持。下圖通過模擬事故發生時間2018年7月14日10時00分開始依據時間變化改變參數值，得到事故發生后液氯泄漏擴散范圍的變化情況。

表5選定事故幕景參數變化情況下液氯泄漏警戒范圍變化圖

由上述圖示可以清楚的看到危險品運輸泄漏事故發生40min威脅區域變化情況，并由此作為依據進行應急救援決策，協助相關部門及現場救援人員進行事故救援。

四、結束語

利用CRITIC法道路風險評價吸納了先進的安全管理理念，以隱患風險管控為根本，著重強調安全的相對性和風險的客觀性。以風險評價為基礎的風險管理的對象則是各種可能發生的事故隱患，其特點是將管理前移，進行超前預防。而利用ALOHA軟件對泄漏有毒物質的影響區域和敏感點有毒物質濃度的預測結果都具有較高的精度，可為事故救援提供支持。模擬前期只需輸入氣象條件及泄漏基本條件，受主觀因素影響較小，結果形象直觀，在液氯泄漏事故應急中更具實用性。通過與利用危險品運輸車輛車載傳感器輸出泄漏儲罐參數及外部環境參數的變化，使得ALOHA軟件實現模擬威脅區域范圍的實時變化，救援人員根據威脅范圍變化情況可以及時調整救援方案，減少事故損失，具有一定的現實意義。