基于猶豫模糊語言集的核電廠場內應急預案評估研究

彭恒明，王鐵驪

（南華大學經濟管理與法學學院，湖南衡陽 421001）

核應急預案是核應急體系有效運作的基礎，是核應急響應活動的重要依據和技術支撐［1］。為了更好地規范核事故應急管理工作，2013 年6 月，國務院辦公廳出臺修訂后的《國家核應急預案》，旨在及時有效應對處置核事故，最大程度控制、減輕或消除核事故所造成的人員傷亡和財產損失。此后各級地方政府以及核設施營運單位也逐步開展核事故應急預案建設相關工作。2014 年，海南省政府結合自身管理特點出臺了海南省核輻射事故應急預案。遼寧紅沿河核電廠于2017 年編制了重大核事故應急救援協同方案。預案評估是預案管理的重要環節，對應急預案進行科學有效的評估，有利于發現并解決預案實施過程中可能出現的問題，進而最大限度降低事故災害造成的生命財產損失。

目前，國外研究主要集中于應急預案編制、應急監測和應急響應技術研發方面，對于預案評估的關注較少［2］。如美國、日本等發達國家在90 年代就頒布了一系列應急預案編制、審定以及實施指南［3］。預案內容詳細具體，涉及分類、使用和修訂等各個環節，覆蓋行業領域廣，可操作性強。國內關于應急預案的設計、編制和評估工作興起于2003年，“SARS”事件后，我國逐步建立了以“一案三制”為核心的綜合應急管理體系［4］。預案評估是對應急預案的科學性進行系統分析和有效評價，近幾年國內學者對應急預案的評估研究涉及礦冶、電力、航空等領域，并運用了多種定性轉化為定量研究的評估方法［5-6］，如馬恒等［7］綜合運用層次分析法和三角白化函數法對常村煤礦應急預案進行評估，提升了煤礦應急預案的有效性。熊升華等［8］從預案特性的角度出發，構建了民航應急預案評估指標體系，并提出基于多類混合信息表征的民航應急預案評估模型。總體來看，國內外學者圍繞應急預案編制、評估和修訂工作已經取得了一系列研究成果，但針對于核輻射事故應急預案評估的研究依舊處于發展階段，直接研究文獻相對較少［9］。此外，現有評估方法多以決策者采用評估矩陣的形式給出預案在各指標下的具體評估值，忽視了專家面對復雜對象時所給評價信息的不確定性和模糊性問題［10］，尤其當專家面對某一問題猶豫不決時會直接影響評估結果準確性，這為開展新的探索性研究留下了思考空間。

基于上述分析，本文以大亞灣核電站場內應急預案為研究背景，首先從預案內容的角度出發構建核電廠場內應急預案評估指標體系。其次，考慮到語言模糊集在處理模糊、不精確信息方面的突出優勢，引入猶豫模糊語言集（HFLTS）的概念，提出基于HFLTS 與群決策理論的層次分析法確定評估指標權重。最后，運用猶豫模糊加權平均算子（HFWA）對應急預案進行評估，試圖確定預案的關鍵內容和薄弱環節，進而提高預案的科學性、有效性和可操作性。

1 構建應急預案評估指標體系

構建科學合理的評估指標體系是決定評估結果優劣的關鍵所在。已有研究大多關注預案本身特性，如時效性、有效性、完整性、經濟性和可操作性等［11-12］。但上述指標難以聚焦預案優劣的關鍵所在，未能深入分析預案的薄弱環節。不僅增加了專家評估難度，而且不利于預案的后期改進。事實上，基于核電廠場內應急預案的實施過程，預案主要涵蓋5 個方面：組織機構及職責、應急準備、應急響應與防護、應急保障以及總結與后期處置。組織機構及職責是用于衡量應急預案中組織機構形式、構成單位和應急人員安排的合理性；應急準備是指通過監測預警以及宣傳演練等工作來提升預案的可操作性；應急響應與防護體現了核事故發生后，管理部門依據應急預案制定響應計劃的時效性與明確性；應急保障是為了保證應急工作順利開展而采取的各種措施；總結與后期處置是指核事故得到有效控制后，及時明確傷員救助、基礎設施恢復、調查評估等工作。上述5 項主要指標的相互依賴關系如圖1所示。

圖1 核電廠場內應急預案

結合圖1，本文基于演練評估理論和相關文獻［13-15］，總結分析了影響核電廠場內應急預案評估相關因素，最終確定核電廠場內應急預案評估指標體系由組織機構及職責（C1）、應急準備（C2）、應急響應與防護（C3）、應急保障（C4）和總結與后期處置（C5）五個子體系構成。組織機構及職責包括：組織機構分配的合理性（C11）、組織機構協調有效性（C12）和組織機構職責明確性（C13）；應急準備包括：應急預警程序合理性（C21）、防范措施控制有效性（C22）和宣傳培訓與應急演練（C23）；應急響應與防護包括：響應級別明確性（C31）、響應程序合理性（C32）、人員疏散救助及時性（C33）和危險源排查及控制（C34）；應急保障包括：應急專項資金保障（C41）、應急物資保障（C42）、應急隊伍保障（C43）和應急技術保障（C44）；總結與后期處置包括：應急狀態恢復（C51）、事故總結分析（C52）和后期處置內容明確性（C53）。共計17 項二級指標，各個指標貫穿核電廠場內應急預案的編制過程，共同體現預案的科學性。

2 應急預案評估模型的建立

2.1 基于HFLTS-AHP 的權重計算方法

表1 語言術語集的賦值［17］

（5）確定悲觀和樂觀偏好關系。本文選取算數平均值作為語言變量集成算子以確定悲觀和樂觀偏好關系

2.2 基于HFWA 的評分方法

表2 核電廠場內應急預案評估等級

（2）統計猶豫模糊評估集。當專家在對某一指標評分猶豫不決時，可同時給出多個評估分值。即第位專家在給指標評分時，對中的個評估等級猶豫不決，則專家關于指標的猶豫模糊評估集為

（3）計算各項指標分值。選取猶豫模糊加權平均算子計算各項指標分值

（4）計算評估結果

3 實例分析

邀請3 位長期從事核應急管理研究工作的專家組成決策小組，由于每位專家的工作年限大致相同，在決策過程中各有其優勢，因此本研究不區分專家權重。本文選取大亞灣核電站作為研究對象，該核電站平均每年進行1 至2 次場內綜合演練，每5 年與當地政府聯合開展場外演習，具有一定的代表性。專家根據其場內應急預案在演習過程中的實施效果，結合自身經驗對核電站的廠內應急預案進行評價。

3.1 HFLTS-AHP 方法計算準則權重

（1）構建猶豫模糊語言判斷矩陣并獲取HFLTS對應包絡

基于式（1）～（2）所定義的規則，專家組利用表1 中的語言術語集給出猶豫模糊語言判斷矩陣如表3所示。運用式（3）求得每個HFLTS的對應包絡，如表4 所示。

表3 猶豫模糊語言判斷矩陣

表4 HFLTS 對應包絡

（2）確定悲觀和樂觀偏好關系。基于式（4）～（6）對各個包絡進行集成，得到悲觀集體偏好關系（）和樂觀集體偏好關系（），如表5 和表6 所示。

表5 悲觀集體偏好關系

表6 樂觀集體偏好關系

（3）確定指標權重。利用式（7）匯總表5 和表6 中各指標的悲觀和樂觀集體偏好關系，得到相應的語言區間向量。基于表1 為語言變量賦值，計算各數值區間中值，并對結果進行歸一化，最終得到一級指標權重如表7 所示。

表7 指標的重要性程度

3.2 HFWA 方法確定綜合評分

（1）統計猶豫模糊評估集。專家組基于表2 對大亞灣核電站場內應急預案給出評分，即分值越高表示該指標的質量越高，最終得到猶豫模糊集評分結果，如表8所示。

表8 基于猶豫模糊集的核電廠場內應急預案評分

（2）計算各項指標分值。由于本研究不區分專家權重，因此運用式（8）中的HFWA 算子集成評分結果時默認專家權重為具體計算過程如下（以指標的得分為例）。

表9 指標算子集成及得分

（3）計算評估結果。結合各指標權重，將表9中各指標得分值代入式（10），計算得到大亞灣核電站場內應急預案一級指標評分結果分別為0.785、0.786、0.786、0.832 和0.680，進而求解目標層最終評分為0.781。

對應表2 中的評估等級可知，大亞灣核電站場內核應急預案評估結果為良，趨近于優。在應急保障方面表現最好，得分為0.832。但在總結與后期處置方面存在較多缺陷，尤其在后期處置內容明確性方面評分僅為0.573。結合預案實際內容展開分析，大亞灣核電站場內應急預案更注重事故后期總結單位和個人的應急工作表現，并給出相應的獎勵和處罰，未能深入細化明確警戒狀態解除后各部門的工作內容，存在較大的改善空間，亟待進一步修訂和完善。

4 結束語

核輻射突發事件下，核電廠內應急預案是實施指揮調度和展開應急響應工作的基礎，是保障核電安全生產的第一道防線。為準確評估預案質量，本文從組織機構及職責、應急準備、應急響應與防護、應急保障、總結與后期處置5 個維度出發，針對性地構建了核電廠場內應急預案評估指標體系，易于專家做出判斷，有利于準確找出預案的薄弱環節。同時，考慮到決策者在處理復雜問題時固有存在的猶豫性和不確定性，提出基于猶豫模糊語言集的多準則決策方法，并將其應用于大亞灣核電站場內應急預案評估研究，對預案各項評估指標的重要程度進行了有效識別，最后準確得到相應評估分值，發現該應急預案在后期處置方面存在缺陷，驗證了所提方法的可行性與實用性。

本文采用HFLTS-AHP 方法計算指標權重，運用HFWA 算子對預案進行評分，在一定程度上降低了專家主觀認知對評價結果的影響，解決了傳統模糊語言在決策過程中精度損失的問題，拓展了猶豫模糊語言集在預案評估研究領域中的適用范圍。然而，針對核電站場內應急預案管理是一種動態管理過程，預案內容往往會隨著應急管理工作內容的變化而變化，實際應用時，需要對評估指標體系做出相應調整，但評估方法與模型仍具有適用性，可為今后完善核電廠場內應急預案提供參考借鑒。