基于层次分析法的化工园区事故风险综合评价及分级预警研究-辽宁化工2022年06期

摘      要： 通过对化工园风险识别与分析，构建基于企业环境风险危害性、企业安全性、企业应急管理和企业污染治理能力4个准则层指标及17个底层指标的事故风险评估预警指标体系。采用层次分析与模糊综合评价结合的分析方法构建评估预警模型，对园区内潜在风险企业进行综合评价并根据风险等级进行分级预警，做到及时判断警度、报告警级、发布警情，从而预先控制潜在风险事故发生的趋势，避免事故发生。

关  键  词：化工园区; 层次分析法; 模糊综合评价法; 分级预警

中图分类号：X820.4     文献标识码： A     文章编号：1004-0935（2022）06-0776-05

我国化工园区具有装置大型化、产业集中度高、规模效应明显等特点^[1]。园区内各企业生产过程中往往伴随着危化品的生产、输送、储存和使用，而各类危险化学品通常具有易燃易爆、有毒有害以及腐蚀性等危险特性，在一些不利条件下会造成严重的事故风险^[2]。根据资料显示，在2010—2019年间我国各地化工企业发生大小安全生产事故共计    5 598起^[3-4]，加之化工园区一体化、聚集化等特点，园区内任何一家企业出现事故就会引起“多米诺效应”引发整个化工园区一连串的事故连锁反应^[5]。因此，如何根据化工园区及园区各企业的具体情况建立事故风险评估预警指标体系，并采用合理的评价方法评估园区各类型生产企业潜在风险等级，提前发出风险预警信号并加以防范，减少不必要的人员伤亡与财产损失，提高整个化工园区的风险抵抗能力，是当今环境科学亟待研究的问题。

张二强^[6]等从化工园区日常的安全生产入手，采用标度扩展法建立判断矩阵，选取“物-环-管”   3项综合指标因素，建立化工园区的安全风险评估预警模型，实现园区整体安全风险评估;胡东红^[7]针对煤化工企业安全生产的特点，分析历年来类似企业出现的事故风险特点，从本质原因、直接原因、根本原因3方面入手建立煤矿安全预警指标体系，采用模糊综合评价法评估分析企业安全状况。 CHEN^[8]等根据风险系统理论结合化工园区各行业特点，从源头固有风险、防控机制有效性、脆弱性等方面建立化工园区企业风险评估指标体系，并提出了一种基于巨灾理论的综合风险评估预警方法，将化工企业风险等级划分为非常安全、安全、一般安全、不安全和非常不安全5个等级。本文通过对化工园风险识别与分析建立了园区事故风险评估预警指标体系，但由于指标体系中部分定性指标难以量化且在评价过程中对其风险级别划分存在模糊 性^[9]，因此采用层次分析与模糊综合评价相结合的方法建立评估预警模型，既能够将定性指标进行定量化处理，又能克服部分指标的模糊性，使评价结果更为准确。

1  化工园区事故风险因素分析

对于化工园区各企业的风险等级评估，首先要对存在潜在事故隐患的企业风险源进行识别与分析。风险因素识别内容具体分为以下几点：

1）物料危险性识别，主要是对不同生产企业的原辅材料、产品、副产品、中间产品以及伴生或次生污染物具有的易燃性、易爆性以及毒害作用等特性进行识别。易燃性与物质的闪点有关，通常液态化学品闪点越低其挥发性就越强，越易与空气形成混合气云在遇明火或是与高热能环境接触后达到闪火点造成火灾事故;易爆性主要由爆炸极限进行判断，爆炸极限范围越宽且爆炸极限下限越低，危险性就越大^[10];以呼吸道吸入半数致死浓度（LC₅₀）或经口、经皮半数致死量（LD₅₀）作为识别各企业中有毒有害物质的识别标准^[11]。通常情况下，如果某种危险化学品具有多个危险性质，则按风险级别高的性质进行识别^[12]。

2）生产系统危险性识别，主要是对园区内生产企业主要生产装置、危险废物处理设施、储运设施、公共或辅助生产设施以及环境保护设施等进行风险识别，分析其风险特点、存在条件以及转化为事故的触发因素^[13]。化工园区作为诸多化工企业的聚集区域往往因为其中某一家企业由于其生产系统设计欠缺、人员专业素质不高造成违章操作或是造成设备故障、危险废物处理设施落后或数量不足等原因引发“多米诺”连锁事故^[5]。

3）企业危害性识别，企业环境危害间接地与企业规模、经营时间、行业类别、企业生产过程工艺类型以及应急管理能力等因素有关^[14]。企业规模越大、经营时间越长、应急能力薄弱潜在风险越大。

2  研究方法

通过对化工园区各企业风险因素的识别与分析，逐层建立包括目标层、准则层与指标层的预警指标体系，采用层次分析与模糊综合评价结合的分析方法评估化工园区各企业的潜在风险等级，并对各企业风险级别进行分级预警，及时判断警度、报告警级、发布警情，以提供管理人员及时对不同警级的险企业采取分级管控措施，避免事故发生或预先控制事故风险发生趋势。

2.1  评估预警指标体系建立

准则层要素从企业环境危害性、企业安全性、企业应急管理以及企业综合治污能力4个方面分别建立，每个准则层指标又进一步构建成17个底层事故风险预警指标因素，以此来对总目标层进行风险因素指标分析^[15]。

2.2  层次分析法法计算指标权重

层次分析法（AHP）通过层层排序最终计算出各指标层因素相对于上层准则要素或对总目标层的同级权重与全局权重大小，以此来辅助决策^[16]。基于AHP的赋权方法步骤如下。

2.2.1  构造判断矩阵、计算重要性排序

各层次的相互比较判断矩阵如表1所示，矩阵中C_ij表示对A来说B_i对B_j相对重要性的数值体现，通常C_ij用1、2....9或1、1/2、...1/9来赋值，以此构建用于事故风险综合评价的评判矩阵。标度法如表2所示。

2.2.2  判断矩阵一致性检验

为保证评估预警指标体系中各指标权重分配的合理性，需要对各层次判断矩阵进行一致性检验，结果通过一致性比率CR进行表征，判别依据如表3所示。CR计算公式如式（1）和式（2）所示，式中参数选择如表4所示。

2.2.3  各层评估预警指标权重确定

构建的化工园区事故风险评估预警指标体系权重值如表5所示。

2.3  模糊综合评价法评估风险等级

模糊综合评价法具有结果清晰、系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合化工园区事故风险评估研究。

2.3.1  建立评价对象的因素集

2.3.2  确定评价对象的评价等级

2.3.3  计算各评价等级的隶属度

2.3.4  确定评价对象的权重向量

2.3.5  计算模糊综合评价结果

2.4  化工园区事故风险预警判断

化工园区事故风险评估预警主要针对化工园区不同企业事故发生前的事前评估预警，目的在于以提高风险识别能力并预先对潜在风险企业做出判断。依据AHP-FCE综合评估园区各企业潜在风险等级结果划分预警级别，参考《国家突发环境事故应急预案》中所规定的突发环境事件预警分级标准并采用不同颜色区分报警信号，即将评价所得风险等级高低分别用红色、橙色、黄色和绿色表示^[12]，做到及时报告风险等级、发布警情信号，促使管理部门快速做出应急响应措施^[17]。事故风险预评估警级别划分如表7所示。

3  结束语

随着化学工业园区与化工产业的不断壮大，带来经济快速增长的同时，也存在着各类潜在事故风险，加之化工园区聚集性特点，各类事故的连锁效应加剧了风险的危害性质^[18]，因此构建化工园区事故风险综合评估与分级预警体系十分重要。本文针对化工园区各个企业出现事故风险之前的企业应急管理、企业污染治理能力、企业环境危害性以及企业安全性建立事故风险评估指标体系，并采用层次分析与模糊综合评价法相结合建立评估预警模   型^[19-20]，及时判断警度、报告警级、发布警情，预先控制或避免潜在风险事故。

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Research on Comprehensive evaluation and Early Warning of Accident Risk

in Chemical Industry Parks based ontjcRZJ1kcF5aNPoddVvJ+jdW4UBCB+iQ3jvn+KzdBpQ= Analytic Hierarchy Process

WANG Jia-hao LI Yan WANG Nan LIANG Man-yi YANG Ting-xiang

（1. Shenyang Ligong University， Shenyang Liaoning 110159， China;

2. Shenyang Ecological Environment Monitoring Center of Liaoning Province， Shenyang Liaoning 110159， China）

Abstract： Through the risk identification and analysis of the chemical park， based on the hazards of corporate environmental risks， corporate safety， corporate emergency management， and corporate pollution control capabilities， an accident risk assessment and early warning indicator system with 4 criterion-level indicators and 17 bottom-level indicators was constructed. The analysis method combining analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation was used to construct an evaluation and early warning model. This evaluation and early warning model was used to comprehensively evaluate the potential risk companies in the park and perform hierarchical early warning according to the risk level for achieving timely judgment of the alarm level， reporting the police level， and releasing the alarm information， so as to control the trend of potential risk accidents in advance and avoid the occurrence of accidents.

Key words： Chemical industry park; Analytic hierarchy process; Fuzzy comprehensive evaluation method; Hierarchical early warning