基于风险的天然气净化厂安全评价模型及应用

纵 孟 易 俊，2 王文和 余玉文

(1.重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331;2.重庆工程职业技术学院，重庆 400037;3.川中油气矿摩溪天然气净化厂，四川 遂宁 629000)

天然气净化厂内由于存在易燃、易爆气体，它的安全运行关系到厂区和操作人员的安全［1－3］。由于天然气净化厂生产环境的复杂性，引起厂区内发生风险的因素很多，其中大部分因素具有模糊性。因此，采用模糊综合评价模型可以分析各种风险的可能性后果，用模糊语言可以表达厂区的风险的可能性及其后果，确定厂区的风险高低排序，从而指导安全生产［4］。

1 安全评价模型的建立

1.1 建立评价模型

(1)建立评价对象的因素集

本文中评价对象的因素集为造成该厂发生风险的各因素，一般用U表示。设影响评价对象最终评价结果的评价因素有u1，u2，…，un，则因素集可表示为:

每个因素又可细分为m个影响因素，此等级集可以用下式表示:

(2)确定权重系数

除了要确定评价对象的因素集和各因素子集外，还需要确定它们的权重。因素权重集反映了各因素对于评价对象影响的程度，可用下式表示:

针对因素集中的每一个因素建立相应的等级权重集，如下所示:

(3)建立备择集

备择集是评价者对评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的集合，一般以评定取值区间或程度语言作为评价目标，通常可以表示为:

1.2 一级模糊综合评价

一级模糊综合评价法又称为单因素模糊综合评价法。它是通过综合一个因素的各个等级对评判对象取值的贡献做出的一种单因素的评价［5－6］。各因素等级的隶属函数矩阵为:

对每一因素建立相应的等级权重Ai=(ai1ai2ai3ai4)，则一级模糊综合评判矩阵为:

1.3 二级模糊综合评价

一级模糊综合评判只考虑了单个因素对评价对象的影响，而忽略了各因素之间的关联性，现给定各因素的权重，再计算被评价对象的风险等级［5－8］，按所有影响因素进行综合评价，便得到模糊综合评价结果。

经过归一化处理，得到综合评价结果向量:

采用最大隶属度判断原则，安全等级隶属于

2 工程案例

2.1 建立评价模型

净化厂发生安全事故受许多因素影响，但每一因素只能反映问题的一个侧面，若要全面评价净化厂安全水平，应在评价模型中引进尽可能多的指标，同时要遵循独立、综合、可比的原则［9－10］。因此本文采用层次分析法(AHP)进行分析，形成了有序的递结层次结构，如图1所示。

图1 净化厂安全递结层次结构

2.2 确定评判矩阵结果

在调查研究的基础上，按照所研究的模糊评估的方法，通过专家打分给出每个因素相对于不同评价等级的隶属度，得出一阶评价矩阵，再将该矩阵与相应因素权重分配合成，求出综合评价矩阵。模糊评价结果见表1。

则综合模糊评判矩阵B′=V◦R，计算得:

经过归一化处理得:

结合最大隶属度原则可以判断该厂危险程度处于“较安全”以上级别。

表1 模糊评价结果

3 结语

(1)由于天然气净化厂发生危险的因素很多，且各因素具有复杂性，以经典的数学方法很难合理构造厂区的安全评价模型，而模糊数学中隶属函数和综合模糊评价理论能较好的完成净化厂的安全状况评估。

(2)在确定各影响因素权重时，采用专家打分的方式，故专家的选择应具有广泛性，既要有一线生产工人，又要有中层监管人员，还要有高层统筹人员，在人员层次结构合理的情况下进行讨论，该结果具有普遍性。

(3)该厂的整体安全状况处于“较安全”以上级别，虽然计算结果中环境因素所占比例仅为0.1，但经过模糊运算后结果表明其安全状况处于“一般”水平。因此环境因素是相对薄弱的环节，尤其是静电影响，应加强监管。

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