基于灰色聚类评估和变权理论的煤化工企业的火灾风险评估

2020-12-10谭新蕊陈健沈阳航空航天大学安全工程学院辽宁沈阳110136

化工管理 2020年33期

谭新蕊陈健(沈阳航空航天大学安全工程学院，辽宁沈阳 110136)

0 引言

近年来，煤化工企业蓬勃发展，创造了许多经济价值，与此同时其火灾爆炸风险极高，事故后果严重。目前的研究大多是安全评价，对于消防安全的认识不足，因此，在消防安全的基础上全面的认识煤化工企业的火灾风险，运用火灾风险评估方法定量化的评估风险，对于煤化工企业的火灾风险管理有重要意义。

1 火灾风险分析

在消防安全评估内容的基础上，根据三类危险源[1]的理论对煤化工企业进行火灾风险分析，影响因素如下：消防安全管理、建筑防火、安全疏散、消防设施、消防队。消防安全制度与规程、人员管理、设备及工艺过程管理、危险品管理、灭火和应急管理；建筑平面布局、建筑装修；疏散通道、疏散标志；功能设施、辅助设施；内部消防队、外部消防队[2]。

2 火灾风险评估

2.1 风险分级

根据相关资料可以得知，分数其实是人们对事物变化的一个主观的心理测度的反映[3]，而这种变化是非线性的。因此在进行分值范围划分的时候，就不能选择均匀分配，因此分值区间划分为(0.85,1]，(0.6,0.85]，(0.3,0.6]，(0,0.3]，分数越低越危险。

2.2 基于中心点三角白化权函数的灰色评价模型

设有n个专家，m个评估指标，s个不同的灰类，专家i对指标j进行打分，评分xij(i=1, 2,…,n;j=1, 2,…,m）来表示，要根据xij的值对评估指标进行判断，具体步骤[4]如下：

(1)根据评价的需要划分出灰类数s，分别确定灰类1,2,…,s的中心点λ1,λ2,…,λs，同样的评估指标的取值范围也需要划分为s个灰类，因此，使λ1,λ2,…,λs能够代表每一灰类。

(2)可以将灰类向不同方向进行延伸，考虑增加0灰类和s+1灰类，并确定其中心点λ0,λs+1，经过延伸可以得到一组新的中心点序列λ0,λ1,λ2,…,λs,λs+1。将点(λk,1）与第k-1和k+1个灰类的中心点(λk-1,0)，(λk+1,0）连接，得到j指标关于k灰类的三角白化权函数对于指标j的一个观测值x，可由

计算出其属于灰类k的隶属度

(3)计算指标i关于灰类k的综合聚类系数

2.3 变权重理论

在灰色变权评价模型中，需要计算各个指标的权重，煤化工企业具有多层风险，因此选取层次分析法。为了防止部分危险指标被中和，引入了变权的思想。它实际上是常权向量与状态变权向量的组合，变权公式[5,6]如下：

xj是指标评价值，m是指标的个数，ωi是指标i的变权重，ω0是指标i的常权重。

评价指标间比较平衡时，一般取α＞1/2；当系统安全不允许某些指标的出现严重缺陷时，取α＜1/2；当α=1时，就是指常权重。因为煤化工企业风险因素一旦出现，容易造成极大的损失，因此本文对所有指标α均取0.5。

2.4 评价结果的定量化处理

假设有n个专家对m个指标进行评估，每个专家以区间的形式给出每个指标安全度的评价值Xij=[aij,bij](i=1, 2,…,m;j=1, 2,…,n)，专家对于各评价指标给出了评价值区间，则就构成了一个集值统计序列[7]。

由集值统计方法，评价指标ri的安全评价值可根据以下公式进行计算：

式中：i=1, 2,…,m;j=1, 2, …,n

文章评价指标的安全等级为四级，根据上文可以得到各指标的灰类系数值，建立评价指标的集值统计序列，评价等级与灰类系数对应，其对应的集值统计序列(评分区间)分别为：(0.85,1]，(0.6,0.85]，(0.3,0.6]，(0,0.3]。

那么指标i在该评分等级下的评分值可以按下式进行计算：

通过取指标完全属于一级、四级以及相邻级别分界点的灰类系数值，带入公式可以到集值统计评分区间的端点值，从而得到了各个分级区间。具体计算过程如下：

完全处于第一等级时取(1,0,0,0)，第一和第二等级分界点时取(0.5,0.5,0,0)，处于第二和第三等级分界点取(0,0.5,0.5,0)，处于第三和四等级分界点取(0,0,0.5,0.5)，完全处于第四等级时取(0,0,0,1)代入公式，计算后的规格化区间Q分别为：(0.85,0.925]，(0.575,0.8]，(0.3,0.575]，(0.15,0.3]

规格化结果运用以下公式得到：