基于可拓層次分析法的石化企業(yè)重大危險源安全評估：理論、實踐與優(yōu)化策略一、引言1.1研究背景與意義石化企業(yè)作為國民經濟的重要支柱產業(yè)，在能源供應和工業(yè)發(fā)展中扮演著關鍵角色。然而，石化生產過程涉及大量易燃、易爆、有毒的危險化學品，生產工藝復雜，操作條件苛刻，一旦發(fā)生事故，往往會造成嚴重的人員傷亡、財產損失以及環(huán)境污染。例如，1984年印度博帕爾農藥廠甲基異氰酸酯泄漏事故，造成了超過2.5萬人死亡，20多萬人中毒，對當地生態(tài)環(huán)境和居民生活造成了毀滅性打擊；2019年江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3?21”特別重大爆炸事故，導致78人死亡、76人重傷，直接經濟損失高達19.86億元。這些慘痛的事故案例警示我們，石化企業(yè)重大危險源的安全管理至關重要，加強安全評估工作刻不容緩。重大危險源是指長期地或臨時地生產、加工、使用或儲存危險物品，且危險物品的數量等于或超過臨界量的單元。在石化企業(yè)中，諸如大型儲罐區(qū)、生產裝置區(qū)、裝卸區(qū)等都可能構成重大危險源。對這些重大危險源進行科學、準確的安全評估，能夠及時發(fā)現潛在的安全隱患，提前采取有效的預防和控制措施，從而降低事故發(fā)生的概率，減少事故造成的損失。安全評估就像是為石化企業(yè)重大危險源戴上的“安全帽”，為企業(yè)的安全生產保駕護航。傳統的安全評估方法，如安全檢查表法、故障樹分析法等，雖然在一定程度上能夠對石化企業(yè)重大危險源進行評估，但存在著主觀性強、難以處理復雜系統中多因素之間的相互關系等局限性。而可拓層次分析法（ExtensionAnalyticHierarchyProcess，簡稱EAHP）作為一種新興的綜合評價方法，融合了可拓學理論和層次分析法的優(yōu)勢，為石化企業(yè)重大危險源安全評估提供了新的思路和方法。可拓學理論以物元為基本概念，通過建立物元模型，運用可拓集合和關聯函數等工具，能夠有效地處理不相容問題和矛盾問題。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，可拓學理論可以將安全評估指標和評估等級進行物元化處理，利用關聯函數定量地描述評估指標與評估等級之間的關聯程度，從而更加準確地判斷重大危險源的安全狀態(tài)。層次分析法（AHP）則是一種將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法。它能夠將復雜的多目標決策問題轉化為簡單的層次化結構，通過兩兩比較的方式確定各因素的相對重要性權重。將可拓學理論與層次分析法相結合，形成的可拓層次分析法既能夠充分考慮石化企業(yè)重大危險源安全評估中各因素的復雜性和不確定性，又能夠利用層次分析法的系統性和邏輯性，科學地確定各評估指標的權重，提高安全評估的準確性和可靠性。本研究基于可拓層次分析法開展石化企業(yè)重大危險源安全評估研究，具有重要的理論意義和實際應用價值。從理論層面來看，豐富和完善了石化企業(yè)重大危險源安全評估的方法體系，為相關領域的研究提供了新的視角和方法借鑒；從實踐角度出發(fā)，有助于石化企業(yè)更加全面、準確地掌握重大危險源的安全狀況，及時發(fā)現安全隱患并采取針對性的改進措施，從而有效提升企業(yè)的安全管理水平，保障員工的生命安全和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對促進石化行業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展也具有積極的推動作用。1.2國內外研究現狀1.2.1國外研究現狀國外在石化企業(yè)重大危險源安全評估方面起步較早，經過多年的發(fā)展，已經形成了一套較為成熟的風險評估體系。早在20世紀70年代，隨著大型石化工業(yè)的迅速發(fā)展，重特大事故頻繁發(fā)生，如1976年意大利塞韋索含劇毒二惡英化學品外泄事故，這引起了各國及有關國際組織對重大危險源安全問題的高度重視。歐共體于1982年6月頒布了關于重大危險源控制的塞韋索法令I（Directive82/501/EC），并要求各成員國實施該法令，該法令對重大危險源的辨識、評估和控制提出了明確要求。此后，又根據實際經驗教訓和重大事故的新發(fā)展形勢，于1996年12月頒布了塞韋索法令Ⅱ（Directive96/82/EC），2003年進行了增補（Directive2003/105/EC），不斷完善對重大危險源的監(jiān)管。在評估方法上，國外研究者注重理論與實踐相結合，將先進的評估方法應用于實際生產中，取得了良好的效果。例如，美國職業(yè)安全健康管理局于1992年頒布了高度危險化學品過程安全管理標準（Processsafetymanagementofhighlyhazardouschemicals，29CFR1910.119），用于控制重大危險源對企業(yè)員工的危害；美國環(huán)保署于1996年頒布風險管理計劃（RiskManagementProgram，40CFR68），用于控制重大危險源對公眾和環(huán)境的危害。這些標準和計劃中運用了多種風險評估技術，如概率風險評估法，它基于歷史數據和概率統計方法，對重大危險源的風險進行定量評估，能夠較為準確地預測事故發(fā)生的概率和可能造成的后果，為企業(yè)制定風險控制措施提供科學依據。此外，國外的研究者還注重跨學科的研究，將心理學、社會學等學科的理論與方法引入到風險評估中，為評估技術的發(fā)展注入了新的活力。例如，在評估過程中考慮人的行為因素對風險的影響，通過研究操作人員的心理狀態(tài)、工作壓力等因素，分析其可能導致的誤操作行為，從而更全面地評估石化企業(yè)重大危險源的風險。在可拓層次分析法的應用方面，國外雖然沒有像國內一樣將其廣泛應用于石化企業(yè)重大危險源安全評估，但在相關領域也有一定的研究和應用?？赏貙W理論作為一種新興的處理矛盾問題的理論，在國外也受到了一定的關注。一些學者將可拓理論與其他學科相結合，應用于工程設計、決策分析等領域，通過建立可拓模型，解決實際問題中的不相容性和不確定性。在風險評估領域，部分研究嘗試利用可拓學的思想和方法，對風險因素進行物元化處理，分析風險的可拓性和傳導機制，為風險評估提供了新的思路和方法。不過，在石化企業(yè)重大危險源安全評估這一特定領域，國外利用可拓層次分析法進行深入研究和實際應用的案例相對較少。1.2.2國內研究現狀國內在石化企業(yè)重大危險源安全評估方面的研究起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。20世紀80年代初，我國開始重視對重大危險源的評價與控制。1997年，原勞動部選擇北京、上海、天津、青島、深圳和成都6所城市開展重大危險源普查試點，為后續(xù)的研究和管理工作奠定了基礎。2000年頒布了我國首個針對重大危險源的國家標準《重大危險源辨識》（GB18218-2000），隨后一系列法律法規(guī)，如《安全生產法》《危險化學品安全管理條例》等，對重大危險源的安全管理和監(jiān)控提出了明確要求，推動了我國石化企業(yè)重大危險源安全評估工作的開展。在評估方法研究方面，國內研究者提出了多種風險評估方法，并取得了一定的研究成果。層次分析法（AHP）作為一種常用的多目標決策分析方法，在石化企業(yè)重大危險源安全評估中得到了廣泛應用。它通過將復雜問題分解為若干層次和因素，對兩兩指標之間的重要程度作出比較判斷，建立判斷矩陣，計算出各因素的權重，從而為安全評估提供量化依據。然而，傳統層次分析法在處理復雜系統中因素的不確定性和模糊性時存在一定的局限性。為了克服這些局限性，國內學者將可拓學理論與層次分析法相結合，提出了可拓層次分析法（EAHP）?？赏貙哟畏治龇ㄔ谑髽I(yè)重大危險源安全評估中的應用研究逐漸增多。一些學者運用可拓層次分析法，構造可拓判斷矩陣，采用互反性1-9標度法，利用可拓區(qū)間數表示因素間的重要程度，對石化企業(yè)重大危險源安全評估指標體系進行研究。通過建立多級可拓評估模型，對某石化企業(yè)重大危險源進行安全評估研究，能夠更加準確地判斷重大危險源的安全狀態(tài)，識別出主要的安全隱患因素，為企業(yè)制定針對性的安全管理措施提供了有力支持。例如，有研究基于易燃、易爆、有毒的重大危險源評價模式，在“固有危險性”和“危險抵消因素”的矛盾對立層面上設定了多個一級指標和二級指標，采用可拓層次分析法對某石化企業(yè)重大危險源進行安全評估，結果表明該方法能夠有效地處理安全評估中的矛盾問題，準確評估企業(yè)的安全等級。除了可拓層次分析法，國內還對其他評估方法進行了研究和應用，如模糊綜合評價法、集對分析法等。模糊綜合評價法利用模糊數學理論，綜合考慮多種因素對重大危險源進行風險評估，能夠較好地處理評估過程中的模糊性和不確定性；集對分析法通過分析評估對象與評價標準之間的同異反關系，對重大危險源進行動態(tài)分級，為安全評估提供了新的視角。這些方法在不同程度上豐富了我國石化企業(yè)重大危險源安全評估的方法體系。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，確保研究的科學性、全面性和有效性。在理論研究方面，通過廣泛查閱國內外相關文獻，梳理石化企業(yè)重大危險源安全評估的研究現狀，分析現有評估方法的優(yōu)缺點，為本研究奠定堅實的理論基礎。文獻研究法使我們能夠站在巨人的肩膀上，充分了解前人的研究成果，避免重復勞動，同時也能發(fā)現研究的空白和不足，為后續(xù)研究指明方向。在實證研究方面，選取典型石化企業(yè)作為研究對象，深入企業(yè)生產現場，收集一手資料。通過實地調研，詳細了解企業(yè)的生產工藝、設備設施、安全管理措施等情況，獲取與重大危險源相關的關鍵數據。例如，在某石化企業(yè)調研時，對其大型儲罐區(qū)的儲存物質種類、數量、儲存方式，以及周邊的安全防護設施、監(jiān)控系統等進行了詳細記錄。這些實地調研獲取的數據為后續(xù)建立安全評估模型提供了真實可靠的依據。在評估方法上，采用可拓層次分析法。首先，運用層次分析法將石化企業(yè)重大危險源安全評估這一復雜問題分解為目標層、準則層和指標層等多個層次。目標層為石化企業(yè)重大危險源安全評估，準則層可包括固有危險性、安全管理、環(huán)境因素等，指標層則涵蓋諸如危險物質的數量、毒性，安全管理制度的完善程度，周邊人口密度等具體指標。通過對各層次因素的分析，構建層次結構模型。然后，利用可拓學理論，將各評估指標和評估等級進行物元化處理。以危險物質的數量這一指標為例，將其物元表示為（危險物質，數量，實際數值），并確定其經典域和節(jié)域。通過關聯函數計算各指標與評估等級之間的關聯度，從而確定各指標的安全狀態(tài)，實現對石化企業(yè)重大危險源的全面、準確評估。本研究的創(chuàng)新點主要體現在以下幾個方面：一是將可拓學理論與層次分析法相結合，應用于石化企業(yè)重大危險源安全評估領域。這種融合方法能夠充分發(fā)揮可拓學處理矛盾問題和不確定性問題的優(yōu)勢，以及層次分析法的系統性和邏輯性，有效解決傳統評估方法在處理復雜系統中多因素相互關系時的局限性，提高評估的準確性和可靠性。二是構建了一套基于可拓層次分析法的石化企業(yè)重大危險源安全評估指標體系。該指標體系綜合考慮了石化企業(yè)生產過程中的固有危險性、安全管理、環(huán)境因素等多個方面，全面涵蓋了影響重大危險源安全狀態(tài)的關鍵因素，并且通過可拓層次分析法確定各指標的權重，使評估結果更加科學合理。三是在研究過程中，注重理論與實踐相結合。通過對典型石化企業(yè)的實證研究，不僅驗證了可拓層次分析法在石化企業(yè)重大危險源安全評估中的可行性和有效性，而且根據實際應用情況對評估模型和指標體系進行了優(yōu)化和完善，為石化企業(yè)的安全管理提供了切實可行的方法和工具。二、相關理論基礎2.1石化企業(yè)重大危險源概述2.1.1重大危險源定義與范圍重大危險源的概念在國際上經歷了逐步發(fā)展和完善的過程。1993年，國際勞工組織（ILO）通過的《預防重大工業(yè)事故公約》將重大危險源定義為：“長期地或臨時地生產、加工、搬運、使用或儲存危險物質，且危險物質的數量等于或超過臨界量的單元?！边@一定義強調了危險物質的數量與臨界量的關系，為各國識別和管理重大危險源提供了基本依據。在我國，根據《危險化學品重大危險源辨識》（GB18218-2018），危險化學品重大危險源是指長期地或臨時地生產、儲存、使用和經營危險化學品，且危險化學品的數量等于或超過臨界量的單元。這里的單元包括生產單元和儲存單元，生產單元是指危險化學品的生產、加工及使用等的裝置及設施，當裝置及設施之間有切斷閥時，以切斷閥作為分隔界限劃分為獨立的單元；儲存單元是用于儲存危險化學品的儲罐或倉庫組成的相對獨立的區(qū)域，儲罐區(qū)以罐區(qū)防火堤為界限劃分為獨立的單元，倉庫以獨立庫房（獨立建筑物）為界限劃分為獨立的單元。石化企業(yè)作為危險化學品的生產、儲存和使用大戶，其重大危險源的范圍廣泛。大型儲罐區(qū)是石化企業(yè)重大危險源的重要組成部分，其中儲存著大量的易燃、易爆、有毒的液體危險化學品，如原油、汽油、苯等。這些儲罐一旦發(fā)生泄漏、爆炸等事故，將對周邊環(huán)境和人員安全造成巨大威脅。以某大型石化企業(yè)的原油儲罐區(qū)為例，其儲存的原油數量巨大，一旦發(fā)生泄漏，可能引發(fā)火災和爆炸，不僅會造成巨額財產損失，還可能導致周邊居民的生命安全受到威脅，對當地生態(tài)環(huán)境也會造成長期的破壞。生產裝置區(qū)也是石化企業(yè)重大危險源的關鍵區(qū)域，涉及多種復雜的化學反應和高溫、高壓、高毒等惡劣的生產條件。在石油煉制過程中，常減壓蒸餾裝置、催化裂化裝置等，這些裝置在運行過程中需要高溫、高壓條件，且處理的物料具有易燃易爆性，一旦設備故障或操作失誤，極易引發(fā)火災、爆炸等重大事故。某石化企業(yè)的催化裂化裝置曾因設備故障導致油氣泄漏，引發(fā)了嚴重的火災爆炸事故，造成了多人傷亡和重大財產損失。裝卸區(qū)同樣不容忽視，在危險化學品的裝卸過程中，由于操作頻繁、人員流動大，容易發(fā)生泄漏、火災等事故。例如，在裝卸汽油等易燃液體時，如果裝卸設備密封不嚴或操作人員違規(guī)操作，可能導致汽油泄漏，遇到明火或靜電就會引發(fā)火災爆炸。此外，石化企業(yè)中的壓力管道、倉庫等也可能構成重大危險源。壓力管道輸送著大量的危險化學品，如輸送劇毒、高毒或火災危險性在甲、乙類介質的壓力管道，一旦發(fā)生破裂泄漏，后果不堪設想；倉庫中儲存的各類危險化學品，若儲存條件不符合要求或管理不善，也可能引發(fā)嚴重事故。2.1.2石化企業(yè)重大危險源類型及特點石化企業(yè)重大危險源根據危險物質的特性和事故類型，可分為多種類型。其中，易燃、易爆物質類重大危險源較為常見，如儲存汽油、柴油、液化石油氣等易燃液體和氣體的儲罐區(qū)、生產裝置區(qū)等。這些物質具有較低的閃點和燃點，與空氣混合后在一定條件下極易發(fā)生燃燒和爆炸。在高溫、高壓、明火、靜電等因素的作用下，易燃、易爆物質可能會發(fā)生泄漏并引發(fā)爆炸事故，如2015年天津港“8?12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故，就是由于硝化棉自燃，導致周圍的硝酸銨等易燃易爆物品發(fā)生爆炸，造成了極其嚴重的人員傷亡和財產損失。毒性物質類重大危險源也不容忽視，如儲存氯氣、硫化氫、苯等有毒物質的場所。這些毒性物質一旦泄漏，會對人體造成嚴重的傷害，甚至危及生命。例如，某石化企業(yè)曾發(fā)生氯氣泄漏事故，導致周邊居民出現中毒癥狀，部分人員因中毒嚴重而死亡，對當地居民的生活和健康造成了極大的影響。腐蝕性物質類重大危險源，如儲存硫酸、鹽酸等強酸強堿的設施。腐蝕性物質具有強烈的腐蝕性，能夠對設備、管道、建筑物等造成損壞，同時也會對人體皮膚、眼睛等造成灼傷。如果儲存腐蝕性物質的容器發(fā)生破裂或泄漏，可能會導致周邊環(huán)境受到污染，對人員和生態(tài)系統造成危害。石化企業(yè)重大危險源具有一些獨特的特點。其能量和危險物質的聚集度高，石化生產過程通常在高溫、高壓、高負荷的條件下進行，涉及大量的危險化學品，這些危險物質在較小的空間內高度聚集，一旦發(fā)生事故，釋放出的能量巨大，可能造成嚴重的破壞。某大型石化企業(yè)的生產裝置區(qū)，集中了多個大型反應釜和管道，儲存著大量的易燃易爆和有毒有害物質，一旦發(fā)生事故，其影響范圍將非常廣泛。石化企業(yè)重大危險源的事故影響范圍廣，由于石化企業(yè)通常位于人口密集地區(qū)或周邊有重要的基礎設施，一旦發(fā)生事故，不僅會對企業(yè)自身造成損失，還會對周邊居民、環(huán)境和其他設施產生嚴重影響。如前面提到的印度博帕爾農藥廠甲基異氰酸酯泄漏事故，不僅導致了當地大量居民死亡和中毒，還對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了長期的破壞，影響了當地的農業(yè)生產和居民生活。此外，石化企業(yè)重大危險源的事故后果嚴重，可能導致人員傷亡、財產損失、環(huán)境污染等多方面的危害，而且事故的處理和恢復成本高昂。江蘇響水天嘉宜化工有限公司“3?21”特別重大爆炸事故，不僅造成了大量人員傷亡和巨額財產損失，還對當地的生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染，需要投入大量的人力、物力和財力進行事故處理和環(huán)境修復。石化企業(yè)重大危險源還具有事故誘因復雜的特點，可能涉及設備故障、人為操作失誤、自然災害、管理不善等多種因素。設備老化、維護保養(yǎng)不到位可能導致設備故障，從而引發(fā)事故；操作人員違規(guī)操作、缺乏安全意識和技能也容易引發(fā)事故；自然災害如地震、洪水、雷擊等可能對石化企業(yè)的設施造成破壞，引發(fā)危險物質泄漏和事故；管理不善，如安全管理制度不完善、安全檢查不到位等，也會增加事故發(fā)生的風險。二、相關理論基礎2.2可拓層次分析法原理2.2.1層次分析法（AHP）基礎層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP）由美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂（T.L.Saaty）于20世紀70年代初提出，是一種將與決策有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。它把復雜的多目標決策問題轉化為簡單的有序遞階層次結構，通過兩兩比較的方式確定各因素的相對重要性權重，為決策提供科學依據。層次分析法的基本原理是將問題看作一個系統，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策。以選擇最佳旅游目的地為例，我們可以將決策問題分為目標層（選擇最佳旅游目的地）、準則層（如景點吸引力、交通便利性、住宿條件、餐飲特色等）和方案層（各個具體的旅游目的地）。在確定各層次各因素之間的權重時，采用相對尺度，即對準則層下的各方案進行兩兩對比，并按其重要性程度評定等級。比如，在比較景點吸引力時，我們可以判斷A景點比B景點更具吸引力，從而構建判斷矩陣。構建判斷矩陣是層次分析法的關鍵步驟之一。判斷矩陣是表示針對上一層次某因素，本層次與之有關的各因素之間相對重要性的矩陣。假設準則層有n個因素，判斷矩陣A中的元素a_{ij}表示第i個因素相對于第j個因素的重要性程度。若a_{ij}=1，表示第i個因素與第j個因素同等重要；若a_{ij}=3，表示第i個因素比第j個因素稍微重要；若a_{ij}=5，表示第i個因素比第j個因素明顯重要；若a_{ij}=7，表示第i個因素比第j個因素強烈重要；若a_{ij}=9，表示第i個因素比第j個因素極端重要。而a_{ji}=1/a_{ij}，滿足互反性。通過求解判斷矩陣的最大特征根\lambda_{max}和對應的特征向量W，并對特征向量進行歸一化處理，得到的W的元素即為同一層次因素對于上一層次因素某因素相對重要性的排序權值。為了確保層次單排序的可靠性，需要進行一致性檢驗。一致性指標CI=(\lambda_{max}-n)/(n-1)，當CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；CI越接近于0，一致性越好。引入隨機一致性指標RI，不同階數的判斷矩陣有對應的RI值。一般情況下，當檢驗系數CR=CI/RI<0.1時，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則需要重新調整判斷矩陣。在確定了各層次因素的權重后，進行層次總排序。層次總排序是計算某一層次所有因素對于最高層（總目標）相對重要性的權值，從最高層次到最低層次依次進行。通過層次總排序，可以得到各方案對于總目標的最終權重，從而為決策提供量化依據。比如在旅游目的地選擇中，根據各旅游目的地在景點吸引力、交通便利性等各準則下的權重，以及各準則對于總目標的權重，計算出每個旅游目的地對于總目標的最終權重，權重最大的旅游目的地即為最佳選擇。2.2.2可拓學理論核心可拓學由廣東工業(yè)大學蔡文研究員創(chuàng)立，是一門用形式化模型研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，并用于解決矛盾問題的科學?？赏貙W的研究對象是客觀世界中的矛盾問題，這些矛盾問題在現有條件下無法直接實現目標。比如在城市規(guī)劃中，有限的土地資源與日益增長的建筑需求之間的矛盾；在企業(yè)生產中，提高生產效率與控制成本之間的矛盾等。可拓學的基本理論是可拓論，它包含基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯三大支柱?；碚撌强赏卣摰闹匾M成部分，它用物元、事元和關系元來描述客觀世界中的事物、事件和關系。物元是描述事物的基本元，用R=(N,c,v)表示，其中N為事物的名稱，c為特征，v為N關于c的量值。以石油儲罐為例，可表示為（石油儲罐，容積，5000立方米），這里“石油儲罐”是事物名稱N，“容積”是特征c，“5000立方米”是量值v。事元用于描述事件，可表示為I=(d,b,u)，其中d為動詞，b為動作的對象，u為動作的量值。關系元用于描述事物之間的關系，可表示為Q=(S,f,n)，其中S為關系名稱，f為特征，n為量值?？赏丶侠碚撌强赏貙W的重要基礎，它對經典集合進行了拓展。經典集合中元素與集合的關系只有屬于和不屬于兩種情況，而可拓集合引入了關聯函數，用以描述元素與集合之間的關聯程度，使元素具有“是”與“非”之間的中間狀態(tài)，從而能夠處理矛盾問題。關聯函數k(x)可以定量地表示元素x與可拓集合的關系。當k(x)\geq0時，x屬于可拓集合的正域，表示x滿足一定條件；當k(x)\leq-1時，x屬于可拓集合的負域，表示x完全不滿足條件；當-1<k(x)<0時，x屬于可拓集合的零界，處于矛盾狀態(tài)?？赏剡壿嬍强赏貙W的邏輯基礎，它是辯證邏輯與形式邏輯的有機結合?？赏剡壿嫴粌H研究確定性問題，還研究不確定性問題，能夠處理矛盾問題的轉化和拓展。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，可拓邏輯可以幫助我們分析安全隱患與安全措施之間的矛盾關系，以及如何通過可拓變換來消除矛盾，實現安全目標?？赏貙W特有的方法包括可拓分析方法、可拓變換方法和可拓集合方法等?？赏胤治龇椒ㄍㄟ^對物元、事元和關系元的拓展分析，尋求解決矛盾問題的思路和方法?？赏刈儞Q方法是對事物進行變換，以實現矛盾問題的轉化和解決。常見的可拓變換有置換變換、增刪變換、擴縮變換、分解變換等。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，如果發(fā)現某一安全措施效果不佳，可以通過可拓變換，如更換安全設備（置換變換）、增加安全巡檢次數（增刪變換）等方式，來改善安全狀況?？赏丶戏椒▌t利用可拓集合和關聯函數，對事物進行量化分析和評價。2.2.3可拓層次分析法（EAHP）構建可拓層次分析法（ExtensionAnalyticHierarchyProcess，簡稱EAHP）是將可拓學理論與層次分析法相結合而形成的一種綜合評價方法。它充分發(fā)揮了可拓學處理矛盾問題和不確定性問題的優(yōu)勢，以及層次分析法的系統性和邏輯性，為解決復雜系統的評價問題提供了有力工具。在構建可拓層次分析法時，首先運用層次分析法的思想，將復雜的評價問題分解為目標層、準則層和指標層等多個層次，建立層次結構模型。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，目標層為評估石化企業(yè)重大危險源的安全狀況；準則層可包括固有危險性、安全管理、環(huán)境因素等方面；指標層則涵蓋危險物質的性質、數量、安全管理制度的完善程度、周邊人口密度等具體指標。通過這種層次化的結構，能夠清晰地展現各因素之間的相互關系和影響。在確定各指標權重時，傳統層次分析法采用兩兩比較的方式構建判斷矩陣，存在一定的主觀性。而可拓層次分析法引入可拓學的思想，利用可拓區(qū)間數表示因素間的重要程度，構建可拓判斷矩陣?？赏貐^(qū)間數能夠更好地反映專家判斷的不確定性和模糊性。例如，在判斷某兩個安全管理指標的相對重要性時，專家可能無法給出一個確切的數值，而是給出一個區(qū)間范圍，如[2,3]，表示一個指標比另一個指標稍微重要到明顯重要之間。通過這種方式構建的可拓判斷矩陣，更符合實際情況，能夠提高權重確定的準確性。計算可拓判斷矩陣的特征向量和權重時，采用適當的算法進行求解。同時，為了確保權重的合理性，也需要進行一致性檢驗。與傳統層次分析法類似，通過計算一致性指標和隨機一致性指標，判斷可拓判斷矩陣是否通過一致性檢驗。若不通過，需要對可拓判斷矩陣進行調整，直到滿足一致性要求。在得到各指標的權重后，利用可拓學中的關聯函數，計算各評估指標與評估等級之間的關聯度。通過關聯度的計算，可以確定各指標對不同評估等級的隸屬程度，從而實現對石化企業(yè)重大危險源安全狀況的量化評價。根據關聯度的大小，判斷重大危險源處于安全、較安全、一般、較危險、危險等不同的安全等級。如果某石化企業(yè)重大危險源在多個指標上與“危險”等級的關聯度較高，那么就可以判斷該重大危險源處于危險狀態(tài)，需要及時采取有效的安全措施進行整改?？赏貙哟畏治龇ㄍㄟ^將層次分析法和可拓學有機結合，實現了對石化企業(yè)重大危險源安全評估中復雜問題的有效處理，為企業(yè)的安全管理提供了更加科學、準確的決策依據。2.3安全評估相關理論安全評估是指在風險識別的基礎上，對風險發(fā)生的可能性、后果的嚴重性以及影響范圍等進行綜合分析和評價，以確定風險水平，并提出相應的風險控制措施的過程。它是安全管理的重要環(huán)節(jié)，對于預防事故的發(fā)生、減少損失具有重要意義。目前，安全評估領域存在多種理論和方法，每種都有其獨特的應用場景和優(yōu)勢。故障樹分析法（FaultTreeAnalysis，FTA）是一種演繹推理法，它將系統可能發(fā)生的事故作為頂事件，通過邏輯門的關系，逐步分析導致頂事件發(fā)生的各種直接原因和間接原因，這些原因被稱為中間事件和底事件，從而構建出一棵倒立的樹形邏輯因果關系圖。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，若以儲罐區(qū)火災爆炸事故為頂事件，通過故障樹分析，可能發(fā)現易燃液體泄漏（中間事件）是導致事故的重要原因，而設備老化、維護不善（底事件）又可能是導致易燃液體泄漏的因素。通過對故障樹的定性和定量分析，可以找出系統的薄弱環(huán)節(jié)，計算事故發(fā)生的概率，為制定針對性的安全措施提供依據。事件樹分析法（EventTreeAnalysis，ETA）則是一種歸納邏輯樹圖，它從一個初始事件開始，按照事件發(fā)展的時間順序，分析事件可能導致的各種狀態(tài)及其后果，通過對每個狀態(tài)發(fā)生概率的計算，得到不同后果發(fā)生的概率。在石化企業(yè)中，假設初始事件為管道破裂導致危險氣體泄漏，事件樹分析可以展示出泄漏后可能出現的不同情況，如遇明火發(fā)生爆炸、未遇明火但擴散造成環(huán)境污染等，并計算出每種情況發(fā)生的概率，幫助企業(yè)全面了解事故發(fā)展的可能性和后果。安全檢查表法（SafetyChecklistAnalysis，SCA）是一種基于經驗和標準的定性評估方法。它依據相關的法規(guī)、標準、規(guī)范以及以往的事故案例，制定詳細的檢查表，對被評估對象的各個方面進行逐項檢查，以識別潛在的安全隱患。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，安全檢查表可涵蓋設備設施的完整性、安全管理制度的執(zhí)行情況、操作人員的培訓狀況等方面。例如，檢查儲罐的安全閥是否定期校驗、安全操作規(guī)程是否張貼在顯眼位置等，通過對這些項目的檢查，判斷企業(yè)是否存在安全隱患。模糊綜合評價法（FuzzyComprehensiveEvaluation，FCE）是一種基于模糊數學的綜合評價方法，它通過模糊變換將多個評價因素對被評價對象的影響進行綜合考慮，從而得出評價結果。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，由于安全評估涉及多個因素，且這些因素往往具有模糊性和不確定性，如安全管理水平的高低、環(huán)境因素的影響程度等，模糊綜合評價法可以將這些模糊信息進行量化處理。通過建立模糊關系矩陣和確定權重向量，對重大危險源的安全狀況進行綜合評價，能夠更準確地反映實際情況。這些安全評估理論和方法各有優(yōu)劣，在實際應用中，需要根據石化企業(yè)重大危險源的特點和評估目的，選擇合適的方法或多種方法相結合，以提高安全評估的準確性和可靠性。三、基于可拓層次分析法的評估模型構建3.1評估指標體系確定3.1.1指標選取原則科學性原則是指標選取的基石，要求所選指標必須基于科學的理論和方法，準確反映石化企業(yè)重大危險源安全狀況的本質特征。在確定危險物質相關指標時，需依據化學物質的特性、反應活性等科學知識，確保指標能夠真實衡量危險物質所帶來的風險。對于危險物質的毒性指標，應參考權威的化學物質毒性數據，如半數致死量（LD50）等，以科學、準確地評估其對人體和環(huán)境的潛在危害。全面性原則強調指標體系要涵蓋影響石化企業(yè)重大危險源安全的各個方面，避免出現遺漏。這不僅包括危險物質本身的特性，如易燃性、易爆性、毒性等，還涉及生產工藝、設備設施、安全管理、周邊環(huán)境等多個維度。在生產工藝方面，要考慮反應類型、操作條件等因素；設備設施方面，需涵蓋儲罐、管道、反應釜等各類關鍵設備的運行狀況；安全管理方面，涉及安全管理制度的完善程度、安全培訓的有效性、應急救援預案的可行性等；周邊環(huán)境方面，要考慮周邊人口密度、自然環(huán)境條件等。只有全面考慮這些因素，才能構建出一個完整、系統的評估指標體系。獨立性原則要求各指標之間相互獨立，避免出現信息重疊。每個指標都應具有獨特的內涵和作用，能夠獨立地反映石化企業(yè)重大危險源安全狀況的某一方面。在選取設備設施相關指標時，不能同時選取兩個含義相近的指標，如不能既選取“設備完好率”又選取“設備故障率”，因為這兩個指標之間存在較強的相關性，會導致信息重復，影響評估結果的準確性?？刹僮餍栽瓌t是指所選指標應具有實際可測量性和數據可獲取性，便于在實際評估工作中進行量化分析。指標的數據來源應可靠，能夠通過現場監(jiān)測、企業(yè)記錄、統計調查等方式獲取。在確定安全管理指標時，“安全管理制度的完善程度”這一指標較難直接量化，可將其細化為“安全管理制度是否涵蓋所有關鍵環(huán)節(jié)”“安全管理制度是否定期更新”等具體可操作的子指標，通過對這些子指標的調查和統計，來評估安全管理制度的完善程度。敏感性原則要求指標對石化企業(yè)重大危險源安全狀況的變化具有較高的敏感度，能夠及時、準確地反映安全狀況的動態(tài)變化。當企業(yè)的安全管理措施發(fā)生改進或危險物質的儲存條件發(fā)生變化時，相應的指標能夠迅速做出反應，使評估結果能夠及時體現這些變化。在設備設施方面，“設備腐蝕速率”這一指標對設備的安全狀況變化較為敏感，一旦設備腐蝕速率加快，就可能預示著設備存在安全隱患，該指標能夠及時反映這一變化，為企業(yè)采取相應措施提供依據。3.1.2具體指標確定基于上述指標選取原則，構建石化企業(yè)重大危險源安全評估指標體系，主要包括以下幾個方面的具體指標：在固有危險性方面，危險物質的性質是關鍵指標之一，包括易燃性、易爆性、毒性等。易燃性可通過物質的閃點、燃點等參數來衡量，閃點越低，易燃性越強；易爆性可考慮物質的爆炸極限、最小點火能等因素，爆炸極限范圍越寬、最小點火能越低，易爆性越強；毒性則可依據物質的半數致死量（LD50）、職業(yè)接觸限值等指標來評估，LD50越小、職業(yè)接觸限值越低，毒性越強。危險物質的數量也不容忽視，危險物質數量越多，一旦發(fā)生事故，其釋放的能量和危害程度就越大，可通過實際儲存或使用的危險物質的質量或體積來量化這一指標。生產工藝的復雜性對安全狀況有重要影響，復雜的生產工藝往往涉及更多的化學反應和操作環(huán)節(jié)，增加了事故發(fā)生的風險?？赏ㄟ^反應類型的數量、操作步驟的繁瑣程度等因素來評估生產工藝的復雜性。操作條件如溫度、壓力、流量等參數也至關重要，高溫、高壓、高流量等極端操作條件會使生產過程更加危險，可將實際操作條件與標準操作條件的偏差作為評估指標。設備設施方面，設備的完好率反映了設備的運行狀況，完好率越高，設備出現故障的概率越低，可通過定期檢查設備的完好數量與總設備數量的比值來計算。設備的老化程度則體現了設備的使用年限和磨損情況，老化程度越高，設備發(fā)生故障的可能性越大，可根據設備的使用年限、維修記錄等因素來評估。管道的耐壓能力和密封性對危險物質的輸送安全至關重要，耐壓能力不足或密封性不好可能導致管道破裂、泄漏等事故，可通過管道的設計壓力、實際工作壓力以及泄漏檢測結果等指標來衡量。安全管理方面，安全管理制度的完善程度是核心指標，包括是否制定了全面的安全生產責任制、安全操作規(guī)程、應急預案等，可通過對制度文件的審查和實際執(zhí)行情況的檢查來評估。安全培訓的有效性關系到員工的安全意識和操作技能，可通過培訓的頻率、內容的實用性、員工的考核成績等因素來衡量。應急救援能力包括應急救援隊伍的組建情況、救援設備的配備情況、應急預案的演練效果等，可通過對應急救援體系的全面評估來確定。環(huán)境因素方面，周邊人口密度是重要指標，周邊人口越密集，一旦發(fā)生事故，對人員的傷害和社會影響就越大，可通過統計周邊一定范圍內的常住人口數量來量化。自然環(huán)境條件如地形、氣象等也會對事故的發(fā)生和擴散產生影響，在山區(qū)等地形復雜的地區(qū)，事故的救援和控制難度較大；強風、暴雨等惡劣氣象條件可能引發(fā)危險物質泄漏、火災等事故，可根據當地的地形地貌、氣象數據等進行評估。三、基于可拓層次分析法的評估模型構建3.2可拓判斷矩陣構造3.2.1標度方法選擇在可拓層次分析法中，標度方法的選擇至關重要，它直接影響到判斷矩陣的準確性和評估結果的可靠性。常見的標度方法有1-9標度法、指數標度法、比例標度法等，每種標度方法都有其特點和適用范圍。1-9標度法由薩蒂提出，是層次分析法中最常用的標度方法。它用1-9及其倒數來表示兩個因素之間的相對重要程度，其中1表示兩個因素同等重要，3表示一個因素比另一個因素稍微重要，5表示一個因素比另一個因素明顯重要，7表示一個因素比另一個因素強烈重要，9表示一個因素比另一個因素極端重要，2、4、6、8則為上述相鄰判斷的中間值。這種標度方法簡單直觀，易于理解和操作，在實際應用中得到了廣泛的認可。在比較石化企業(yè)重大危險源安全評估中“危險物質性質”和“安全管理制度完善程度”這兩個因素的重要性時，若專家認為“危險物質性質”比“安全管理制度完善程度”明顯重要，可賦值為5。然而，1-9標度法也存在一些局限性，它無法準確反映專家判斷的不確定性和模糊性，且在處理復雜問題時，可能會導致判斷矩陣的一致性難以滿足要求。指數標度法是一種基于指數函數的標度方法，它通過指數函數來表示因素之間的相對重要程度。指數標度法能夠更好地反映因素之間的非線性關系，在處理一些復雜的決策問題時具有一定的優(yōu)勢。但是，指數標度法的計算相對復雜，對專家的專業(yè)知識和判斷能力要求較高，且在實際應用中，其物理意義不夠明確，不易被廣泛接受。比例標度法是根據因素之間的實際比例關系來確定標度值。這種標度方法能夠準確反映因素之間的數量關系，具有較強的客觀性。在評估石化企業(yè)重大危險源的危險物質數量時，可以直接根據不同危險物質的實際數量比例來確定標度值。然而，比例標度法的應用受到數據獲取的限制，當無法準確獲取因素之間的數量比例關系時，其應用就會受到制約。綜合考慮各種標度方法的優(yōu)缺點以及石化企業(yè)重大危險源安全評估的特點，本研究選擇1-9標度法作為構建可拓判斷矩陣的標度方法。雖然1-9標度法存在一定的局限性，但通過引入可拓區(qū)間數，能夠有效地彌補其在處理專家判斷不確定性和模糊性方面的不足，同時其簡單直觀的特點也便于專家進行判斷和操作。3.2.2專家打分與矩陣生成在確定了標度方法后，邀請相關領域的專家對各層次因素進行打分，以構建可拓判斷矩陣。專家的選擇至關重要，應涵蓋石化企業(yè)的安全管理人員、技術專家、高校和科研機構的相關學者等，確保專家具有豐富的實踐經驗和專業(yè)知識，能夠全面、準確地對各因素進行評價。為了保證打分的準確性和可靠性，在專家打分前，向專家詳細介紹可拓層次分析法的基本原理、評估指標體系以及標度方法的含義。同時，提供相關的背景資料和案例，讓專家對石化企業(yè)重大危險源安全評估有更深入的了解。在打分過程中，采用問卷調查的方式，讓專家針對每一層次的因素，兩兩比較其重要程度，并根據1-9標度法給出相應的標度值。對于某一準則層下的“危險物質性質”“安全管理制度完善程度”“設備設施狀況”三個因素，專家需要分別對“危險物質性質”與“安全管理制度完善程度”“危險物質性質”與“設備設施狀況”“安全管理制度完善程度”與“設備設施狀況”進行兩兩比較，并給出相應的標度值。由于專家的判斷存在一定的不確定性和模糊性，采用可拓區(qū)間數來表示專家的打分結果?？赏貐^(qū)間數能夠更準確地反映專家判斷的范圍，提高判斷矩陣的準確性。若專家認為“危險物質性質”比“安全管理制度完善程度”明顯重要，但又不能確定具體的標度值，可給出一個可拓區(qū)間數，如[4,6]，表示“危險物質性質”比“安全管理制度完善程度”的重要程度在4（明顯重要）到6（介于明顯重要和強烈重要之間）之間。根據專家的打分結果，構建可拓判斷矩陣。假設準則層有n個因素，可拓判斷矩陣A中的元素a_{ij}用可拓區(qū)間數\left[a_{ij}^L,a_{ij}^U\right]表示，其中a_{ij}^L和a_{ij}^U分別為區(qū)間數的下限和上限。當i=j時，a_{ij}=[1,1]，表示兩個因素同等重要；當i\neqj時，a_{ij}為專家給出的可拓區(qū)間數，且滿足a_{ji}=\left[\frac{1}{a_{ij}^U},\frac{1}{a_{ij}^L}\right]，以保證判斷矩陣的互反性。通過專家打分和可拓區(qū)間數的運用，構建出的可拓判斷矩陣能夠更真實地反映專家的判斷信息，為后續(xù)準確計算各因素的權重和安全評估奠定堅實的基礎。3.3權重計算與一致性檢驗3.3.1權重計算方法權重計算是可拓層次分析法中的關鍵環(huán)節(jié)，其準確性直接影響到最終安全評估結果的可靠性。在本研究中，采用特征根法來計算可拓判斷矩陣的權重。特征根法基于矩陣理論，通過求解判斷矩陣的最大特征根及其對應的特征向量，來確定各因素的權重。對于可拓判斷矩陣A，設其最大特征根為\lambda_{max}，對應的特征向量為W。根據矩陣運算規(guī)則，滿足AW=\lambda_{max}W。在實際計算過程中，首先利用數學軟件（如MATLAB）對可拓判斷矩陣進行處理。以某石化企業(yè)重大危險源安全評估中準則層的可拓判斷矩陣為例，將矩陣輸入到MATLAB軟件中，運用相關函數進行計算。通過軟件的計算功能，得到最大特征根\lambda_{max}和特征向量W。得到特征向量W后，需要對其進行歸一化處理，以得到各因素的權重向量。歸一化處理的目的是使權重向量中的元素之和為1，從而方便進行比較和分析。設特征向量W=(w_1,w_2,\cdots,w_n)^T，歸一化后的權重向量為\overline{W}=(\overline{w}_1,\overline{w}_2,\cdots,\overline{w}_n)^T，其中\(zhòng)overline{w}_i=\frac{w_i}{\sum_{j=1}^{n}w_j}，i=1,2,\cdots,n。經過歸一化處理后，得到的權重向量\overline{W}即為各因素在相應層次中的權重，它反映了各因素對于上一層次因素的相對重要性程度。例如，在對某石化企業(yè)重大危險源安全評估的固有危險性準則層下的危險物質性質、危險物質數量、生產工藝復雜性、操作條件四個因素進行權重計算時，通過特征根法和歸一化處理，得到危險物質性質的權重為0.35，危險物質數量的權重為0.25，生產工藝復雜性的權重為0.2，操作條件的權重為0.2。這表明在固有危險性方面，危險物質性質的重要程度相對較高，對重大危險源安全狀況的影響較大，而其他因素也在不同程度上對安全狀況產生作用。3.3.2一致性檢驗步驟一致性檢驗是確保可拓層次分析法結果可靠性的重要步驟。由于專家在判斷過程中可能存在主觀偏差和不一致性，通過一致性檢驗可以判斷可拓判斷矩陣是否符合邏輯一致性要求，若不一致，則需要對判斷矩陣進行調整。一致性檢驗的主要步驟如下：首先，計算一致性指標CI（ConsistencyIndex）。一致性指標CI用于衡量判斷矩陣偏離一致性的程度，計算公式為CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}，其中\(zhòng)lambda_{max}為可拓判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的階數。當判斷矩陣具有完全一致性時，\lambda_{max}=n，此時CI=0；而當判斷矩陣偏離一致性時，\lambda_{max}>n，CI值越大，表明判斷矩陣的不一致程度越高。接著，查找平均隨機一致性指標RI（RandomIndex）。平均隨機一致性指標RI是通過大量隨機判斷矩陣計算得到的統計值，不同階數的判斷矩陣對應不同的RI值。在實際應用中，可以通過查閱相關文獻或手冊獲取對應的RI值。一般來說，判斷矩陣的階數越高，RI值越大。例如，當n=3時，RI=0.58；當n=4時，RI=0.90。然后，計算一致性比例CR（ConsistencyRatio）。一致性比例CR是一致性指標CI與平均隨機一致性指標RI的比值，即CR=\frac{CI}{RI}。它是判斷判斷矩陣一致性是否可接受的關鍵指標。通常認為，當CR<0.1時，判斷矩陣的一致性可以接受，說明專家的判斷具有較好的邏輯性和一致性，基于該判斷矩陣計算得到的權重是可靠的，可以用于后續(xù)的安全評估；當CR\geq0.1時，判斷矩陣的一致性較差，需要重新調整判斷矩陣，邀請專家重新進行打分，直到滿足CR<0.1的要求為止。例如，對于某石化企業(yè)重大危險源安全評估中某一層次的可拓判斷矩陣，計算得到最大特征根\lambda_{max}=4.2，矩陣階數n=4。首先計算一致性指標CI=\frac{4.2-4}{4-1}\approx0.067，查閱平均隨機一致性指標表，得到RI=0.90，則一致性比例CR=\frac{0.067}{0.90}\approx0.074<0.1，說明該判斷矩陣通過一致性檢驗，其計算得到的權重是合理可靠的。3.4綜合關聯度計算與安全等級評定3.4.1綜合關聯度計算模型在基于可拓層次分析法的石化企業(yè)重大危險源安全評估中，綜合關聯度計算模型是確定重大危險源安全等級的關鍵環(huán)節(jié)。通過該模型，能夠綜合考慮各評估指標的權重以及其與不同安全等級之間的關聯程度，從而得出準確的安全評估結果。首先，明確經典域和節(jié)域的概念。經典域是指各評估等級所對應的指標取值范圍，它是衡量評估指標所屬安全等級的標準。對于“危險物質性質”這一指標，若將安全等級劃分為安全、較安全、一般、較危險、危險五個等級，那么每個等級都有其對應的危險物質性質的取值范圍，如安全等級下危險物質的毒性、易燃性等指標處于較低水平，對應的取值范圍為[0,a1]；較安全等級下取值范圍為(a1,a2]，以此類推。節(jié)域則是所有評估等級對應的指標取值范圍的總和，它涵蓋了評估指標可能出現的所有取值情況，對于“危險物質性質”指標，節(jié)域的取值范圍為[0,an]，其中an為該指標在最危險情況下的取值。然后，確定關聯函數。關聯函數用于計算評估指標與各安全等級之間的關聯度，它能夠定量地描述評估指標隸屬于不同安全等級的程度。常用的關聯函數有線性關聯函數、拋物線關聯函數等。在線性關聯函數中，以“設備完好率”指標為例，設其安全等級分為三個等級，安全等級的經典域為[0.9,1]，較安全等級的經典域為[0.8,0.9)，一般等級的經典域為[0.7,0.8)。若某石化企業(yè)的設備完好率為x，當x在[0.9,1]范圍內時，其與安全等級的關聯度k1(x)可通過線性函數計算得出；當x在[0.8,0.9)范圍內時，與較安全等級的關聯度k2(x)也可通過相應的線性函數計算。在計算綜合關聯度時，將各評估指標的權重與該指標與各安全等級的關聯度進行加權求和。設評估指標體系中有n個指標，其權重分別為w1,w2,…,wn，第i個指標與第j個安全等級的關聯度為kij，那么該重大危險源與第j個安全等級的綜合關聯度Kj為：Kj=∑(i=1ton)(wi*kij)。通過這個公式，能夠綜合考慮各指標的重要程度以及其與不同安全等級的關聯程度，從而得到準確的綜合關聯度。例如，在對某石化企業(yè)重大危險源進行安全評估時，經過計算得到危險物質性質的權重為0.3，其與安全等級的關聯度為0.2，與較安全等級的關聯度為0.5；安全管理制度完善程度的權重為0.2，其與安全等級的關聯度為0.3，與較安全等級的關聯度為0.4。那么該重大危險源與安全等級的綜合關聯度K1=0.3*0.2+0.2*0.3=0.12，與較安全等級的綜合關聯度K2=0.3*0.5+0.2*0.4=0.23。通過比較K1和K2的大小，可以初步判斷該重大危險源更傾向于較安全等級。3.4.2安全等級劃分標準為了準確判斷石化企業(yè)重大危險源的安全狀況，需要制定科學合理的安全等級劃分標準。根據綜合關聯度的計算結果，將石化企業(yè)重大危險源的安全等級劃分為五個等級，分別為安全、較安全、一般、較危險、危險。當綜合關聯度K≥0.8時，判定為安全等級。處于安全等級的石化企業(yè)重大危險源，各項評估指標表現良好，危險物質的風險得到有效控制，安全管理措施完善，設備設施運行可靠，周邊環(huán)境對其影響較小。這意味著企業(yè)在生產過程中，嚴格遵守安全規(guī)范，安全管理制度得到有效執(zhí)行，員工的安全意識較高，能夠及時發(fā)現并處理潛在的安全隱患，發(fā)生事故的概率極低。某石化企業(yè)在危險物質管理方面，采用先進的儲存技術和安全防護措施，確保危險物質的泄漏風險控制在極低水平；安全管理制度涵蓋了安全生產的各個環(huán)節(jié)，定期進行安全培訓和演練，員工能夠熟練掌握應急處理技能；設備設施定期維護保養(yǎng)，完好率始終保持在較高水平，周邊環(huán)境適宜，無重大安全風險因素。綜合評估后，其綜合關聯度達到0.85，可判定為安全等級。當0.6≤K<0.8時，劃分為較安全等級。處于較安全等級的重大危險源，整體安全狀況較好，但仍存在一些需要關注和改進的方面。在危險物質性質方面，雖然危險程度處于可控范圍，但可能存在一定的潛在風險；安全管理制度基本完善，但在執(zhí)行過程中可能存在一些漏洞；設備設施運行基本正常，但可能存在部分老化或損壞的情況需要及時維修。某石化企業(yè)在安全管理方面，雖然制定了較為完善的安全管理制度，但在日常執(zhí)行中，部分員工對安全操作規(guī)程的遵守不夠嚴格；設備設施雖然能夠正常運行，但部分設備的老化程度逐漸增加，需要加強維護和更新。綜合評估后，其綜合關聯度為0.7，可判定為較安全等級。當0.4≤K<0.6時，定義為一般等級。處于一般等級的重大危險源，存在一定的安全隱患，需要企業(yè)加強安全管理和風險控制。危險物質的儲存或使用可能存在一些不符合安全標準的情況，安全管理制度不夠完善，員工的安全意識有待提高，設備設施可能存在較多的故障隱患。某石化企業(yè)在危險物質儲存過程中，部分危險物質的儲存量超過了規(guī)定的安全范圍；安全管理制度中對一些關鍵操作環(huán)節(jié)的規(guī)定不夠明確，導致員工在操作過程中存在一定的隨意性；設備設施的故障率較高，影響了生產的正常進行。綜合評估后，其綜合關聯度為0.5，可判定為一般等級。當0.2≤K<0.4時，歸為較危險等級。處于較危險等級的重大危險源，安全狀況較差，存在較大的安全風險，企業(yè)需要立即采取有效的整改措施，降低風險水平。危險物質可能存在泄漏、爆炸等較大風險，安全管理存在嚴重漏洞，設備設施存在嚴重故障或損壞，周邊環(huán)境對其影響較大。某石化企業(yè)的危險物質儲存設施存在嚴重的老化和損壞問題，部分危險物質已經發(fā)生泄漏；安全管理制度形同虛設，員工缺乏基本的安全知識和技能；周邊人口密度較大，一旦發(fā)生事故，可能會造成嚴重的人員傷亡和財產損失。綜合評估后，其綜合關聯度為0.3，可判定為較危險等級。當K<0.2時，判定為危險等級。處于危險等級的重大危險源，安全狀況極其嚴峻，隨時可能發(fā)生重大事故，企業(yè)必須立即停產整頓，全面排查和消除安全隱患。危險物質處于失控狀態(tài)，安全管理完全失效，設備設施嚴重損壞無法正常運行，周邊環(huán)境惡劣，對重大危險源的安全構成極大威脅。某石化企業(yè)發(fā)生了嚴重的安全事故，導致危險物質大量泄漏，周邊環(huán)境受到嚴重污染，人員傷亡慘重；安全管理制度完全沒有發(fā)揮作用，企業(yè)在事故發(fā)生后無法采取有效的應急措施。綜合評估后，其綜合關聯度為0.1，可判定為危險等級。通過明確的安全等級劃分標準，能夠使石化企業(yè)清晰地了解重大危險源的安全狀況，有針對性地采取安全管理措施，提高企業(yè)的安全生產水平，保障員工的生命安全和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。四、案例分析4.1石化企業(yè)案例選取本研究選取[具體石化企業(yè)名稱]作為案例研究對象。該企業(yè)是一家具有代表性的大型石化企業(yè)，在行業(yè)內具有重要地位，其生產規(guī)模宏大，業(yè)務涵蓋石油煉制、化工產品生產等多個領域，擁有多個大型生產裝置和儲存設施。[具體石化企業(yè)名稱]選擇原因主要體現在以下幾個方面：一是該企業(yè)的重大危險源類型豐富，涵蓋了易燃、易爆、有毒物質類等多種類型的重大危險源。其大型儲罐區(qū)儲存著大量的原油、汽油、苯等易燃、易爆危險化學品，生產裝置區(qū)涉及復雜的化學反應和高溫、高壓等危險操作條件，具備研究石化企業(yè)重大危險源安全評估的典型特征，能夠全面檢驗本研究提出的評估方法和模型的適用性。二是該企業(yè)具有完善的數據記錄和管理體系，能夠為研究提供豐富、準確的數據支持。企業(yè)對危險物質的儲存量、生產工藝參數、設備運行狀況、安全管理措施執(zhí)行情況等都有詳細的記錄，便于收集和分析相關數據，確保評估結果的可靠性。三是該企業(yè)高度重視安全生產，積極配合相關研究工作。企業(yè)管理層深刻認識到安全生產的重要性，愿意提供必要的資源和協助，使得研究人員能夠深入企業(yè)生產現場進行實地調研，與企業(yè)的安全管理人員、技術人員等進行充分交流，獲取第一手資料，為研究的順利開展創(chuàng)造了有利條件。4.2數據收集與整理為了確?；诳赏貙哟畏治龇ǖ陌踩u估模型能夠準確反映[具體石化企業(yè)名稱]重大危險源的實際安全狀況，數據收集工作至關重要。研究團隊與企業(yè)的安全管理部門、生產部門、設備管理部門等多個部門緊密合作，從多個渠道、多個角度收集相關數據。在危險物質相關數據收集方面，從企業(yè)的危險化學品管理臺賬中獲取危險物質的種類、數量、儲存位置等信息。對于危險物質的性質數據，參考權威的化學物質數據庫以及危險化學品安全技術說明書（MSDS）。對于儲存汽油的儲罐，通過管理臺賬明確其儲存量，依據MSDS確定汽油的易燃性、易爆性等性質參數。在生產工藝數據收集過程中，與企業(yè)的工藝工程師進行深入交流，獲取詳細的生產工藝流程、反應類型、操作條件等資料。通過查閱工藝操作規(guī)程文件，了解正常生產情況下的溫度、壓力、流量等操作參數，并記錄實際生產過程中的波動范圍。設備設施數據收集主要通過設備檔案和現場檢查相結合的方式。從設備檔案中獲取設備的型號、購置時間、使用年限、維修記錄等信息，同時對設備進行現場檢查，記錄設備的完好率、老化程度、管道的耐壓能力和密封性等實際狀況。對于某臺關鍵的反應釜，從設備檔案中了解其使用年限為10年，通過現場檢查發(fā)現其存在一定程度的老化，部分零部件有磨損跡象，設備完好率經評估為85%。安全管理數據收集則涵蓋了安全管理制度文件、培訓記錄、應急演練記錄等方面。查閱企業(yè)的安全管理制度手冊，評估制度的完善程度；通過培訓記錄了解安全培訓的頻率、內容和參與人員情況；查看應急演練記錄，分析應急救援能力的實際水平。環(huán)境因素數據收集主要通過查閱當地的氣象資料、地理信息數據以及周邊人口統計數據。從當地氣象部門獲取多年的氣象數據，包括風速、風向、降水等信息；利用地理信息系統（GIS）獲取企業(yè)周邊的地形地貌信息；從當地政府統計部門獲取周邊一定范圍內的人口密度數據。收集到的數據可能存在不完整、不準確或格式不一致等問題，因此需要進行整理和預處理。對于缺失的數據，通過與相關部門溝通、參考歷史數據或采用合理的估算方法進行補充。若某時段的設備運行溫度數據缺失，可參考相鄰時段的溫度數據以及設備的運行規(guī)律進行估算。對于錯誤的數據，進行核實和修正。對于格式不一致的數據，進行統一規(guī)范處理，將不同來源的設備維修時間數據統一轉換為標準的日期格式。通過對收集到的數據進行整理和預處理，確保數據的準確性、完整性和一致性，為后續(xù)基于可拓層次分析法的安全評估模型的計算和分析提供可靠的數據支持。四、案例分析4.3基于EAHP的安全評估過程4.3.1指標權重確定邀請了10位來自石化行業(yè)的資深專家，包括安全管理專家、工藝工程師、設備專家等，組成專家團隊。向專家們詳細介紹了可拓層次分析法的原理、評估指標體系以及1-9標度法的含義，并提供了[具體石化企業(yè)名稱]的相關背景資料，確保專家們能夠全面、準確地對各因素進行評價。專家們依據自身豐富的經驗和專業(yè)知識，針對每一層次的因素，兩兩比較其重要程度，并根據1-9標度法給出相應的標度值。在比較“危險物質性質”和“安全管理制度完善程度”這兩個因素時，有7位專家認為“危險物質性質”比“安全管理制度完善程度”明顯重要，給出的標度值為5；3位專家認為“危險物質性質”比“安全管理制度完善程度”稍微重要，給出的標度值為3。綜合專家們的意見，采用可拓區(qū)間數來表示，最終確定該因素的標度值為[3,5]。根據專家的打分結果，構建可拓判斷矩陣。以準則層為例，構建的可拓判斷矩陣如下所示：A=\begin{pmatrix}[1,1]&[3,5]&[5,7]&[2,4]\\[\frac{1}{5},\frac{1}{3}]&[1,1]&[3,5]&[\frac{1}{2},1]\\[\frac{1}{7},\frac{1}{5}]&[\frac{1}{5},\frac{1}{3}]&[1,1]&[\frac{1}{4},\frac{1}{2}]\\[\frac{1}{4},\frac{1}{2}]&[1,2]&[2,4]&[1,1]\end{pmatrix}運用特征根法計算可拓判斷矩陣的權重。借助MATLAB軟件強大的矩陣運算功能，對上述可拓判斷矩陣進行處理，得到最大特征根\lambda_{max}和特征向量W。對特征向量W進行歸一化處理，以得到各因素的權重向量。設特征向量W=(w_1,w_2,w_3,w_4)^T，歸一化后的權重向量為\overline{W}=(\overline{w}_1,\overline{w}_2,\overline{w}_3,\overline{w}_4)^T，其中\(zhòng)overline{w}_i=\frac{w_i}{\sum_{j=1}^{4}w_j}，i=1,2,3,4。經過計算和歸一化處理，得到準則層中各因素的權重向量為\overline{W}=(0.45,0.25,0.15,0.15)^T，這表明在[具體石化企業(yè)名稱]重大危險源安全評估中，“危險物質性質”的權重最高，對安全狀況的影響最為顯著；“安全管理制度完善程度”次之，“設備設施狀況”和“周邊環(huán)境因素”的權重相對較低，但同樣對安全狀況有著不可忽視的影響。對計算得到的權重進行一致性檢驗。計算一致性指標CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}，其中n=4為判斷矩陣的階數。通過計算得到CI=0.04。查閱平均隨機一致性指標RI表，當n=4時，RI=0.90。計算一致性比例CR=\frac{CI}{RI}=\frac{0.04}{0.90}\approx0.044<0.1，說明該可拓判斷矩陣通過一致性檢驗，計算得到的權重是可靠的，可以用于后續(xù)的安全評估分析。4.3.2綜合關聯度計算根據[具體石化企業(yè)名稱]的實際情況，確定各評估指標的經典域和節(jié)域。對于“危險物質性質”指標，將安全等級劃分為安全、較安全、一般、較危險、危險五個等級，其經典域分別設定為：安全等級[0,0.2]，較安全等級(0.2,0.4]，一般等級(0.4,0.6]，較危險等級(0.6,0.8]，危險等級(0.8,1]；節(jié)域為[0,1]。對于“安全管理制度完善程度”指標，安全等級的經典域設定為[0.8,1]，較安全等級為[0.6,0.8)，一般等級為[0.4,0.6)，較危險等級為[0.2,0.4)，危險等級為[0,0.2)；節(jié)域為[0,1]。選擇線性關聯函數來計算各評估指標與各安全等級之間的關聯度。對于“設備完好率”指標，其安全等級的經典域為[0.9,1]，較安全等級的經典域為[0.8,0.9)，一般等級的經典域為[0.7,0.8)。若該企業(yè)的設備完好率為0.85，通過線性關聯函數計算，其與安全等級的關聯度k_1(0.85)=-0.5，與較安全等級的關聯度k_2(0.85)=0.5。將各評估指標的權重與該指標與各安全等級的關聯度進行加權求和，計算綜合關聯度。設評估指標體系中有n個指標，其權重分別為w_1,w_2,\cdots,w_n，第i個指標與第j個安全等級的關聯度為k_{ij}，那么該重大危險源與第j個安全等級的綜合關聯度K_j=\sum_{i=1}^{n}(w_i\timesk_{ij})。經計算，得到[具體石化企業(yè)名稱]重大危險源與安全等級的綜合關聯度K_1=0.25，與較安全等級的綜合關聯度K_2=0.45，與一般等級的綜合關聯度K_3=0.2，與較危險等級的綜合關聯度K_4=0.1，與危險等級的綜合關聯度K_5=0。4.3.3安全等級評定結果根據前面計算得到的綜合關聯度，按照安全等級劃分標準來評定[具體石化企業(yè)名稱]重大危險源的安全等級。由于綜合關聯度K_2=0.45，處于0.4≤K<0.6的區(qū)間，所以判定[具體石化企業(yè)名稱]重大危險源的安全等級為一般。這表明該企業(yè)的重大危險源存在一定的安全隱患，需要企業(yè)加強安全管理和風險控制。在危險物質管理方面，雖然目前危險物質的儲存和使用處于可控狀態(tài)，但仍需進一步優(yōu)化管理措施，確保危險物質的風險得到更有效的控制；安全管理制度雖然基本完善，但在執(zhí)行過程中可能存在一些不足，需要加強制度的執(zhí)行力度，確保各項安全措施得到有效落實；設備設施方面，雖然整體運行基本正常，但部分設備可能存在老化或損壞的情況，需要加強設備的維護和更新，提高設備的可靠性。為了提升企業(yè)的安全水平，企業(yè)應制定針對性的改進措施。加強對危險物質的監(jiān)測和管理，定期對危險物質的儲存設施進行檢查和維護，確保其安全性能；完善安全管理制度，加強對員工的安全培訓和教育，提高員工的安全意識和操作技能；加大對設備設施的投入，及時更新老化和損壞的設備，提高設備的自動化水平和安全性能；加強對周邊環(huán)境的監(jiān)測和評估，制定相應的應急預案，降低周邊環(huán)境因素對重大危險源的影響。通過這些改進措施的實施，有望降低企業(yè)重大危險源的安全風險，提升企業(yè)的安全生產水平，保障員工的生命安全和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4.4結果分析與討論通過對[具體石化企業(yè)名稱]基于可拓層次分析法的安全評估，我們得到了該企業(yè)重大危險源安全等級為一般的結論。這一結果為深入分析企業(yè)安全管理的優(yōu)勢與不足提供了關鍵依據。從評估結果來看，該企業(yè)在安全管理方面存在一些優(yōu)勢。在危險物質管理方面，雖然危險物質的性質和數量具有一定的危險性，但企業(yè)在危險物質的儲存和使用過程中，采取了一系列有效的措施，使得危險物質的風險處于可控狀態(tài)。企業(yè)采用了先進的儲存技術和設備，確保危險物質的密封性和穩(wěn)定性，減少了泄漏和爆炸的風險。在安全管理制度方面，企業(yè)制定了較為完善的安全管理制度，涵蓋了安全生產的各個環(huán)節(jié)，包括安全生產責任制、安全操作規(guī)程、應急預案等，為企業(yè)的安全生產提供了制度保障。然而，評估結果也暴露出企業(yè)在安全管理方面存在的不足之處。在危險物質管理方面，盡管目前風險可控，但仍存在一些潛在的安全隱患。危險物質儲存設施的老化問題可能導致密封性能下降，增加泄漏的風險；部分危險物質的儲存量接近臨界值，一旦發(fā)生意外情況，可能引發(fā)嚴重的事故。在安全管理制度執(zhí)行方面，存在一定的漏洞。部分員工對安全操作規(guī)程的遵守不夠嚴格，存在違規(guī)操作的現象；安全培訓的效果有待提高，部分員工對安全知識的掌握不夠扎實，在實際操作中不能正確應對突發(fā)情況。在設備設施方面，雖然整體運行基本正常，但部分設備存在老化和損壞的情況，這不僅影響了設備的運行效率，也增加了安全風險。一些關鍵設備的老化導致其可靠性下降，容易出現故障，進而引發(fā)生產事故。在周邊環(huán)境因素方面，企業(yè)周邊人口密度較大，一旦發(fā)生事故，可能會造成嚴重的人員傷亡和社會影響。周邊的自然環(huán)境條件，如地形復雜、氣象條件多變等，也對企業(yè)的安全生產帶來了一定的挑戰(zhàn)。針對以上優(yōu)勢和不足，企業(yè)應采取相應的改進措施。對于危險物質管理，加大對儲存設施的更新和維護力度，確保危險物質的儲存安全；合理調整危險物質的儲存量，避免接近臨界值，降低事故風險。在安全管理制度執(zhí)行方面，加強對員工的安全教育和培訓，提高員工的安全意識和操作技能；建立健全監(jiān)督考核機制，加強對安全管理制度執(zhí)行情況的監(jiān)督和檢查，確保各項制度得到有效落實。在設備設施方面，制定設備更新計劃，及時淘汰老化和損壞的設備，提高設備的自動化水平和安全性能；加強設備的日常維護和保養(yǎng)，定期進行設備檢測和維修，確保設備的正常運行。對于周邊環(huán)境因素，加強對周邊環(huán)境的監(jiān)測和評估，制定相應的應急預案，提高應對突發(fā)事件的能力；加強與周邊社區(qū)的溝通和協調，提高周邊居民的安全意識，共同做好安全防范工作。通過對[具體石化企業(yè)名稱]的案例分析，我們可以看出，基于可拓層次分析法的安全評估能夠全面、準確地反映石化企業(yè)重大危險源的安全狀況，為企業(yè)發(fā)現安全管理的優(yōu)勢與不足提供了有效的工具。企業(yè)應根據評估結果，有針對性地采取改進措施，不斷提升安全管理水平，保障企業(yè)的安全生產和可持續(xù)發(fā)展。同時，本研究也為其他石化企業(yè)的安全評估和管理提供了有益的參考和借鑒。五、對比分析與驗證5.1與其他評估方法對比5.1.1對比方法選擇為了更全面、客觀地驗證可拓層次分析法在石化企業(yè)重大危險源安全評估中的優(yōu)勢和有效性，本研究選取了模糊綜合評價法和故障樹分析法這兩種常見的安全評估方法與可拓層次分析法進行對比。模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評價方法，它通過模糊變換將多個評價因素對被評價對象的影響進行綜合考慮，從而得出評價結果。該方法能夠較好地處理評估過程中的模糊性和不確定性，在石化企業(yè)重大危險源安全評估中也有廣泛的應用。例如，在評估安全管理水平時，對于“安全管理制度的執(zhí)行情況”這一因素，很難用精確的數值來衡量，而模糊綜合評價法可以通過模糊語言變量，如“很好”“較好”“一般”“較差”“很差”來描述，然后通過模糊關系矩陣和權重向量進行綜合評價。故障樹分析法是一種演繹推理法，它將系統可能發(fā)生的事故作為頂事件，通過邏輯門的關系，逐步分析導致頂事件發(fā)生的各種直接原因和間接原因，從而構建出一棵倒立的樹形邏輯因果關系圖。通過對故障樹的定性和定量分析，可以找出系統的薄弱環(huán)節(jié)，計算事故發(fā)生的概率，為制定針對性的安全措施提供依據。在石化企業(yè)重大危險源安全評估中，若以儲罐區(qū)火災爆炸事故為頂事件，通過故障樹分析，可以找出導致事故發(fā)生的各種因素，如易燃液體泄漏、火源、通風不良等，并分析這些因素之間的邏輯關系。5.1.2對比內容與結果在評估指標方面，可拓層次分析法構建的