基于SCL—FCE模型的加油站的安全评价及应用

　　摘要：加油站储存有大量的易燃、易爆的油类燃料，是城市中的重大危险源，一旦泄露，就可能发生火灾、爆炸等事故，其后果相当严重，因此对加油站的安全评价具有现实而又重要的意义。本文鉴于加油站的特点，提出以安全检查表（SCL）和模糊综合评价（FCE）为手段，建立一种新的加油站安全评价模型。首先利用安全检查表分析、找出存在的危险有害因素从而构成安全评价指标体系，同时对每个因素进行评分，然后利用层次分析法计算指标权重，再次通过模糊评判方法计算出加油站隶属于各个安全等级的评价结果矩阵，最后得出加油站的安全等级。实践证明该方法符合加油站系统的特点，有较强的实用性。

　　关键字：加油站 安全检查表  模糊数学  层次分析法  模糊综合评价   安全评价

　　0引言

　　随着社会的进步和汽车工业的迅速发展，加油站的规模不断扩大，据统计全国加油站的数量超过了10万。由于加油站储存大量的易燃、易爆的油类燃料，可能给加油站工作人员、用户、周围的人群以及环境造成一定程度上的风险和危害，成为城市中一个重大危险源。因此为了加强对加油站的安全管理和防止火灾爆炸事故的发生，对加油站进行安全评价是必要的。关于对加油站的安全评价有许多方法，例如事故树分析、F&EI分析、模糊评判分析等。但这些方法不够全面，有的是从定性角度有的是从定量角度，评价出的结果往往悖与实际情况，本文结合以上方法的优点，研究了一种新的用于加油站安全现状评价的模型：利用安全检查表和模糊数学相结合，通过安全检查表，分析系统的安全现状制定评价指标体系和根据现场专家的打分给出安全评价矩阵，同时用模糊数学的计算方法计算出各个因素的权重和模型生成，从定性和定量两个方面对加油站系统进行全面的分析和计算，最后判断加油站的安全状况。

　　1 安全检查表建立加油站安全评价指标体系

　　安全检查表分析是安全评价的一种方法，通过安全检查表能够找到发生事故的原因，通过分析原因可以查找系统的缺陷，提出加强管理的途径[1]，同时也能够让管理人员认识到事故发生的可能途径，采用安全检查表从人、物、环境、管理等方面分析，得到评价指标体系的相关因素和各自的评价得分。为下一步的模糊评判做准备。

　　1.1加油站安全检查表分析

　　根据加油站的特性，其发生事故的类型主要有泄露、火灾和爆炸。下面针对这两种模型进行安全检查表分析。

　　找出了加油站发生泄露和火灾爆炸的主要影响因素。其结果如下图1、图2。

 
 

　　1.2 加油站发生火灾、爆炸事故的相关因素分析

　　通过安全检查表对加油站系统的分析，得到了能够导致发生火灾、爆炸事故的主要原因，这样对其进行评价时，就能清楚的认识到加油站安全评价所涉及到的方面。从上图可以清楚的看出得到影响加油站安全的主要因素有：安全管理、经营储存场所及条件、消防设施、操作安全、平面布置。

　　1.3加油站安全评价体系的建立

　　通过对安全检查表结果的分析和加油站发生事故的特点，建立加油站的安全评价指标体系[2]~[3]，如下图3，同时该指标体系也是下一步进行模糊数学处理的基础。

 

　　1.4加油站评分标准

　　为了能够从定量的角度评价加油站的安全状况，分别根据评价对象指定了五张自检查表，每张以百分为满分，给出了分数和安全级别的对应关系，如表1。

 

　　2模糊评价的数学模型

　　2.1层次分析法确定权重

　　通过模糊数学的层次分析法结合加油站的安全评价指标体系确定子系统的权重值。一般步骤为[4]：

　　（1）建立优先矩阵F=（fij）m×n

 

式中，s(i)和s(j)分别表示指标fi和fj的相对重要度性程度。

　　定义  若矩阵R=（rij）m×n满足rij=rik-rjk+0.5,则称为模糊一致矩阵。

　　（2）把优先矩阵F改造为模糊一致矩阵R，方法为：

 

　　然后做行变换：

 

　　(3)指标权重计算

　　模糊一致矩阵每行元素的和（不含自身比较）

 

　　不含对角线元素的总和：

 

　　由于ni表示指标i相对于上层次目标的重要性，所以对ni归一化即可得到各项指标的权重

 

　　2.2模糊数学在安全评价中的应用

　　模糊数学综合评价模型的建立如下[5]~[9]：

　　（1） 确定系统的综合评价集合U

 

　　（2） 确立系统综合评价的评语集V：

 

　　（3） 对U集合中各因素确定因素的重要度

 

　　（4） 由U、V之间的关系得出评价矩阵B，对U中的ui做单因素评判，从因素ui来确定评语集Vj(j=1,2.,3…m)的隶属度bij这样就得到一个ui的单因素评价集Bi= ;U中所有因素的评价集为B。

　　（5） 得到系统的综合评价矩阵A

 

　　3加油站模糊评价模型

　　通过安全检查表的分析和《汽车加油站设计与施工规范》（GB50156-2002）对加油站的评价体系指标如上图3，得出其评价指标体系中五个子系统，对两层因素进行综合评判，从图3可以得到：

 

　　3.1计算权重

　　3.1.1主因素U的权重值

　　首先根据层次分析法计算出主因素U的权重值。

　　（1）建立U1~U5的优先矩阵

 

　　（2）一致性矩阵R的 构造

 

　　3.1.2子因素权重的计算

　　子因素的权重计算和主因素U的权重计算的原理一样，在此就不一一计算，通过计算得到

　　w1k=(0.75,0.25), w2k=(0.375,0.2083,0.0.2917,0.125),w3k=(0.5,0.5), w4k=(0.75,0.25), w5k=(0.75,0.25)

　　3.2根据评价指标体系建立各评价的子因素

　　U1=(u11,u12)=(管理制度，安全组织)

　　U2=(u21,u22,u23,u24)=(防静电设备，防雷电设备，防爆设备，油罐管线等)

　　U3=(u31,u32)=（固定式消防设备，移动式消防设备）

　　U4=(U41,U42)=（加油作业规程，卸油作业规程）

　　U5=(u51,u52)=（油罐安全距离，加油机安全距离）

　　3.3 各评价的子因素权重Wi分配

　　U1=(u11,u12)= (0.75,0.25)

　　U2=(u21,u22,u23,u24)= (0.375,0.2083,0.0.2917,0.125)

　　U3=(u31,u32)= (0.5,0.5)

　　U4=(U41,U42)= (0.75,0.25)

　　U5=(u51,u52)= (0.75,0.25)

　　3.4建立评价矩阵

　　建立评语集合V= (好，较好，中，较差，差)，根据安全检查表的专家评分结果，得出评价矩阵Bi。

　　3.5求各因素的评价矩阵

　　然后根据公式Ai=WiTR,求出各因素的评价矩阵Ai。

　　3.6归一化处理

　　 根据公式Ci= 对评价矩阵Ai进行归一化处理

　　3.7 建立总评价矩阵B

　　B=（A1，A2，A3，A4，A5）T

　　3.8求综合因素评价矩阵

　　由公式A=W••B求出综合因素评价矩阵

　　3.9加油站安全系统总得分

　　综合因素评价表明了系统的安全状态按五个等级评价时所得到的结果的分布,若每一项按百分制给出,通过安全检查表的应用分别对上述五个系统,并参照评分的结果,系统的最后评价总得分可表示为:

　　F=e1c1+e2c2+e3c3+e4c4+e5c5，其中ei值按照表一对照使用。

　　同时根据下表判断加油站的安全等级

 

　　4 应用实例

　　以徐州三环路上某加油站为例，通过实际计算阐明该评价模型在加油站安全评价中的应用。

　　（1）现场通过专家根据安全检查表的内容，对加油站现状进行评价，通过评价得到加油站的评价指标体系和得到了评价矩阵Bi：

 

　　（2）根据公式A=W•B，得出各个因素评价矩阵如下：

 

　　（3）得到总评价矩阵

 

　　（4）综合因素评价矩阵

 

　　可知，系统最后的总得分位于80~90区间内，对照安全等级判定表判定此加油站安全等级为“较好”。

　　5结论

　　（1）通过安全检查表分析可以分析系统存在的问题，从而能够认识到系统的缺陷，有助于系统的安全管理和提出相对应的安全措施。

　　（2）针对加油站安全评价的多因素影响性、不确定性,采用模糊数学的处理方法更能够真实、客观的反应出加油站的安全状况。

　　（3）该安全评价模型的建立，不但利用了安全检查表这种方法从定性角度分析了系统存在危险有害因素，而且对比较难于量化评价的因素指标通过模糊综合评价模型的建立从定量角度进行了计算，最后得到了评价结果，使对加油站系统的评价在主观和客观上能相对统一，这对加油站的安全管理工作和安全现状评价的客观性有重要的现实意义。

　　（4）进一步对安全评价模型分析可以发现，在利用安全检查表对系统评价分析时，由于人员的认识和经历不同，对同一问题的看法不一致，必然影响评分结果和真实状况存在一定的差异。所以在专家应根据每个加油站的不同情况,客观真实地按照编制的安全检查表公正、科学地给出评分,作为下一步工作的基础,以期望得到与实际情况较为符合的评价结果。