基于模糊数学的化工园区应急管理评价

张群杰，应海源

（杭州安全生产科学技术有限公司，中国 杭州 310007）

近些年我国东部沿海化工园区发展迅速，园区内危险化学品种类繁多、数量大，重大危险源众多且分布相对集中，存在很大的安全事故风险。为降低化工园区系统安全风险，各地相继开展了化工园区区域风险评价工作的尝试，其中应急管理评价是化工园区区域风险评价的重要单元。

本文利用模糊数学理论，对选定的化工园区的应急管理进行评价，评判化工园区的应急管理水平等级，找出应急管理系统的不足和漏洞，对如何改善应急管理水平提出对策和针对性的改进建议。

1 模型的建立及指标体系的确定

1.1 建立数学模型

模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后利用模糊变换原理对各指标综合。

模糊综合评价是由最底层开始逐层向上做出多层多次综合评价，一直到目标层的评价结果，需针对准则层和目标层进行二次综合评价［1］。其基本步骤［2］如下：

1）建立评价指标集：A=｛A1，A2，……Ai｝；其中Ai= ｛Ai1，Ai2，……Aij｝。

2）确定权重集：各指标对Ai的影响大小，即权重分配为 Bi=｛Wi1，Wi2，……Wij｝；以此类推，Ai对 A 的权重集为 D= ｛W1，W2，……Wi｝。

3）选择评语集：根据评价对象的特点，建立适合的评语组成评价等级。 即 V=｛V1，V2，……VK｝。

4）建立指标评价矩阵：由专家判断任一指标Ai所属的等级。然后统计每一指标隶属于V各等级的频数。各频数与专家总数比例作为各指标的隶属度，可建立评价矩阵R。

5）各子目标Ai的综合评价向量Ai=BiRi，形成各子目标评价矩阵 Ai=｛C1，C2，……Cj｝。

6）各总目标评价向量A：A=DB，根据最大隶属度原则，确定化工园区应急管理水平等级。

1.2 化工园区应急管理能力体系的创建

1）评价指标体系的确定

根据化工园区的特点，应急管理评价指标体系是化学工业园区应急管理评价技术研究首先要解决的问题，也是政府和企业进行应急管理的重要依据。

化工园区应急管理包括很多方面，是一个由多种因素构成的多层次复杂系统。根据化工园区应急管理系统的特点，从事前、事中、事后应对各类突发事件全过程进行考虑，将化工园区应急管理能力分为三个层次：第一层次为化工园区应急管理水平；第二层次为风险防控、应急准备、应急响应、应急恢复、资源保障等5个子系统，设定为一级评价指标，即 A=｛A1，A2，A3，A4，A5｝=｛风险防控，应急准备，应急响应，应急恢复，资源保障｝；第三层次为二级评价指标，包括危害识别、风险评价、风险控制、预测预警等19个。具体见图1。

图1 化工园区应急管理评价指标体系

2）各指标的权重分配

化工园区兼具城市、企业应急管理特点，但又具有介于两者之间的特殊性。化工园区应急管理的核心和关键在于风险防控与应急准备［3］；而对于化工园区应急管理而言，风险防控重在风险控制，应急准备在于应急预案、应急演练的准备，响应和恢复则主要体现在消防抢险和善后处理上，资源保障主要在于物质保障和应急平台上。

根据各指标在化工园区应急管理中的作用，通过专家打分或问卷调查统计的方法来确定本次评价指标体系的权重集，即

一级评价指标的权重，即

二级评价指标的权重如下：

3）模糊函数关系的构建

（1）一级模糊综合评价

一级模糊综合评价是对一级指标因素的综合评价，通过专家打分，得到对A层10个一级要素的评判矩阵 Ri｛i＝1，2，……，i｝，将所得 Ri与 Bi进行模糊矩阵运算。公式为

（2）二级模糊综合评价

通过一级模糊综合评价，得到二级评判矩阵R＝（A1，A2，……Ai），将所得 R 与第一层次的权重进行模糊矩阵运算，得到目标A对于评价集的评价值A为

最后，用最终所得的评价结果来判断化工园区应急管理能力的等级。

4）评语等级的确定

在计算各指标的权重后，为了得到应急能力评价结果，本文采用分值法，即利用专家或统计结果对各因素的情况进行打分。等级的分值范围［4］见表1。

表1 评语及等级说明

2 应用实例

现组织10位专家按照某化工园区应急管理体系的5个一级指标和19个二级指标，分别对指标的权重（百分比）和该化工园区应急管理体系建立和运行情况（百分制）进行打分，然后对每个指标的10个得分求得一级指标和二级指标的等级权重集。表2为各指标权重和专家打分组成的模糊层次综合评价汇总。

表2 专家打分情况汇总

将专家打分数据计算权重按评语范围进行归一化处理后，代入建立的模型中，计算各级模拟综合评价值，即：

同理，经计算得出

利用一级模糊评价的结果，运用模型建立二级模糊综合评价，即

评价结果表明，专家组认为该化工园区应急管理水平是 “完全有能力”占5.7%，“非常有能力”占39.1%，“较有能力”占48.1%，“稍有能力”占7.1%。如果以评语等级中间值进行赋值计算，则该化工园区应急管理水平的总得分为

由上述计算可知，对照表1的评价分级标准可得该化工园区应急管理能力为 “较有能力”，属于AA级。

以此类推，计算得出风险防控、应急准备、应急响应、应急恢复、资源保障等要素得分分别为80.86、80.24、81.11、74.69、77.84。 由于应急恢复和资源保障的得分相对较低，建议作为改善化工园区应急管理水平的突破口。

3 结论

（1）本文通过建立化工园区应急管理水平评价指标体系，运用模糊综合评价法从风险防控、应急准备、应急响应、应急恢复、资源保障等状况进行评价，并针对评价结果进行分析，对如何改进化工园区应急管理水平提出解决的思路。

（2）通过实例分析可知，模糊数学综合评价方法应用到化工园区应急管理水平评价上是可行的。

（3）经过专家打分得出指标的权重以及相对程度的判定关系，不能完全准确反映化工园区应急管理真实情况，如何能让结果更符合实际，评价结果真实、可信，还需对各指标体系、专家打分体系进一步细化研究。

［1］杨伦标，高英仪.模糊数学原理及应用 ［M］.广州：华南理工大学出版社，2000：46-48.

［2］李树清，谢正文，王鹏飞.石化生产装置安全现状模糊综合评价方法研究 ［J］.中国安全科学学报，2007，17（1）：121-125.

［3］曾明荣，吴宗之，魏利军，等.化工园区应急管理模式研究 ［J］.中国安全科学学报， 2009， 19（2）：172-176.

［4］中国安科院危险化学品研究所.化学工业区应急能力评估技术应用［J］.劳动保护，2011，（12） ：86-88.