重特大事故风险评价模型的研究

杨 涛，许亚平

（1.中国安全生产科学研究院，北京100012；2.河北联合大学管理学院，河北 唐山063000）

进入21世纪以来，随着现代科技的高速发展，重大事故所造成的巨大的经济损失和负面社会影响，已经成为全球关注的重点。根据国际劳工组织的统计，每年160万人因工染病，工作中的致死或非致死性的事故每年发生270万例，所导致的经济损失相当于每年世界生产总值的4%[1]。在我国，根据国家安全生产监督管理局的统计，2011年全国发生各类事故347728起，死亡人数75572人，其中平均五天就要发生一起重大以上的事故，每年的经济损失相当于两个三峡工程[2]。图1为2002～2001年我国安全生产事故统计图。

由图1可以看出，我国安全生产工作虽然取得了积极进展和明显成效，但事故总量仍然较大，安全生产形势依然严峻。事故发生后的处理固然重要，但如果能对可能发生的事故风险进行提前预防，将会起到事倍功半的效果。因此，建立事故风险评价模型非常有必要。

1 风险评价模型的建立思路

对重特大事故评价其风险性要同时考虑两个方面，即事故造成的损失大小以及造成损失的难易程度。其中损失发生的难易性用其发生的概率大小来描述[3]。针对不同的评价对象、事故类型和事故模式，具体的事故风险评价方法也会不同。研究选用模糊综合评价法来对发生重特大事故的风险进行评价。

图1 我国2002～2011年事故统计图

2 重特大事故风险评价模型的建立

2.1 评价指标的选取

首先采用分组分析法和频数分析法对我国2005年以来发生的70个重特大事故进行分析，确认导致我国重特大事故发生的危险因素概括为管理、物、人和环境四方面的影响[4]。对其中主观指标采用专家打分法，客观指标采用层次分析法，然后进行两方面结合确认各层次指标权重。事故致因要素指标如图2所示。

图2 事故发生的可能性指标图

一般的事故评价只评价其带来的人员伤亡、财产损失等，但对于重特大事故发生的后果不但要考虑事故造成的损失，还要考虑事故造成的社会影响。这种不可忽视的社会影响性，是重特大事故评价的主要特征[5]。重特大事故的社会影响指标的设置，要能够全面反映系统对社会政治、安全、人口、发展等方面的效益和影响[6]，研究把社会影响归为四种基本影响，即对社会政治稳定的影响，对人口生命的影响，对基础设施的影响，对居民生活的影响等。事故后果指标因素见图3。

图3 事故后果指标图

2.2 风险评价模型

以上面确立的重特大事故的风险评价的三级指标体系为基础，依据模糊数学的基本原理，建立重特大事故风险评价模型

其中：B代表事故风险模糊评价结果；A代表事故发生的可能性与事故造成的后果相对总的风险评价所占指标权重；R代表事故发生可能性与事故造成的后果模糊评价的矩阵（其中r1n代表事故发生可能性；r2n代表事故造成的后果）[7]。

2.3 风险等级的确定

把事故风险的评价结果B值进行风险等级分析

式中，C为事故风险评价分值；ST为事故风险等级分值表。

其中，研究参照了作业条件危险性评价法危险性等级划分标准，将重特大事故风险分为5级[8]（表1）。

表1 重特大事故风险等级分表

由于风险等级的划分主要是依靠的是相关专家多年的经验给出，所以在评价时可以采用头脑风暴法尽量多征求多方意见，减少主观性对风险等级判断的影响。

3 模型验证

为了验证提出的模型，研究选取了唐山某煤化工有限公司厂区作为重特大事故评价的实例。

该煤化工厂是唐山市重点煤化工项目，也是首钢迁钢重要的配套项目，主要产品有冶金焦、焦丁、焦末、除尘灰、粗苯、焦油、硫铵、煤气等。拥有6座55孔JN60-82型焦炉，焦炉煤气发生量为158000m3／h，设计年产焦炭330万t；年产焦油15万t、粗苯4.3万t、硫氨3.7万t。生产工艺采用先进的干法熄焦技术，3座140t／h干熄焦，2台15MW和1台20MW抽汽式汽轮发电机组。煤化工企业的生产工艺条件苛刻，除高温高压等基本要求，在生产过程中易燃易爆易中毒腐蚀的物质多，高温露天操作烟气粉尘多，生产设备布置密集，危险物质存量大等特点都决定了该企业危险因素的聚集性。

3.1 危险因素辨识

1）火灾、爆炸：储存物料如煤、焦油的自燃，粉尘爆炸，煤气事故，干熄焦余热锅炉爆炸，另外自然灾害中地震和雷电，也可能引起火灾、爆炸事故。

2）机械伤害：焦炉高空坠落、烧烫伤，运动机械伤害，触电、化学灼伤、噪声等。

3）中毒：除煤气、焦油成品油、工业甲酚、苯等物料中毒，还有粉尘中毒，炼焦过程中一氧化碳和熄焦过程中惰性气体中毒。

4）外泄事故：煤气外泄和苯胺泄露等有毒气体或液体泄漏。

3.2 事故后果分析

通过对危险因素的辨识，确认该煤化工厂的事故后果主要为喷射火灾、蒸汽云爆炸、泄露三种情况。由于该煤化工厂区危险源较多，危险性较高，火灾、爆炸和有毒物料的外泄将对企业所在空气和水环境造成比较大的负面影响，使得社会风险有部分处于不可容许区域，尤其是重大事故的发生可能性偏大，超出了社会风险的的容许标准。

3.3 评价指标的确定

根据煤化工厂的危险因素辨识结果，确立3级指标评价体系，组织15名安全专家进行问卷调查统计意见，计算得出最后权重。

同时，对事故造成的后果建立综合评价的评语集（表2），采用头脑风暴法，向专家征集指标的隶属于评语的程度，即隶属度[9]，用Ri表示，并依据模糊评价表[10]（表3）建立单因素评判矩阵。

对于事故发生的可能性

归一化处理

Fp＝Cp×ST

（Fp：事故发生的可能性）

对于造成的后果

归一化处理

参照表1给出的风险等级分类，可知该煤化工厂区的重特大事故风险等级为高度危险级。

表2 事故造成的后果评语集

表3 煤化工厂模糊评价表