炼化企业防恐脆弱性评估指标体系构建及评估方法探讨

吴德松,王廷春,贺辉宗

(中国石化青岛安全工程研究院，山东青岛 266100)

近年来，随着国际政治、经济格局不断冲突变化，恐怖袭击对于企业安全运行的威胁越来越高。炼化企业作为国家的经济支柱产业，涉及人员广泛、化学品种类繁多，一旦发生事故将会造成重大伤亡以及财产损失，极易成为暴力恐怖活动的重点袭击对象。

9·11事件以后，防恐脆弱性及相关风险评估成为了国内外学者研究的热点[1-13]。美国石油协会发布了“石油和石化工业安全脆弱性评估方法”，提出从袭击者发动袭击事件的概率(可能性L)、袭击者利用资产本身缺陷成功引发事故的概率(脆弱性V)以及袭击事件发生后的后果严重程度(后果C)3个方面评估防恐风险等级，该方法在石油和石化行业得到了普遍的认可和推广[7]。美国司法部提出了一种化工装置脆弱性评估方法[13]。安聪等根据脆弱性理论，在API发布方法的基础上，简化了公共安全各环节评估流程，提出了以脆弱性角度半定量评估石化企业公共安全风险的基本方法[9]。分析发现，上述方法多侧重于脆弱性评估流程的提出和基础评估手段的建立，但对于具体场景下脆弱性指标的设立、选取等方面尚待进一步深入探索。

因此，本文旨在以美国石油协会发布的石化行业脆弱性评估方法[7]为基础，结合国内企业实际，提出炼化企业防恐脆弱性评估指标的选取与构建思路，建立评估指标体系，并采用模糊层次分析法进行企业防恐脆弱性的半定量化评估，以期为企业防恐风险评估方法的探究与应用提供基础。

1 炼化企业防恐脆弱性评估指标体系研究

1.1 炼化企业防恐脆弱性定义

在已有研究[7-13]中，对于企业脆弱性的定义有几种不同理解。API发布的评估方法中，将石化企业脆弱性定义为“可被威胁方利用、在未被授权的情况下获取并随后破坏和窃取资产的弱点”；安聪等则提出“石化行业资产脆弱性是指在外部因素干扰下由于资产本身不利因子以及缺乏对应能力使其易遭受损失或使其功能发生改变的一种内部属性”；谭朝阳认为“脆弱性是化工企业或园区的内在固有特征，由企业内部不同承灾体的性质所决定”。

综合上述研究结果与炼化企业特点，笔者认为炼化企业的防恐脆弱性是指企业内已有资产在外部威胁下，由于自身或外在所涉及的管理、能力、环境等因素而致使资产可能受到破坏或窃取的一种状态，其对于企业或资产受破坏的可能性与严重程度有决定性影响。因此，炼化企业防恐脆弱性评估可从资产受灾影响因素、受袭击中各方已具备抵抗能力、受袭反应机制等因素出发[9]，而其中具体指标设定，应当从其所涉及的内外在因素(包括人、物、管理、环境等)进行考虑。

1.2 脆弱性评估指标设计

采用较为常用的两层指标体系设计方式。第一层为目标层，通过调研相关区域脆弱性评估研究成果[10、11]，选用易损性、敏感性和承灾能力作为目标评估指标。此外，应急能力建设情况既是衡量炼化企业应对突发事件的关键，也是API提供的安全脆弱性评估方法中关注重点，因此，增设“应急能力”指标，以综合反映企业防恐脆弱性情况。

指标体系第二层为指标层，主要针对目标层的4项一级指标，提出具体评估的二级指标。调研发现，API、CCPS、美国国家司法局等机构提供的评估指南[7-13]中并未明确提出脆弱性评估指标的具体内容，且由于资料涉密，国内外相关恐怖袭击事故案例较难获取。因此，主要通过参考文献研究法与专家讨论法提出二级评估指标。

易损性B1指资产周边情况使其在袭击下受到损失的难易程度。结合相关区域脆弱性评估研究成果[10]发现，资产易损性主要受其布局、位置、结构性脆弱、暴露程度以及社会稳定程度等因素影响。同时，文献[7]中提出，在石化企业安保脆弱性评估中，设备及周边环境比例图、周边社区最坏情况下的详细区域图、基础设施物理定位图等为推荐获取的数据信息。故选定资产布局C1、资产暴露情况C3、周边社区稳定程度C4三项指标。此外，通过专家访谈发现，对于炼化企业而言，区域脆弱性评估中较常用到的结构性脆弱指标并不适用于此，反之则是资产的周界监控与预警设施的完备程度是企业资产防护的重要环节，因此，增设周界监控与预警设施指标C2。

敏感性B2为资产本身特性决定遭受袭击下受损的难易程度[9]。对于炼化企业而言，某项资产的相关人员、物料危险性、管理状态是反映该资产受损难易程度的有效指标[11]，同时文献[7]中对于恐怖袭击的目标定义为：盗窃/转移原料、恶意泄漏危化品、危化品造成污染或蓄意破坏系统、导致资产或基础设施或工业遭受破坏，即受破坏后对周边环境的恢复能力的影响也是评估资产受损难易的关键特性。因此设定以下4项指标评估用于评估企业敏感性，包括资产内人员安全意识C5、物料性质与危险程度C6、周边生态影响与恢复能力C7、企业风险监管体系C8。

承灾能力B3旨在反映企业不同类型资产面临袭击的承受能力[11]，即主要反映物防过程存在漏洞情况。文献[7]中提出的物防系统主要包含物保系统(周边屏障、建筑屏障、入口检测、警卫队等)以及过程安全系统(硬化过程、应急响应、化学探测、火灾探测、火灾扑救等)。但上述指标在国内使用存在一定理解困难，且存在部分不适用。因此，将“周边屏障”、“建筑屏障”合并为“安全屏障设置”；“警卫队”增扩为“安全防护力量配备”；“硬化过程”(Hardening Processes)旨在反映关键过程区域和设备是否设计安全并受到有效保护，在此更改为“工艺安全设计与防护”；“化学探测”则主要反映的是危险介质泄漏管理情况，而在此改为更能反映设备安全程度的“设备完好性情况”。“入口检测”则在B1中已有体现，与“周界监控与预警”这一指标可进行合并。故设定以下4项承灾能力评估指标，包括安全防护力量配备C9、工艺设计安全与防护C10、安全屏障设置C11、设备完好性C12。

应急能力B4则是旨在反映企业对袭击事故的处置和控制能力。结合专家访谈结果，设定以下5项评估指标。

炼化企业脆弱性评估指标体系架构见图1。

图1 炼化企业防恐脆弱性评估指标体系架构

2 基于模糊层次分析法(FAHP)的防恐脆弱性评估方法

根据脆弱性因素的三级特点，采用模糊层次分析法(FAHP)和模糊综合评价模型相结合的方法对防恐脆弱性进行综合评价。

2.1 建立三角模糊判断矩阵

用三角模糊数定量表示因素间的两两比较判断，比较其对于准则的重要程度，并按事前规定的标度定量化，得到三角模糊数组成的模糊判断矩阵[14]。判断矩阵中各元素的数值采用数字度量尺度，EI表示同等重要，WMI表示稍重要，SMI表示比较重要，VSMI表示相当重要，AMI表示绝对重要。数字度量尺度表如图2所示。

图2 相对重要性的语言尺度表

2.2 计算评价准则的综合重要程度值

(1)

2.3 计算评价准则的归一化权重值

设S1=(l1，m1，u1)和S2=(l2，m2，u2)是两个三角模糊数，V(S1≥S2)表示三角模糊数S1≥S2的可能程度，V(S≥S1，S2，…，Sn)表示三角模糊数S大于等于K个三角模糊数Si的可能程度，令表示一个准则Ci优于其他准则的纯测量度。

当m1≥m2时：

(2)

当m2≥m1时：

V(M2≥21)=1

(3)

d*(Ci)=V(S≥S1，S2，…，Sn)=minV(Si≥Sk)

(4)

于是可以得到所有准则的权重向量为：

W=[d′(C2，d′(C2)，…，D′(Cn)]T

(5)

经过归一化处理，可以得出每个准则的归一化权重值：

W′=[d(C1)，d(C2)，…，d(Cn)]T

(6)

2.4 多级模糊综合评价

设因素集U=(u1，u2，…，un)为一级指标，评价集V=(v1，v2，…，vn)，对应的权重集W=(w1，w2，…，wn)。一级指标集中的任一元素Ui划分子集的个数为t，于是得到二级指标因素集合Ui=(ui1，ui2，…，uit)，对应权重集为Wi=wi1，wi2，…，wit)，Ui的单因素评价矩阵记为Ri。

3 案例应用

以某炼化企业为例，对其筛选后的关键资产进行归类整理，分为8大类，分别是：行政大楼、中控室、原油罐区、加氢处理系统、氯罐、汽电共生系统和控制室、码头和从公共设施通往炼油厂的电力供应。

选取原油罐区，对脆弱性评估进行详细说明。

3.1 确定评价对象集

确定评价对象集P={原油罐区防恐脆弱性评估}。

3.2 确定评价集

确定评价集V=(v1，v2，…，vn)。评价分为5个等级，采用满分10分制，如表1所示[11]。

表1 脆弱性等级分值和描述

3.3 构造因素集

构造因素集U=(u1，u2，…，un)=(易损性，敏感性，承灾能力，应急能力)。

3.4 计算一级指标权重和二级指标权重集

根据数字度量尺度，进行两两比较得到一级指标对总目标的模糊判断矩阵，如表2所示。

表2 评价准则模糊判断矩阵B

根据式(1)，计算每个一级指标准则的综合重要程度Si。

(0.203,0.346,0.556)

(0.158，0.268，0.448)

(0.135，0.221，0.373)

(0.108,0.164,0.274)

根据式(2)～式(5)，可得：d′(B1)=min[V(SB1≥SB2，SB3，SB4)]=1；d′(B2)=min[V(SB2≥SB1，SB3，SB4)]=0.76；d′(B3)=min[V(SB3≥SB1，SB2，SB4)]=0.577；d′(B4)=min[V(SB4≥SB1，SB2，SB3)]=0.279。经归一化处理得：W′=(0.382,0.291,0.220,0.107)，同理，可求各二级指标相对于一级指标的权重值(见表3)。

3.5 建立单因素评价矩阵

根据评价原油罐区的情况及查阅的相关资料，结合专家意见对各二级指标打分，评分结果如表3所示。

表3 脆弱性评价指标权重及模糊隶属度

3.6 模糊综合评价

同理计算，可得4个一级指标对应各个评价等级的隶属度。利用一级模糊评价的结果，进行二级模糊综合评价：

(0.198,0.336,0.273,0.148,0.045)

可见，各评价指标得分比较接近，且大多数指标属于良好或一般等级。敏感性和承灾能力两个一级指标对“差”等级的隶属度高，这表明这两项是影响原油罐区脆弱性的主要限制因素。

根据原油罐区脆弱性现状对应各评价等级的隶属度和各个评价等级的取值，加权计算脆弱性现状的综合评价结果，即V=0.198×10+0.336×8.5+0.273×7.0+0.148×5.0+0.045×1.0=7.532。根据表1，可以判断该原油罐区的脆弱性状况属于“一般”等级，仍需要进一步改进。

3.7 炼化企业脆弱性评估结果分析

采用上述方法对其他关键资产进行脆弱性评估，最终结果见表4。

表4 关键资产脆弱性值

从表4中可以看出，该炼化企业加氢处理系统、原油罐区、氯罐以及码头的脆弱性等级为“一般”，而汽电共生系统和控制室、中控室、行政大楼和电力供应则脆弱性等级为“低”。分析认为，加氢处理系统、原油罐区、氯罐以及码头均涉及易燃易爆或有毒介质，一旦遭受恐怖袭击，或引发火灾爆炸，或引发大范围水体污染，目前尽管有部分防护措施，但从评估结果看，其防护结果尚无法满足防恐需求，应增设系统化的安保策略，并提高防护措施有效性；汽电共生系统和控制室、中控室、行政大楼和电力供应对炼厂运行至关重要，但一般处于厂内核心区域或设施进出防护、检查措施较为完善，从评估结果看，目前已有有效的控制措施，但仍存在可被威胁方利用的弱点，需在日常管理中加以关注。

4 结论

a)建立了炼化企业防恐脆弱性评估指标体系，并基于模糊层次分析法进行了实例计算，为企业防恐脆弱性评估提供了可操作的方法与应用依据，下一步需继续针对指标体系的设置做进一步的论证研究。

b)案例评估结果表明，该炼化企业加氢处理系统、原油罐区、氯罐以及码头的脆弱性等级为“一般”，需增设系统化的安保策略，并提高防护措施有效性；而汽电共生系统和控制室、中控室、行政大楼和电力供应则脆弱性等级为“低”，需保持已有控制措施，并在日常管理中加以关注。

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