安全风险评估模型

4.2安全风险评估模型

⑴建立原则

参考安全系统工程学中的“5M”模型和“SHELL”模型。由于影响危化行业安全风险的因素是一个涉及多方面的因素集，且诸多指标之间各有隶属关系，从而形成了一个有机的、多层次的系统。因此，一般称评价指标为指标体系，建立一套科学、有效、准确的指标体系是安全风险评价的关键性一环。指标体系的建立应遵循以下基本原则[]：①目标性原则；②适当性原则；③可操作性原则；④独立性原则。由此辨识出危化安全风险评价的基本要素，并分析、确定其相互隶属关系，从而建立合理的安全风险评价指标体系[]。

⑵安全风险指标体系

以厂房安全风险综合评价体系为例，如下图所示。

图4.1 厂房安全风险评价指标体系

⑶建立指标评价尺度和系统评价等级

经过研究和分析，并依据相关法规、标准，给出如下指标评价尺度和系统评价等级，如表4-1和表4-2

所示。 设最低层评价指标C i 的得分为P Ci ，其累积权重为W Ci ，则系统安全分S.V.为：

∑=⋅=1

..i C C i i W P V S （4-1）

在调查分析研究的基础上，采用对不同因素两两比较的方法，即表3-1的1～9标度法，构造不同层次的判断矩阵。然后，求解出个评价指标的相对权重及累积权重。对判断矩阵的计算借助软件MATLAB ，该软件不仅具有数值计算功能，而且具有可视化功能。MATLAB 长

于数值计算，能处理大量数据，而且运算效率很高，并具有很高的符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力。

（1）一级指标（A 1-A 2-A 3-A 4-A 5）的判断矩阵及相对权重 1）构造判断矩阵

2）计算判断矩阵A 中每一行元素的乘积，计算结果如下：

m 1=1*2*3*3*4；m 2=1/2*1*3*3*5；m 3=1/3*1/3*1*3*4；m 4=1/3*1/3*1/3*1*3；m 5=1/4*1/5*1/4*1/3*1； 3）计算m i 的n 方根n i i m =ω

1602.47231==ω；8231

.22/4532==ω ；

1006

.13/433==ω ；4807.09/134

==ω；1613.0240/135==ω

4）对向量W=（w 1，w 2，w 3，w 4，w 5）T 归一化

这里记为：（w A1，w A2，w A3，w A4，w A5）T =（0.477，0.324,0.126,0.055,0.019）T

5）计算判断矩阵B 的最大特征根λmax ，可以求得λmax =5.321 6）一致性检验

max 1

n

CI n λ-=

-=；查表3-2得，RI=1.12，则CR=CI/RI=0.08<0.1

故其满足一致性要求。

（2）二级指标的判断矩阵及相对权重

依照以上构造判断矩阵及求权重的方法，可得出其他风险因素的判断矩阵和权重，结果如下： 1）指标（A 11-A 12-A 13-A 14-A 15-A 16）

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎥⎥

⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1212131213121312131412312121313221231232211213433211A 归一化：

（0.349,0.170,0.203,0.128,0.080,0.070）T 2）指标（A 21-A 22-A 23-A 24）

⎥⎥⎥⎥⎥

⎥⎥

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=12221211213121213123312A 归一化：

（0.451,0.169,0.119,0.261）T 3）指标（A 31-A 32-A 33-A 34）

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1212312121

5121214135413A 归一化：

（0.538,0.150,0.149,0.163）T 4）指标（A 41-A 42-A 43-A 44-A 45）

⎥⎥⎥

⎥⎥

⎥⎥⎥⎥

⎥⎥⎥

⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=12123212123212

1211221313121141222414A 归一化：（0.351,0.073,0.132,0.253,0.191）T

5）指标（A 51-A 52）

⎥⎥

⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎣⎡=131315A 归一化：（0.750,0.250）T

现将各层指标的相对权重一并列于表4-3中:

表4-3 危化行业厂房安全风险评价指标集

⑴确定单因素模糊评价矩阵

首先对低层指标中每个因素进行评判，确定各因素对评判集中各评估等级的隶属度，得到每个因素的隶属向量R i=（r i1，r i2，…，r in）【21】。在评价体系中，假设通过随机抽样调查的方法得到的数据，依据表4-1中的各指标的定性评价语义对各指标进行评价，将其带入建立

模型中，计算各级模糊综合评价的向量，可以得出二级指标评价矩阵，以其中第四项为例：

表4-3 各项实施状况定性评价统计表

得出的评价矩阵为： 得出的模糊综合评价集为：

同理，可得出其他指标的模糊综合评价集为：

B 21=[0.015 0.055 0.270 0.575 0.085]；B 22=[0.112 0.212 0.483 0.167 0.026]； B 23=[0.115 0.215 0.485 0.169 0.016]；B 25=[0.275 0.375 0.225 0.100 0.025] ⑵多级模糊综合评判

进行二级模糊综合评判，根据前面已经完成的权重集和模糊评价矩阵可得三级评判模型为：

B=A ·R=A 1*⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡25252424

23232222

2121*****R A R A R A R A R A =[0.477 0.324 0.126 0.055 0.019]*[B 21 B 22 B 23 B 24 B 25]

=[0.075 0.146 0.372 0.354 0.053] 4.2.4 评价指标的处理

得到评价指标b j （j=1,2，…，n ）之后，确定评价对象的具体结果。由第三章节的介绍可知，确定方法一般有三种，如果仅仅要得到危险程度的评价，可以用最大隶属度法和模糊分步法，因为本文要依据评价结果得出调整费率的结论，所以这里采用加权平均法处理评价指标。