危险化学品运输风险分析
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第 1 7卷 第 3期 2 0 0 7 年 3 月
中 国 Ch ina
安 全 Sa fety
科 学 Sc ience
学 报 Journa l
V o l. 1 7N o. 3 M ar . 2 0 0 7
危险化学品运输风险分析研究综述
张江华 朱道立
教授 (复旦大学管理学院, 上海 200433)
学科分类与代码 : 620 . 5020 中图分 类号 : X951 文献标识码 : A
R ev ie w on R isk Analysis of D angerous Chem ical T ransportation
, Prof . ZHANG Jiang -hua ZHU D ao -li ( Schoo l o fM anagem en,t Fudan U niversity , Shangha i 200433 , China)
修稿日期 : 2007- 02 - 26
0 引
言
在现代社会 , 随着危险化学品生产与使用的普
* 文章编号 : 1003- 3033( 2007) 03 - 0136- 06 ;
收稿日期 : 2006- 12- 28;
第 3期
张 江 华 等: 危 险 化 学 品 运 输 风 险 分 析 研 究 综 述
在此方面作了一些综述,
主要有: B attelle 西北太平洋实验室分析了不同运输 方式 ( 火车、 汽车和航空 ) 运输核燃料铀的风险 , 上 述研究主要用事故树分析法估计了各种尚未发生事 故的概率; Cashw e ll等人基于 Sandia N ational L abo ratories 模 型 研 究 和 分 析 了 运 输 核 废 料 的 风 险; Schneider等人在 Cashw e ll等人的基 础上作了 进一 步的研究 , 分析比较了公路和铁路的运输核废料的 风险。另外, 该阶段还有研究者应用美国运输部编 制的评估危 险化学 品运 输风 险手册 例如 : H obeik a 等人
[ 10] i r [ 9]
于 Gaussian P lum e m ode l扩散模型 , 研究如液氯、 液 氨等危险化学品在运输过程中发生泄漏时在空气中 传播的扩散风险, 并应用 G IS 技术进行危险化学品 [ 16] 运输风 险分析。 L eone ll, i Bonvic in i和 Spadoni 应 用现代信息技术编制能同时考虑运输方式、 危险化 学品、 气象条件、 季节情况、 风向及路上和路边的人 口信息等因素的程序 , 并应用程序来进行危险化学 [ 17] 品运输风险分析。 M ilazzo 等人 编制危险化学品 运输风 险分 析 TRAT2 软 件, 并应 用 TRAT2 分 析 M essin a 地区的危 险化学品 运输 风险。 K ara , E rkut [ 18 ] 和 Verter 为了解决危险 化学品运输风险 分析时 风险度量的路径依赖问题, 提出了两种算法 , 一种是 改进的经典最短路算法; 另一种是改进的连接标号 算法 , 从而使得风险度量更准确。 [ 19] Bonv icini等人 将模糊逻辑 应用到危险化学 品运输风险分析中 , 并对影响个人和社会风险评估 的不确定性进行分析。 L eonelli等人 考虑适应于 线性风险源的危险化学品运输风险测量 , 考虑了实 际支出和与风险相关的费用, 将问题转换成最小费 用流问题 , 并提出一种基于风险分析的路径选择方 法。 Fabiano 等人 结合危险化学品运输事故应急 计划的制定和优化 , 不仅评估个人风险和社会风险, 还分析基于应急计划的安全风险。 另外 , 在同一阶段还有一些学者针对不同条件 下的危险化 学品运 输进 行更 细致的 分析 与评 价, Saccom anno 和 H aastrup
[ 3]
1993 年 间公开数据库 , 整
理出 2 781 件 危 险 化 学 品 运 输 事 故 案 例 ( 其 中 1 780 件海运事故 , 1 001 件其他运输方式事故 ), 分 析了海运危险化学品事故的伤亡人数分布, 在与其 他运输方式的事故进行比较后, 得出海运比其他运
138 输方式的伤亡数高 10 % ~ 50 %。
Ab stract :
R isk ana ly sis of dangerous chem ica l transportation is th e basis o f safety transportation decisio n
and the key of accident w arn ing and e m ergency rescue . T heories and m ethods for risk analysis of danger ous chem ical transpo rtatio n at hom e and abroad in the recent tw enty years are rev iew ed ; fiv e aspects of re search conten ts in four stages are summ arized , na m ely , research on r isk ana ly sis of nuclear fu el and nucle ar w aste transportation , research on the d istribut io n of accident rate and casua lty num ber , research on the risk m easurem ent m odel for dangerous che m ica l transportation , research on the risk ana lysis of dangerous chem ica l transportat io n by using modern in form ation techno lo gy and research on risk ana lysis fram ew ork for dangerous chem ica l transportation . Then , w eakness of research on risk defin ition, risk uncerta in ty and in flu encing factors to risk is po inted ou. t F in ally , fu rther research ing d irect io ns are put forth according to the current researching state in Ch in a . K ey words : dangerous chem ica;l transpor; t leakage in ciden; t risk analysis; em ergency m anage m en; t research review 及, 危险化学品运输已成为一项很重要的经济活动。 危险化学品包括爆炸物、 毒气、 可燃液体或气体、 氧 化剂、 放射物、 腐蚀物、 危险废物等。对于社会的大
中 国 China
安 全 Leabharlann Baiduafety
科 学 Sc ience
学 报 Journal
第 17卷 2007年
[ 15]
基于现代信息技术。 Zhang, H odgson 和 E rkut
基
1 3 危险化学品运输风险度量模型研究 为了更 好 地 研 究 危 险 化 学 品 运 输 风 险 , 在 1990 2000 年左右, 许多研究者致力于风险度量模 型的研究。 Saccom anno 和 Chan 在研究不同时间 和天气条件下卡车事故率的差异时, 提出用事故率 来度量危险化学品运输风险, 即 IP ( r) = 式中, P i 而 Revelle 等人
[ 1]
这 4 阶段 5方面内容分别进行综述。 1 1 核燃料或核废料的运输风险分析研究 许多用于危险化学品运输风险分析的技术和方 法都是从核能工业发展过来的, 早期的运输风险分 析也是应 用于核 燃料 或核废 料的运 输。 L ist 、 M ir chandan,i Turnqu ist等人
[ 4]
[ 8] [ 7]
1 国外危险化学品运输风险分析回顾
在危险化学品运输风险分析方面 , 1971 年美国 国家运输安全委员会颁布的危险化学品运输规章制 度中就考虑了运输风 险 。随后许 多学者用不同 的技术和方法对其进行了许多卓有成效的研究。综 合收集的资料, 笔者将危险化学品运输风险分析的 研究总结为 4 阶段 5个方面 : 第一阶段是 1985年以前 , 以分析核燃料或核废 料的运输风险为主; 第二阶段是 1985 1990 年左右 , 以分析危险化 学品运输的事故率和伤亡数分布为主 ; 第三阶段是 1990 2000 年左右 , 以研究危险化 学品运输风险度量模型为主; 第四阶段是 2000年至今 , 以应用现代信息技术 更精确、 更全面地分析危险化学品运输风险为主。 另外第三、 四阶段期间还有一项重要的研究内 容是危险化学品运输风险分析框架研究。以下将就
[ 6] [ 5]
进 行研 究。
应用手册分析了 维吉尼亚的
两个核电站间核燃料的运输风险。 1 2 危险化学品运输的事故率和伤亡数分布研究 1985 1990 年左右, 危险化学品运输风险分析
[ 4]
研究主要着眼于不同条件 下事故率和伤亡 数的分 析。 L is, t M irchandan,i T urnqu ist 等人 对风险模型 进行分析和评述 ; Saccom anno 和 Chan 研究 不同时 间 ( 白天与晚上 )和天气条件 ( 旱天或雨天 )下 , 卡车 事故率的差异 ( 所有事故 ), 并发现这些差异明显依 赖于道路类型 ; G lickm an 利用 1982 年的统计数据 对美国的危险化学品铁路运输与公路运输泄露事故 率进行了估计 ; L ist和 Abkow itz评价了在美国联邦 数据库中未被报道的危险化学品泄漏事故的可能数 量级 , 他们认为未被报道率高达 30 % ~ 50 % , 因此 警告说, 许多能得到的事故率的评价都可能偏低 , 并 且公路的偏差大于铁路的; C onsidine 就卡车运输各 种危险化学品通过隧道评估了事故发生率和后果的 范围 , 并对每一种 类型的事故 , 估计了伤亡 数超过 1 , 10 , 100 的概率。 同一时期, H aastrup 和 B rockhoff 研究了不同 运输方式 ( 公路、 铁路和管道 ) 运输危险化学品发生 事故的伤亡人数分布。 Rom er , H aastrup 和 Styhr P e tersen 通过查阅 1945
*
基金项目 : 国家自然科学基金资助 ( 70673012); 教育部人文社会科学项目 ( 06JA630018); 复旦大学文科 金苗 项目 ( EYH1019016) 。
【 摘 要】 危险化学品运输风险分析是安全运输决策的依据和事故预警和应急救援的关键。 笔者 对国内外近 20 年来的危险化学品运输风险分析的理论和方法进行了系统的回顾和评述。 以时间为 主线 , 归纳总结出 4 阶段 5 个方面的研究内容 , 即核燃料或核废料的运输风险分析研究; 危险化学品 运输的事故率和伤亡数分布研究; 危险化学品运输风险度量模型研究 ; 应用现代信息技术更精确、 更 全面地分析危险化学品运输风险分析研究和危险化学品运输风险分析框架研究, 并对其进行评述 , 指出在风险定义、 风险的不确定性和风险的影响因素等方面的研究不足 。 最后针对国内的研究现 状, 提出了进一步研究的方向 。 【 关键词】 危险化学品; 运输; 泄漏事故 ; 风险分析; 应急管理 ; 研究综述
137
多数成员来说, 生活已 越来越离不开 危险化学品。 不幸的是, 大多数危险化学品不是在生产地被使用 , 而是需要经过相当长距离的运输到达使用地。据估 计 , 我国 95 % 以 上的危险化学品涉 及异地运输问 题 , 每天危险化学品的运输量超过 100 万吨 , 每年 [ 2] 总的运输量将超过 4 亿吨 。 与运输其他物品相比 , 运输危险化学品最大的 不同是运输过程中所伴随的泄漏事故的潜在风险 , 一旦发生事故, 泄漏的化学品将导致植物、 动物和人 的伤害或死亡, 对环境和人的健康将造成很大危害。 例如: 2005 年 3 月 29 日在京沪高速公路淮安段发 生的液氯泄漏事故 ; 2005 年 6 月 15 日陕西杨凌发 生的液化气泄漏事故 ; 2006 年 10月 24 日四川乐山 市沙湾区省道 103 线顺河路段发生的粗苯泄漏事故 等。上述事故不仅严重地危害人民群众的生命和财 产安全 , 而且还污染环境, 造成严重的社会影响。 政府相关管理部门和危险化学品运输企业都十 分重视危险化学品运输的安全 , 但要防范事故的发 生 , 就必须事前认真地分析危险化学品运输风险, 弄 清事故的历史数据和分布、 风险源、 风险的度量及风 险分析的框架等 , 从而为危险化学品运输的安全管 理决策提供依据。在国际上 , 评价和分析危险化学 品运输风险早已引起实践界和学术界的关注。但由 于我国在这方面的科学研究起步较晚, 还有许多工 作需要做, 特别是适用于 3S ( G IS, GPS 和 RS ) 环境 的风险分析理论和方法需深入研究。
中 国 Ch ina
安 全 Sa fety
科 学 Sc ience
学 报 Journa l
V o l. 1 7N o. 3 M ar . 2 0 0 7
危险化学品运输风险分析研究综述
张江华 朱道立
教授 (复旦大学管理学院, 上海 200433)
学科分类与代码 : 620 . 5020 中图分 类号 : X951 文献标识码 : A
R ev ie w on R isk Analysis of D angerous Chem ical T ransportation
, Prof . ZHANG Jiang -hua ZHU D ao -li ( Schoo l o fM anagem en,t Fudan U niversity , Shangha i 200433 , China)
修稿日期 : 2007- 02 - 26
0 引
言
在现代社会 , 随着危险化学品生产与使用的普
* 文章编号 : 1003- 3033( 2007) 03 - 0136- 06 ;
收稿日期 : 2006- 12- 28;
第 3期
张 江 华 等: 危 险 化 学 品 运 输 风 险 分 析 研 究 综 述
在此方面作了一些综述,
主要有: B attelle 西北太平洋实验室分析了不同运输 方式 ( 火车、 汽车和航空 ) 运输核燃料铀的风险 , 上 述研究主要用事故树分析法估计了各种尚未发生事 故的概率; Cashw e ll等人基于 Sandia N ational L abo ratories 模 型 研 究 和 分 析 了 运 输 核 废 料 的 风 险; Schneider等人在 Cashw e ll等人的基 础上作了 进一 步的研究 , 分析比较了公路和铁路的运输核废料的 风险。另外, 该阶段还有研究者应用美国运输部编 制的评估危 险化学 品运 输风 险手册 例如 : H obeik a 等人
[ 10] i r [ 9]
于 Gaussian P lum e m ode l扩散模型 , 研究如液氯、 液 氨等危险化学品在运输过程中发生泄漏时在空气中 传播的扩散风险, 并应用 G IS 技术进行危险化学品 [ 16] 运输风 险分析。 L eone ll, i Bonvic in i和 Spadoni 应 用现代信息技术编制能同时考虑运输方式、 危险化 学品、 气象条件、 季节情况、 风向及路上和路边的人 口信息等因素的程序 , 并应用程序来进行危险化学 [ 17] 品运输风险分析。 M ilazzo 等人 编制危险化学品 运输风 险分 析 TRAT2 软 件, 并应 用 TRAT2 分 析 M essin a 地区的危 险化学品 运输 风险。 K ara , E rkut [ 18 ] 和 Verter 为了解决危险 化学品运输风险 分析时 风险度量的路径依赖问题, 提出了两种算法 , 一种是 改进的经典最短路算法; 另一种是改进的连接标号 算法 , 从而使得风险度量更准确。 [ 19] Bonv icini等人 将模糊逻辑 应用到危险化学 品运输风险分析中 , 并对影响个人和社会风险评估 的不确定性进行分析。 L eonelli等人 考虑适应于 线性风险源的危险化学品运输风险测量 , 考虑了实 际支出和与风险相关的费用, 将问题转换成最小费 用流问题 , 并提出一种基于风险分析的路径选择方 法。 Fabiano 等人 结合危险化学品运输事故应急 计划的制定和优化 , 不仅评估个人风险和社会风险, 还分析基于应急计划的安全风险。 另外 , 在同一阶段还有一些学者针对不同条件 下的危险化 学品运 输进 行更 细致的 分析 与评 价, Saccom anno 和 H aastrup
[ 3]
1993 年 间公开数据库 , 整
理出 2 781 件 危 险 化 学 品 运 输 事 故 案 例 ( 其 中 1 780 件海运事故 , 1 001 件其他运输方式事故 ), 分 析了海运危险化学品事故的伤亡人数分布, 在与其 他运输方式的事故进行比较后, 得出海运比其他运
138 输方式的伤亡数高 10 % ~ 50 %。
Ab stract :
R isk ana ly sis of dangerous chem ica l transportation is th e basis o f safety transportation decisio n
and the key of accident w arn ing and e m ergency rescue . T heories and m ethods for risk analysis of danger ous chem ical transpo rtatio n at hom e and abroad in the recent tw enty years are rev iew ed ; fiv e aspects of re search conten ts in four stages are summ arized , na m ely , research on r isk ana ly sis of nuclear fu el and nucle ar w aste transportation , research on the d istribut io n of accident rate and casua lty num ber , research on the risk m easurem ent m odel for dangerous che m ica l transportation , research on the risk ana lysis of dangerous chem ica l transportat io n by using modern in form ation techno lo gy and research on risk ana lysis fram ew ork for dangerous chem ica l transportation . Then , w eakness of research on risk defin ition, risk uncerta in ty and in flu encing factors to risk is po inted ou. t F in ally , fu rther research ing d irect io ns are put forth according to the current researching state in Ch in a . K ey words : dangerous chem ica;l transpor; t leakage in ciden; t risk analysis; em ergency m anage m en; t research review 及, 危险化学品运输已成为一项很重要的经济活动。 危险化学品包括爆炸物、 毒气、 可燃液体或气体、 氧 化剂、 放射物、 腐蚀物、 危险废物等。对于社会的大
中 国 China
安 全 Leabharlann Baiduafety
科 学 Sc ience
学 报 Journal
第 17卷 2007年
[ 15]
基于现代信息技术。 Zhang, H odgson 和 E rkut
基
1 3 危险化学品运输风险度量模型研究 为了更 好 地 研 究 危 险 化 学 品 运 输 风 险 , 在 1990 2000 年左右, 许多研究者致力于风险度量模 型的研究。 Saccom anno 和 Chan 在研究不同时间 和天气条件下卡车事故率的差异时, 提出用事故率 来度量危险化学品运输风险, 即 IP ( r) = 式中, P i 而 Revelle 等人
[ 1]
这 4 阶段 5方面内容分别进行综述。 1 1 核燃料或核废料的运输风险分析研究 许多用于危险化学品运输风险分析的技术和方 法都是从核能工业发展过来的, 早期的运输风险分 析也是应 用于核 燃料 或核废 料的运 输。 L ist 、 M ir chandan,i Turnqu ist等人
[ 4]
[ 8] [ 7]
1 国外危险化学品运输风险分析回顾
在危险化学品运输风险分析方面 , 1971 年美国 国家运输安全委员会颁布的危险化学品运输规章制 度中就考虑了运输风 险 。随后许 多学者用不同 的技术和方法对其进行了许多卓有成效的研究。综 合收集的资料, 笔者将危险化学品运输风险分析的 研究总结为 4 阶段 5个方面 : 第一阶段是 1985年以前 , 以分析核燃料或核废 料的运输风险为主; 第二阶段是 1985 1990 年左右 , 以分析危险化 学品运输的事故率和伤亡数分布为主 ; 第三阶段是 1990 2000 年左右 , 以研究危险化 学品运输风险度量模型为主; 第四阶段是 2000年至今 , 以应用现代信息技术 更精确、 更全面地分析危险化学品运输风险为主。 另外第三、 四阶段期间还有一项重要的研究内 容是危险化学品运输风险分析框架研究。以下将就
[ 6] [ 5]
进 行研 究。
应用手册分析了 维吉尼亚的
两个核电站间核燃料的运输风险。 1 2 危险化学品运输的事故率和伤亡数分布研究 1985 1990 年左右, 危险化学品运输风险分析
[ 4]
研究主要着眼于不同条件 下事故率和伤亡 数的分 析。 L is, t M irchandan,i T urnqu ist 等人 对风险模型 进行分析和评述 ; Saccom anno 和 Chan 研究 不同时 间 ( 白天与晚上 )和天气条件 ( 旱天或雨天 )下 , 卡车 事故率的差异 ( 所有事故 ), 并发现这些差异明显依 赖于道路类型 ; G lickm an 利用 1982 年的统计数据 对美国的危险化学品铁路运输与公路运输泄露事故 率进行了估计 ; L ist和 Abkow itz评价了在美国联邦 数据库中未被报道的危险化学品泄漏事故的可能数 量级 , 他们认为未被报道率高达 30 % ~ 50 % , 因此 警告说, 许多能得到的事故率的评价都可能偏低 , 并 且公路的偏差大于铁路的; C onsidine 就卡车运输各 种危险化学品通过隧道评估了事故发生率和后果的 范围 , 并对每一种 类型的事故 , 估计了伤亡 数超过 1 , 10 , 100 的概率。 同一时期, H aastrup 和 B rockhoff 研究了不同 运输方式 ( 公路、 铁路和管道 ) 运输危险化学品发生 事故的伤亡人数分布。 Rom er , H aastrup 和 Styhr P e tersen 通过查阅 1945
*
基金项目 : 国家自然科学基金资助 ( 70673012); 教育部人文社会科学项目 ( 06JA630018); 复旦大学文科 金苗 项目 ( EYH1019016) 。
【 摘 要】 危险化学品运输风险分析是安全运输决策的依据和事故预警和应急救援的关键。 笔者 对国内外近 20 年来的危险化学品运输风险分析的理论和方法进行了系统的回顾和评述。 以时间为 主线 , 归纳总结出 4 阶段 5 个方面的研究内容 , 即核燃料或核废料的运输风险分析研究; 危险化学品 运输的事故率和伤亡数分布研究; 危险化学品运输风险度量模型研究 ; 应用现代信息技术更精确、 更 全面地分析危险化学品运输风险分析研究和危险化学品运输风险分析框架研究, 并对其进行评述 , 指出在风险定义、 风险的不确定性和风险的影响因素等方面的研究不足 。 最后针对国内的研究现 状, 提出了进一步研究的方向 。 【 关键词】 危险化学品; 运输; 泄漏事故 ; 风险分析; 应急管理 ; 研究综述
137
多数成员来说, 生活已 越来越离不开 危险化学品。 不幸的是, 大多数危险化学品不是在生产地被使用 , 而是需要经过相当长距离的运输到达使用地。据估 计 , 我国 95 % 以 上的危险化学品涉 及异地运输问 题 , 每天危险化学品的运输量超过 100 万吨 , 每年 [ 2] 总的运输量将超过 4 亿吨 。 与运输其他物品相比 , 运输危险化学品最大的 不同是运输过程中所伴随的泄漏事故的潜在风险 , 一旦发生事故, 泄漏的化学品将导致植物、 动物和人 的伤害或死亡, 对环境和人的健康将造成很大危害。 例如: 2005 年 3 月 29 日在京沪高速公路淮安段发 生的液氯泄漏事故 ; 2005 年 6 月 15 日陕西杨凌发 生的液化气泄漏事故 ; 2006 年 10月 24 日四川乐山 市沙湾区省道 103 线顺河路段发生的粗苯泄漏事故 等。上述事故不仅严重地危害人民群众的生命和财 产安全 , 而且还污染环境, 造成严重的社会影响。 政府相关管理部门和危险化学品运输企业都十 分重视危险化学品运输的安全 , 但要防范事故的发 生 , 就必须事前认真地分析危险化学品运输风险, 弄 清事故的历史数据和分布、 风险源、 风险的度量及风 险分析的框架等 , 从而为危险化学品运输的安全管 理决策提供依据。在国际上 , 评价和分析危险化学 品运输风险早已引起实践界和学术界的关注。但由 于我国在这方面的科学研究起步较晚, 还有许多工 作需要做, 特别是适用于 3S ( G IS, GPS 和 RS ) 环境 的风险分析理论和方法需深入研究。