基于AHP－FUZZY的鐵路油品裝卸專用線安全評價

1、基于ahpfuzzy的鐵路油品裝卸專用線安全評價摘 要 當(dāng)前我國成品油運(yùn)輸主要是通過鐵路運(yùn)送至遍布全國的各石油儲備庫，然后從各石油庫供應(yīng)給當(dāng)?shù)馗鱾€加油站。然而易燃易爆危險物品的運(yùn)輸安全是鐵路運(yùn)輸安全監(jiān)管的一個重要方面，而油品的運(yùn)輸管理更是鐵路安全監(jiān)控的重點(diǎn)。鑒于油品裝卸過程事故的多發(fā)性，因此對鐵路油品裝卸專用線的安全狀況進(jìn)行客觀評價成為各專用線管理及使用單位進(jìn)行安全監(jiān)管與采取相應(yīng)對策的前提。本文結(jié)合具體實(shí)例，運(yùn)用ahp-fuzzy評價方法，對鐵路油品裝卸專用線進(jìn)行了系統(tǒng)安全評價并對該評價方法進(jìn)行了驗(yàn)證，從而為該類專用線的評價提供了一種有效的評價方法。關(guān) 鍵 詞 油品專用線 ahp fuzzy

2、安全評價一、引言為了加強(qiáng)危險物品的鐵路運(yùn)輸管理，確保鐵路運(yùn)輸安全，鐵道部發(fā)布了鐵路危險貨物運(yùn)輸辦理站（專用線，專用鐵路）辦理規(guī)定，并要求對達(dá)不到安全要求的上述辦理站點(diǎn)，要堅決的進(jìn)行整改或關(guān)、停。但汽油、柴油等易燃易爆危險品是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，且主要通過鐵路進(jìn)行運(yùn)輸，因此全國各地的鐵路油品裝卸專用線數(shù)量眾多。由于運(yùn)輸過程中發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故大部分發(fā)生在裝卸過程中，因此對鐵路油品裝卸專用線進(jìn)行科學(xué)與客觀的評價，有助于專用線管理層總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時發(fā)現(xiàn)隱患，找出控制重點(diǎn)，明確專用線的不足之處，以便采取措施，預(yù)防事故的發(fā)生，同時也有助于調(diào)動工作人員的安全積極性和主動性，增強(qiáng)安全責(zé)任和安全意識，也有助于各接軌

3、車站對專用線的監(jiān)督管理。由于評價指標(biāo)所帶有的模糊性，我們很難用安全檢查表法的符合與不符合進(jìn)行客觀界定。同時，由于影響安全的因素很多，且是非線性的，各組成部分對生產(chǎn)安全目標(biāo)的貢獻(xiàn)值也不一樣的，這就要求我們要給各組成部分賦予不同的權(quán)重。而模糊數(shù)學(xué)方法對解決模糊性事件具有優(yōu)越性，層次分析法對各分目標(biāo)對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)值的計算具有優(yōu)越性，因此，將二者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來進(jìn)行綜合評價必將充分利用二者的優(yōu)點(diǎn)。二、方法簡介1（一）ahp層次分析法（analytic hierachy process）是確定權(quán)向量的行之有效的方法，其原理是通過分析復(fù)雜系統(tǒng)所包含的因素及相關(guān)關(guān)系，將系統(tǒng)分解為不同的要素，將這些要素按支配關(guān)

4、系分組，以形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。將每一層次的各要素進(jìn)行兩兩比較判斷,按照一定的標(biāo)度理論,得到其相對重要程度的比較標(biāo)度,建立判斷矩陣。通過計算判斷矩陣的最大特征值及其相應(yīng)的特征向量,得到各層次要素對上層次某要素的重要性次序,從而建立權(quán)重向量。三、模糊綜合評價原理2模糊綜合評價分一級模糊綜合評價和多級模糊綜合評價。（一）一級模糊綜合評價一級模糊綜合評價主要步驟如下:(1) 建立指標(biāo)集,即評價指標(biāo)體系。(2) 確立權(quán)重集,即不同指標(biāo)的相對重要性。(3) 建立評價集,即參與評價的方案集。(4) 進(jìn)行單指標(biāo)評價。(5) 建立模糊隸屬度矩陣r,即把針對每個單因素的隸屬度向量組合起來。(6) 得到綜合評定

5、的結(jié)果,即，表示權(quán)重向量;“”表示模糊算子;表示模糊隸屬度矩陣;表示綜合評定結(jié)果。（二）多級模糊綜合評價在復(fù)雜系統(tǒng)中,考慮的因素較多,而且各因素之間還有層次之分,這時如果仍沿用一級綜合評價,不僅其因素較為龐大,而且由于因素較多使得模糊評價矩陣中的數(shù)值相對較小,這樣就難以比較事物之間的優(yōu)劣次序,得不到有意義的評價結(jié)果。具體操作時,可將因素集分成幾類,先對每一類作綜合評價,然后再對評價結(jié)果進(jìn)行類之間的高層次的綜合評價。四、鐵路油品裝卸專用線ahp-fuzzy綜合評價模型（一）安全評價指標(biāo)體系的建立建立一個層次分明能夠系統(tǒng)描述現(xiàn)場實(shí)際情況的安全評價指標(biāo)體系是對鐵路油品裝卸專用線進(jìn)行客觀評價的前提。根

6、據(jù)事故致因理論，以某成品油（汽油、柴油）卸油專用線為例，建立成品油卸油專用線的安全評價指標(biāo)體系如表1所示。表1 鐵路卸油專用線的安全綜合評價指標(biāo)體系目標(biāo)層準(zhǔn)則層評價指標(biāo)層專家對子指標(biāo)因素的評價（優(yōu)：良：一般：較差；非常差）鐵路卸油專用線的安全狀況主評價指標(biāo)主評價指標(biāo)因素權(quán)重子評價指標(biāo)對主評價指標(biāo)權(quán)重對目標(biāo)層權(quán)重對總目標(biāo)貢獻(xiàn)排序管理u10.423安全管理機(jī)構(gòu)設(shè)置u110.2720.11530.2:0.4:0.3:0.1:0規(guī)章制度u120.4830.20410.1:0.4:0.4:0.2:0日常各級安全檢查u130.0880.037100.2:0.5:0.2:0.1:0.1應(yīng)急預(yù)案演練u140.

7、1570.06650.2:0.4:0.2:0.1:0.1人員u20.227身體狀況和業(yè)務(wù)素質(zhì)u210.5330.12120.2:0.4:0.2:0.1:0.1安全意識u220.2220.05080.1:0.4:0.2:0.2:0.1工作責(zé)任心u230.1680.03890.1:0.4:0.2:0.2:0.1社會人際關(guān)際0.0770.017150.2:0.4:0.2:0.1:0.1設(shè)備u30.227卸油與輸油設(shè)備u310.4830.11040.2:0.4:0.2:0.2:0棧橋、專用線線路u320.0880.020140.1:0.5:0.2:0.2:0防雷防靜電設(shè)施u330.2720.06260

8、.2:0.5:0.2:0.1:0消防與應(yīng)急設(shè)施u340.1570.036110.2:0.4:0.2:0.1:0.1環(huán)境u40.122專用線周邊布置u410.4880.06070.2:0.4:0.2:0.2:0.1工作環(huán)境u420.2940.036120.2:0.5:0.2:0.1:0專用線水文地質(zhì)情況u430.1880.023130.2:0.4:0.3:0.1:0（二）確定評價指標(biāo)因素的權(quán)重(1) 構(gòu)造兩兩比較矩陣結(jié)合表1的層次結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)19標(biāo)度理論3，對各層的評價指標(biāo)構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣并求其最大特征值和特征向量，并對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若cr0.1，則判斷矩陣相容，并對特征向量進(jìn)行

9、歸一化處理，即得各指標(biāo)因素的權(quán)重。管理因素各指標(biāo)的比較如表2所示。表2 管理指標(biāo)u1兩兩比較矩陣u1u11u12u13u14u1111/232u122153u131/31/511/2u141/21/321將以上結(jié)果寫成矩陣形式,即得判斷矩陣b1(2) 計算其最大特征值及特征向量采用方根法求解特征向量:；歸一化得：(3) 一致性檢驗(yàn)由 可知 一致性指標(biāo) 由表3知該矩陣平均隨機(jī)一致性指標(biāo)ri=0.89。表3 隨機(jī)一致性指標(biāo)表2矩陣階數(shù)123456789ri000.580.891.121.261.361.411.45一致性比率判斷矩陣賦值合理,可以接受。若不符合則需進(jìn)行判斷矩陣的調(diào)整。即為評價指標(biāo)因

10、素的權(quán)重。（三）選擇評價集根據(jù)卸油鐵路專用線的安全狀況，選擇五個評語組成一個評價集v，即v=(安全狀況優(yōu)，需保持；安全狀況良，但仍需提高；安全狀況一般，需提高警惕；安全狀況較差，需立即進(jìn)行整改；安全狀況非常差，需停業(yè)整頓；)（四）建立評判矩陣請若干個專家，通過對待評價項目的現(xiàn)場院調(diào)查及與相關(guān)人員的座談，對各二級指標(biāo)因素按五個評價分級進(jìn)行投票，舉例如下，請十個專家對指標(biāo)因素u11進(jìn)行投票，結(jié)果見表4。表4 專家投票統(tǒng)計評價集優(yōu)良一般較差非常差總計投票人數(shù)2251010r1j0.20.40.30.101.00設(shè)主評價指標(biāo)ui，包括n個子評價指標(biāo)的矩陣為ri，則（五） 危險物品專用線多級綜合評判模型

11、的建立結(jié)合表1的評價體系，多級評判程序如下：（1）初級評判模型： 式中：ri為主評價指標(biāo)ui中單指標(biāo)評判結(jié)果；“”為扎德算子。（2）二級評判模型：，式中：r為總評判結(jié)果；（3）按最大錄屬度原則評價專用線的等級。五、實(shí)例驗(yàn)證選用上述某卸油專用線進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，該鐵路專用線長240米，有16個車位，18根鶴管，棧橋高4.5米，攀梯2座，防暴照明燈16個，消防箱8座，16個8kg消防用干粉滅火器，16個石棉毯，8臺接卸油泵，其中3臺為170m3/h，2臺為60 m3/h，2臺為潛油泵。年接油40000噸，員工29人，主要接卸油品為汽油，柴油。由10位專家組成評價組對該加油站的各子評價指標(biāo)進(jìn)行了全面的現(xiàn)

12、場調(diào)查、分析后，按上述方法分別對各層評價指標(biāo)建立兩兩判斷矩陣，求取權(quán)重，并對子評價指標(biāo)按5人評價集分級進(jìn)行投票，建立該加油站各子評價指標(biāo)的評價矩陣，結(jié)果如下：; ; ;；。； ； 進(jìn)行初級評價，結(jié)果如下：； 。進(jìn)行二級模糊評判，結(jié)果如下：其中根據(jù)最大錄屬度原則，該成品油專用線的安全等級為良，通過與大連、營口、葫蘆島等12條鐵路油品專用線的評價進(jìn)行橫向比較，運(yùn)用ahp-fuzzy評價方法得出的結(jié)果與現(xiàn)場情況相符合。六、結(jié)論（1）該評價方法以層次分析法確定的各指標(biāo)因素權(quán)重替代以往以專家經(jīng)驗(yàn)給出的權(quán)重，減小了專家主觀性影響大的弊端。（2）從表1可以得到各指標(biāo)因素對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)值排序，有助于決策人員把握安全管理及安全技術(shù)改造的重點(diǎn)，在本例中規(guī)章制度的制定、人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)的高低，安全管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置與卸油與輸油設(shè)施分列第一至第四位，與專用線的安全狀