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液化石油气储罐安全的模糊综合评价

文档作者：李会芳解琪王林元文档来源： 1．西南石油大学研究生部2．中国石化江汉油田公司采油 3．西南石油大学化工学院		点击数：	更新时间： 2021年01月08日
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第34卷第2期 天然气勘探与开发
液化石油气储罐安全的模糊综合评价
李会芳 解琪2 王林元
(1．西南石油大学研究生部2．中国石化江汉油田公司采油q-艺研究院3．西南石油大学化工学院)
摘要根据液化石油气储罐发生事故的情况，通过调查研究，将危险物质与设备、职工素质、作业环境、综合
管理四个因素作为模糊评价模型的一级评价指标，建立液化石油气储罐安全评价指标体系，进而通过建立评语集、
确定评价因素的权重、确定权重等级的隶属度来完成液化石油气储罐安全可靠性的计算，最终确定其安全等级。
解决了传统的安全评价方法中需将所有因素定量化的问题。图I表4参8
关键词液化石油气储罐模糊数学安全评价
0 引言
液化石油气是石油炼制过程中得到的一部分含
碳数较少的碳氢化合物，是重要的燃料及化工原料。
但是液化石油气的爆炸极限仅为1．5％ 一9．5％【l J，
爆炸下限低且爆炸范围宽，极易发生燃烧与爆炸，是
十大危险化学品之一，在存储和运输过程中，存在极
大的事故潜在危险性。稍有不慎将会引起重大财产
损失和人员伤亡。
液化石油气储罐发生火灾与爆炸事故是由多种
因素造成的。传统的安全评价方法主要有检查表法
和事故树分析法，利用这些方法基本能找出液化石
油气储罐的事故隐患，但这些方法需要把所有的因
素都定量化，而这是非常困难的 】。液化石油气储
罐的安全状况是一个复杂的多因素、多变量、多层次
的人机系统 3 J，安全评价系统从完好状态到故障状
态是由一系列中间状态相互联系、相互渗透的，这种
中问状态既不是“安全”又不是“危险”，而是呈“亦
此亦彼”的模糊状态。因此需要有一种既能描述系
统复杂性和模糊性，又能将评价人员的经验定量表
示出来的综合评价方法 。
模糊评价是利用模糊数学的基本理论隶属度来
将模糊信息定量化，能合理地选择因素阈值，再利用
传统数学方法对多因素进行定量评价，从而科学合
理地得出评价结论 J。其优点在于注重因素在影
响程度上的差异。
1 液化石油气储罐评价指标体系的建立
根据液化石油气储罐发生事故的具体情况，经
过调查研究，将危险物质与设备、职工素质、作业环
境、综合管理四个因素作为评价模型的一级评价指
标[5】，建立液化石油气储罐安全评价指标体系。其
指标框图如图1所示。
2 液化石油气储罐安全的模糊数学综
合评价模型
模糊综合评价的步骤为：确定评价因素 确
定评价标准一确定权重、隶属度 进行评价一评
价结论 】。
2．1 建立因素集
建立评价对象的因素集 ，U={ ， ，⋯，
}，因素集 含有n个评价因素(评价指标)，即
Ul，v2，⋯ ， ，满足 ：U，且 n = ，i≠J．，且
『，进一步对一级因素集划分，得到二级因素集 ，
= {U ，⋯， }，i=1，2，⋯，n；Ul，v2，⋯， 分
别含有m ，m：，⋯ ，m 个因素。本文将U=i职工素
质、危险物质与设备、作业环境、综合管理}，作为液
化石油气储罐安全评价的一级评价指标。U，={受
教育程度、职业培训情况、安全意识、身体情况}，
= {危险品特性、设备布置、设备设施安全}，U3=
{作业场所、环境情况、公用设施}，U ={组织机构、
安全技术措施计划、安全管理制度、制度实施情况}
作者简介李会芳，女，1985年出生，西南石油大学2008级在读硕士研究生；研究方向为含硫气田安全生产技术。地址：(610500)四川省
成都市新都区新都大道8号西南石油大学顽08级四班。电话：13880424165。E—mail：huagong044@126．COl／／
· 69·
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天然气勘探与开发 2011年4月出版
组
织
机
构
液化石油气储罐安全评价
综合管理 l l 作业环境 I I危险物质与设备I l 职工素质
安
全
技
术
措
施
计
划
安
全
管
理
制
度
制
度
实
施
情
况
作
业
场
所
环
境
情
况
公
用
设
施
危
险
品
特
性
设
备
布
置
设
备
设
施
安
全
图1 液化石油气安全评价指标体系框图
分别作为液化石油气储罐安全评价的二级评价因
素集。
2．2 建立评语集
根据液化石油气储罐安全隐患发生的统计情
况，将液化石油气储罐安全状况分为5级，分别为：
安全、较安全、一般、较危险、危险，即评价集V=
{ ， ：， ，， ， }={安全，较安全，一般，较危险，危
险}；将事故的严重程度分为：严重、较严重、一般、
较弱、无影响五个水平。
2．3 确定评价因素的权重集
在评价因素集中，每个因素对系统评价目标和
功能的重要程度各不相同。权重表示各因素的相对
重要程度，是综合评价的重要信息，应根据因素的相
对重要性确定。据此通过层级分析法(AHP)来确
定权重集合A={8 ，n：，⋯ ，口 }，0 I>0(i=1，2，⋯，
n)同时权重满足归一化条件Σ口 =1。
层次分析法确定权重一般可分为4个步骤"】：
(1)分析系统中各因素的关系，建立描述系统
功能或特征的递阶层次结构(表1)。
(2)选择合理的标度，将同层因素间对上层某
因素重要性进行评价，构造两两判断矩阵U —A
(表2)。
(3)解判断矩阵，得出特征根A～ =
i
墨=
1
和
特征向量(权重向量) = 上，其中 = (
Σ
l I
=
， =1，2，⋯， )，并进行一致性检验，度量判
断矩阵偏离一致性的指标CI： ，计算随机一
· 70 ·
受
教
育
程
度
职
业
培
训
情
况
安
全
意
识
身
体
情
况
致比率c尺= (彤平均随机一致性指标)，当CR<
0．10时认为矩阵满足一致性(表3)。
表1 重要度定义表
标度 含义
1 表示两个因数相比，具有同样重要性
表示两个因数相比，一个因素比另一个因
。 数稍微重要
． 表示两个因数相比，一个因素比另一个因
数明显重要
． 表示两个因数相比，一个因素比另一个因
数强烈重要
表示两个因数相比，一个因素比另一个因
数极端重要
2，4，6，8 上述相邻判断的中值
倒数：因数i与J相比较得到判断矩阵b ，则因数J
与i比较的判断矩阵b = 1
一
= 4．147 cI=O．049 砌=O．90 CR=面CI=O
． 054
CR<0．10，故满足一致性
(4)通过计算得到特征向量得出各层因素的权重。
分析一级评价因素集之间的关系，建立判断矩
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阵c，一A，同理建立二级评价因素集判断矩阵 一
Ai，并计算出权重向量，结果如表3所示：
2．4 确定因素等级隶属度
在模糊综合评价中，需要知道每一评价因素对
应于每一等级的隶属度，也就是分别属于每一评价
等级的程度的大小，通常隶属度的确定方法有：模糊
统计法、德尔菲法、客观尺度法 等，按照相关的法
律法规和国家标准确定。本文采用德尔菲法，根据
专家和现场工程技术人员打分结果确定评价因素等
级隶属度。
表3 Ui—A 的判断矩阵
1 1 1／3
i=3 U，j 1 1 1／3
3 3 l
0．234
0．234 3．051 O．O25 0．58 0．043·<0．1
0．532
例如：对因素集 中的各个因素进行专家打
分，得到评价对象 ，对评价集 中第k( =1，2，3，
4，5)个因素的隶属度 ，同理对 中各因素进行专
家打分，得到评价对象U 对于评语集 中第．i}(k=
1，2，3，4)个因素的隶属度r
2．5 液化石油气储罐安全可靠性计算过程
(1)对因素集 的各个因素进行专家打分，得
到第i个因素的一级模糊评价矩阵 ：
R =
Rn
。
●
：
月
由公式B =A R 求出各因素的评价矩阵B 。
(2)归一化处理
根据公式 = L对评价矩阵B。进行归一化
。
∞
处理。
(3)建立总评价矩阵尺，R={B ，B：，B，，B }r
(4)求出综合因素评价矩阵B，B：A·R
(5)求出液化石油气储罐系统安全评价总得分
综合因素评价矩阵表示系统的安全情况按照安
全、较安全、一般、较危险、危险五个级别评价时所得
结果的分布，对各等级按百分制赋值，得到系统总得
分为厂=elb1+e262+e3b3+e4b4+《．5b5。
根据系统系统安全评价总得：分，得出液化石油
气储罐的安全等级(表4)：
表4 系统安全评价得分与安全等级对照表
3 应用举例
本文以成都市双流县某液化石油气站中液化石
油气储罐为例，说明模糊数学评价模型在液化石油
气储罐安全评价中的应用。
根据前文给出的液化石油气储罐安全评价因素
集 ，对该站四个100m 液化石油气储罐进行安全
状态评价。邀请lO位专家或经验丰富的现场工程
技术人员组成评议小组评议因索等级隶属度。得到
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1 ：l 0 · 1 ，0·6，0·3，0·0，o·o l
． 0，0．4，0．3，0．0，0．0 I
=
I。
0
．
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2
2
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,
。
0
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,
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0
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。
0
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．
。0 f
1 ro．108，0．558，0．319，0．015，0．ooooq
：I Bf_10．390，0·。 ．0-2 ’0·o72．0-o12 j
， I 1 0．206，0．353，0．364，0．077，0．000 I
L J L 0．122，0．374，0．371，0．090，0．043 J
A=(0．123，0．268，0．046，0．564)
则二阶模糊综合评价结果是：
B =A ·R = (0．196，0．380，0．322，0．075，
0．027)
由百分制赋值计算总得分为：
f=0．196×90+0．380×80+0．322×65+
0．O75×50+0．027×40=73．8
由上面计算可知该液化石油气储罐的安全等级
为一般，模糊综合评价结果与实际情况相符。
4 结论
液化石油气储罐的安全评价是液化石油气的储
存和运输安全的重要工作。将模糊数学理论应用于
液化石油气储罐安全评价，与传统评价方法相比具
有以下优点：
(1)在安全评价中运用模糊数学理论，可以使
得安全评价中涉及的主观与客观相对统一；可以将
储罐安全这一本身具有模糊性的系统实现工程数量
化，使其表现的更加直接、准确；
(2)模糊数学综合评价法运用于成都市双流县
某液化石油气站中液化石油气储罐安全状况评价，
评价结果为安全等级“一般”，与实际情况相符。
参考文献
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一】21．
(修改回稿日期2011一O1-21 编辑陈玲)

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