加油站模糊数学安全评价模型及应用 投稿：丁裧裨

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加油站模糊数学安全评价模型及应用 投稿：丁裧裨

第14卷第8期 中国安全科学学报Vol.14No.8 加油站模糊数学安全评价模型及应用 梁 缙 (北京科技大学土木与环境工程学院) 李志宪 (北京达飞安全科技有限公司) 王海燕 (中国矿业大学(北京校区)资源与安全工程学院) 学科分类与代码:6201…

第３ ５卷第 ６期 ２ ０ １ ３年 ｌ ２月 甘 肃 冶 金 Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｃ ．， ２０１ ３ ＧＡＮＳ Ｕ Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＹ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ － ４ ４ ６ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － …

基于变异 系数法 的模糊数 学模型 在城市 生态 系统健康评价 中的应用 李伟 （ 兰州交通大学数理与软件工程学 院， 甘肃兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ） 摘 要： 从城 市生态系统的健康 内涵出发 ， 选取活力、 组织结构、 恢复力、 生态系统服…

第14卷第8期

中国安全科学学报Vol.14No.8

加油站模糊数学安全评价模型及应用

梁 缙

(北京科技大学土木与环境工程学院)

李志宪

(北京达飞安全科技有限公司)

王海燕

(中国矿业大学(北京校区)资源与安全工程学院)

学科分类与代码:62015020

=摘 要> 笔者针对目前汽车加油站事故的多发性及其安全的重要性,指出了目前加油站安全评价方法的

不足,提出对于加油站这个复杂的多因素、多变量、多层次人机系统应该考虑采用模糊数学的方法来进行安全评价,以得到符合实际加油站安全现状的评价结果。通过分析影响加油站安全的各个因素以及因素之间的相互联

系,建立了较合理的加油站安全评价指标体系;并根据现场经验给出了各相关安全因素的权重,运用模糊数学方法建立了加油站安全评价模型;同时通过实例验证,该安全评价模型的评价结果符合实际情况,有较强的实际应用性。

=关键词> 加油站;安全评价;安全管理;模糊数学

FuzzySafetyEvaluationModelforGasStationandItsApplication

LIANGJin

(UniversityofScience&TechnologyofBeijing)

LIZh-ixian

(DaFeiSafetyScienceandTechnologyDevelopmentCo.Ltd.)

WANGHa-iyan

(ChinaUniversityofMiningandTechnology,BeijingCampus)

Classificationandcodeofdisciplines:620.5020

Abstract: Aimingatthefrequentoccurrenceofaccidentatgasstationanditsimportantsignificance,thedefectsofevaluation

methodsbeingusednowareindicated.Fuzzymathsafetyevaluationissuggested,sincethesafetysysteminvolvingmultiplefactorsandmultiplelayers.Afteranalyzingvariousfactorsandcorrelationbetweenthesefactors,amorerationalfuzzymathevaluationmethodisestablished.Theweightofeachfactorisobtainedaccordingon-siteexperience.Thesafetyevaluationmodelofgassta-tionissetupbyfuzzymath.Afterverifiedbyrealcase,practicallymatchedresultisobtained.Thismodelhasgoodpracticability.

Keywords: Gasstation Safeevaluation Safemanagement Fuzzymath

的系统安全评价模型,给出各安全指标的权重,从而对加油

1 前 言

汽车加油站是国民经济和交通运输业发展的必然产物,是经营及储存汽油、柴油等易燃易爆危险化学品的场所,属甲类火灾危险性场所。加油站所经营油料存在的潜在危险因素可能给加油站工作人员、用户和周围环境造成一定风险和危害。因此,针对加油站状况做出安全评价有利于加油站的正常运转及管理。

目前,对加油站进行安全评价采用的方法主要有检查表法和事故树分析法。这些方法基本上能找出加油站存在的事故隐患。但加油站的系统安全状况是个复杂的多因素、多变量、多层次的人机系统,在这个系统中的各种安全问题都有不可忽视的模糊性,仅仅找出其中存在的安全隐患是不足站现状进行模糊数学安全评价对加油站安全管理工作具有实际指导意义。

2 模糊评价的数学基础

综合评价模糊数学模型的建立如下:(1)确立系统的综合评价集合U:

U={u1,u2,,,un}

(2)确立系统综合评价的评语集V:

V={v1,v2,,,vn}

(3)对U集合中各因素确定其因素重要度A:

A={a1,a2,,,an}

(4)由U、V之间关系得出评价矩阵R:对U中ui作单,uVj(j=1,,3,,,m)的

第八期 梁缙等:加油站模糊数学安全评价模型及应用属度rij,这样就得到一个ui的单因素评价集Ri={ri1,ri2,ri3,,,rim};U中所有因素的评价集为矩阵R。

(5)得到系统综合评价矩阵B

B=A.R={b1,b2,b3,,,bm}

即将模糊关系A与模糊关系R合成。

A2=(a21,a22)=(0.3,0.7);A3=(a31,a32)=(0.7,0.3);A4=(a41,a42)=(0.6,0.4);

A5=(a51,a52,a53)=(0.3,0.3,0.4)。

#107#

315 建立评价矩阵Ri

建立评语集为(好,较好,中,较差,差),并根据专家打分得出评价矩阵Ri。

3 加油站的模糊数学安全评价模型

311 确定加油站的综合评价集U

加油站是一个由多种因素构成的多层次复杂系统,根据其结构的复杂性,可以分为多层次综合评判。

根据5汽车加油加气站设计与施工规范6(GB50156)2002),首先将加油站的评价系统分为选址与总平面布置、油罐、油料储存、电气安全、消防设备、发油作业6等个子系统。考虑到安全管理的特殊作用,将综合安全管理作为制约因素独立出来。同时为了在一定程度上简化指标体系以方便评价,根据子系统的相关性将选址与总平面布置子系统和油罐子系统合并为平面布置子系统;将油料储存子系统和发油作业子系统合并为操作安全子系统,由此得出评价指标体系的5个子系统。由于篇幅有限,仅对加油站较高的两层因素进行综合评判,具体评价指标体系如下所示。

这些因素分为5类,5个子集U={U1,U2,U3,U4,U5}={安全管理,消防设备,操作安全,平面布置,电气安全

}

316 求各因素评价矩阵

根据公式Bi=Ai.Ri求出各因素的评价矩阵Bi。

317 归一化处理

根据公式wi=

wi

i=1

6wi

n

对评价矩阵Bi进行归一化处理。

318 建立总评价矩阵R

R={B1B2B2B2B2}T

319 求综合因素评价矩阵

由公式B=A.R求出综合因素评价矩阵。

3110 求加油站安全系统总得分

综合因素评价矩阵表明了系统的安全状况按5个等级评价时所得结果的分布,如对各种级别都按百分制给分(见表1),可求得系统的总得分f=e1b1+e2b2+e3b3+e4b4+e5b5。

表1

分数e安全级别

95好

80较好

65中

45较差

30差

加油站的综合安全评价指标体系

根据系统的总得分由表2可知加油站的安全等级。

表2

系统安全得分f

>90好

80~9060~7940~59较好

中

较差

>40差

安全级别

312 各因素的权重分配

根据安全管理因素和平面布置因素在加油站安全工作中的重要性作出以下权重分配:

A=(a1,a2,a3,a4,a5,)=

(0.25,0.15,0.15,0.3,0.15)

4 应用实例

笔者以北京市东城区某加油站为例,说明模糊数学评价模型在加油站安全评价中的应用。

(1)上文已给出加油站的综合评价集U,各因素的权重分配A,各评价因素的子因素uij,以及各评价因素子因素的权重分配Aij。在此基础上,专家根据该加油站现场情况打Ri:

,0.2,0.2,,0.7,0.1,,0.1,0.6,.0,313 建立各评价因素的子因素uij

U1=(u11,u12)=(规章制度,安全组织);

U2=(u21,u22)=(固定消防设施,移动消防设施);U3=(u31,u32)=(卸油作业,加油作业);

U4=(u41,u42)=(油罐安全距离,加油机安全距离);U5=(u51,u52,u53)=(防静电设备,防雷电设备,防爆设备)

314 建立各评价因素的子因素的权重分配Aij

A1a,.5,.);

#108#

R3=R4=

0.1,0.1,0.5,0.2,0.10.3,0.4,0.2,0.0,0.0.7,0.2,0.1,0.0,0.0.6,0.2,0.2,0.0,0.00.6,0.1,0.1,0.2,0.0.7,0.1,0.2,0.0,0.0

中国安全科学ChinaSafetyScience学报第14卷

Journal2004年

(6)再次进行归一化处理:

B=(0.3/0.992,0.25/0.992,0.2/0.992,0.15/0.992, 0.092/0.992)=(0.3,0.25,0.2,0.15,0.1)(7)系统总得分f:

f=e1b1+e2b2+e3b3+e4b4+e5b5=95@0.3+80@0.25+65@0.2+45@0.15+30@0.1=71.25查表得出该加油站安全状况属于/中0等级。

R5=

0.5,0.2,0.1,0.1,0.(2)由公式Bi=Ai.Ri,得出各因素评价矩阵如下:B1=A1.R1=(0.5,0.5).(0.5,0.5,0.2,0.1,0)B2=A2.R2=(0.3,0.7).(0.3,0.3,0.3,0.1,0.1)B3=A3.R3=(0.7,0.3).(0.3,0.3,0.5,0.2,0.1)B4=A4.R4=(0.6,0.4).(0.6,0.2,0.2,0,0)

0.6,0.1,0.1,0.2,0.0

B5=A5.R5=(0.3,0.3,0.4).(0.4,0.2,0.2,0.2,0.1)

(3)归一化处理得出结果如下:

B1=(0.385,0.385,0.154,0.076,0.000)B2=(0.272,0.272,0.272,0.092,0.092)B3=(0.214,0.214,0.357,0.143,0.072)B4=(0.6,0.2,0.2,0.0,0.0)

B5=(0.363,0.182,0.182,0.182,0.091)(4)得到总评价矩阵R如下:

B1B2

R=

B3=B4B5

0.3850.3850.1540.076

0.7,0.1,0.2,0.0,0.0=0.5,0.2,0.1,0.1,0.0.7,0.2,0.1,0.0,0.00.6,0.2,0.2,0.0,0.0

=

0.1,0.1,0.5,0.2,0.10.3,0.4,0.2,0.0,0.1

=

0.1,0.1,0.6,0.1,0.10.3,0.3,0.2,0.1,0.1

=

0.6,0.2,0.2,0.0,0.00.1,0.7,0.1,0.1,0.0

=

5 结 论

针对不同加油站进行安全评价得出的不同结果,笔者认为,对加油站的安全管理应采取如下安全措施:

(1)对于评价结果为/好0时,应继续严格管理,不可麻痹大意。

(2)对于评价结果为/较好0时,应加强管理,注意隐患。(3)对于评价结果为/中0时,应采取一定的安全措施,整改存在隐患。

(4)对于评价结果为/较差0时,应暂停加、卸油作业,采取可行措施整改存在隐患后再继续作业。

(5)对于评价结果为/差0时,应立即停业整顿。通过上述实例清楚地看到,模糊数学理论在加油站安全评价上有着较大的实用意义,它不仅使对加油站系统的评价在主观和客观上能相对统一,而且能够对一些难以避免的模糊概念用量化表示,这是安全检查表法和事故树分析等安全评价方法所不能实现的。

在实际应用中,针对加油站安全评价的多因素影响性、模糊性,专家应根据每个加油站的不同情况,客观真实地给出分数,作为下一步评价的基础,以得到与实际情况较为符合的评价结果。

(收稿:2004年3月;作者地址:北京市海淀区学院路30号;北京科技大学土木与环境工程学院;邮编:100083)

0.2720.2720.2720.0920.0920.2140.2140.3570.1430.0720.6

0.2

0.2

1 GB50156)2002.中华人民共和国国家标准汽车加油加气站设计与施工规范[S],2002

0.076

2 吴宗之,高进东,魏利军.危险评价方法及其应用[M].北京:冶金工业出版社,2002

3 李志宪,杨漫红.瓦斯爆炸事故易发性评价模型及防治对策[J].中国煤炭,2001,27(12):43~45

4 于贤福,秦勇.油库安全的灰色模糊综合评判[J].工业安全与环保,2003,29(8):38~39

0.3630.1820.1820.1820.091

参考文献

(5)综合因素评价矩阵:

B=A.R=

0.0.150.150.30..

T

0.3850.3850.1540.2720.2720.2720.2140.2140.3570.6

0.2

0.2

0.3630.1820.182(0.3,0.25,0.2,0.15,0.092)

0.0920.0920.1430.072=0

0.1820.091

王玉怀 副教授,北京科技大学

在职博士研究生,华北科技学院安全与环境工程系采矿教研室主任。1966年生,河北省故城县人。主要从事矿业工程与矿业经济的教学与科研工作,主持或参与多项科研课题。在5辽宁工程技术大学学

报6、5煤炭工程6等杂志上发表论文10多篇,并参与多部教材的编写工作。

贾传峻 北京交通大学交通运输

学院在读博士研究生,1974年

10月生,1997年毕业于北方交通大学运输系,获工学学士学位,2000年考入该校交通运输学院,攻读硕士,2003年毕业,获工学硕士学位。现主要参加/城际间快捷货

物运输体系的研究0、/铁路运输调度管理系统0等部级科研项目的研究与开发,其中/铁路运输调度管理系统0已通过铁道部鉴定,在现场投入使用,情况良

好。在国内期刊上发表论文多篇。

李 岐 辽宁工程技术大学安全

系统工程专业硕士研究生。1979年9月出生于甘肃省陇西县,2002年毕业于辽宁工程技术大学采矿专业,后考取该校安全系统工程硕士研究生,主要从事CAD的二次开发在矿井通风系统管理中

的应用研究。参加了山西晋城煤矿通风系统改造工作,并对辽宁省本溪市大部分金属矿、鞍钢集团、本钢集团等单位进行了安全系统评价。现在主要从事安全系统评价方法的研究。

张 鹏 博士研究生。河南开封

人,1978年生。2000年本科毕业于

合肥工业大学机械设计与制造专业,2003年硕士毕业于该校机械设计及理论专业。现为上海交通大学机械与动力工程学院机械工程设计与自动化研究所在读博士生。

主要研究方向为物流装备及自动化、高层建筑垂直疏散应急预案分析与研究等。

冯雅薇 北京交通大学土建学院

道路与铁道工程博士研究生。1979年12月出生于天津大港。2002年毕业于北方交通大学土建系。现主要从事直线电机轮轨系

统的列车-轨道耦合动力学仿真及其线路设计参数优化设计方面

的研究。参加的课题有/直线电机铁路应用研究0、/直线电机客运系统模式及应用研究0、/直线电机轨道交通线路设计参数及标准研究0。同时参与了5直线电机运载系统可行性研究报告6的编制工作。

梁 缙 硕士研究生。重庆人,

1979年10月生,2002年毕业于北京科技大学环境工程专业,同年考入北京科技大学土木与环境工程学院安全技术及工程专业。现主要从事安全评价方面的研究工作,并已参加了多项安全评价项目工

作。撰写的5石家庄大气环境区划与可持续发展6一文,曾入选5中国环境科学学会2002年学术年会论文集6。

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第14卷第8期 中国安全科学学报Vol.14No.8 加油站模糊数学安全评价模型及应用 梁 缙 (北京科技大学土木与环境工程学院) 李志宪 (北京达飞安全科技有限公司) 王海燕 (中国矿业大学(北京校区)资源与安全工程学院) 学科分类与代码:6201…

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