高 飛袁樹杰，2

1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院 2.煤礦安全高效開采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

基于灰色關(guān)聯(lián)分析的倉(cāng)庫(kù)?；肺ｋU(xiǎn)系數(shù)評(píng)價(jià)

高 飛1袁樹杰1，2

1.安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院 2.煤礦安全高效開采省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

企業(yè)倉(cāng)庫(kù)作為企業(yè)整體中不可缺少的一部分，其內(nèi)儲(chǔ)存的物品往往關(guān)乎企業(yè)的發(fā)展和壯大。一旦發(fā)生火災(zāi)或者爆炸，將會(huì)對(duì)企業(yè)造成難以估量的損失，甚至?xí)蛊髽I(yè)面臨破產(chǎn)或者倒閉風(fēng)險(xiǎn)。本文應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)某一個(gè)典型火災(zāi)爆炸事件進(jìn)行相應(yīng)的?；钒踩治?，得到倉(cāng)庫(kù)?；返奈ｋU(xiǎn)系數(shù)，為?；返陌踩芾硖峁┝藚⒖肌?/p>

倉(cāng)庫(kù)；危化品；灰色關(guān)聯(lián)分析；危險(xiǎn)系數(shù) ；層次分析法

倉(cāng)庫(kù)作為一個(gè)企業(yè)儲(chǔ)存生產(chǎn)物品的庫(kù)房，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)效益的最后一道工序，關(guān)乎企業(yè)的生存、發(fā)展和壯大。然而近年來(lái)，企業(yè)倉(cāng)庫(kù)的火災(zāi)及爆炸事件卻頻頻發(fā)生，企業(yè)安全生產(chǎn)令人擔(dān)憂。2015年8月12日，天津東疆保稅港區(qū)瑞海國(guó)際物流有限公司所屬危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)發(fā)生爆炸，造成165人遇難，8人失蹤，幾萬(wàn)戶房屋受損，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元人民幣； 10月12日，天津市天津永晟化工有限公司一儲(chǔ)存乙醇、甘油等化工產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)發(fā)生大火，無(wú)人員傷亡。對(duì)于存儲(chǔ)化工產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)，其在發(fā)生火災(zāi)或者爆炸后，將造成無(wú)法估量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的后果。灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法［1］。對(duì)于?；?，則通過定量確定各項(xiàng)關(guān)聯(lián)指標(biāo)系數(shù)的數(shù)值，本文所利用的加權(quán)平均數(shù)法來(lái)對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象危險(xiǎn)程度進(jìn)行等級(jí)劃分，使定量判斷更加準(zhǔn)確，對(duì)于企業(yè)做好倉(cāng)庫(kù)的防火安全措施具有指導(dǎo)意義。

1　分析方法介紹與應(yīng)用

1.1灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析方法，是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，亦即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法［2］。

灰色關(guān)聯(lián)分析法的計(jì)算與分析步驟如下［3］：

（1）確定能夠反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列，以及能夠影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。

（2）針對(duì)以上確定出的參考數(shù)列和比較數(shù)列，對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

（3）求解參考數(shù)列和比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ζ（Xi）。

對(duì)于一個(gè)由若干個(gè)比較數(shù)列X1， X2，…， Xn組成的參考數(shù)列X0，各比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個(gè)時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）可由下列公式算出：

式中 ：

ρ—分辨系數(shù)，在0～1之間，常取0.5；

Δ（min）—第二級(jí)最小差；

Δ（max）—兩級(jí)最大差；

Δ0i（k）—各比較數(shù)列上的點(diǎn)Xi與參考數(shù)列上的點(diǎn)X0的絕對(duì)差值。

（4）求關(guān)聯(lián)度［4-5］。

因?yàn)殛P(guān)聯(lián)系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在不同情形下的關(guān)聯(lián)程度值，所以往往它具有很多個(gè)值，而分散開的不同的數(shù)值之間很難進(jìn)行整體性比較。因此，采取取其算術(shù)平均值的方法（有時(shí)還因關(guān)聯(lián)系數(shù)本身重要性的不同，采用加權(quán)取其平均值得方法），將各個(gè)的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中為一個(gè)值，作為比較數(shù)列與參考數(shù)列間關(guān)聯(lián)程度的數(shù)量表示，關(guān)聯(lián)度公式如下：

式中：

ri—比較數(shù)列xi對(duì)參考數(shù)列x0的灰關(guān)聯(lián)度；ri的值越接近1，則說明相關(guān)性越好。

（5）關(guān)聯(lián)度排序。

依據(jù)上述步驟（4）的方法求解出的關(guān)聯(lián)度，將其按照從大到小的順序排列，得到待評(píng)價(jià)目標(biāo)依關(guān)聯(lián)度的排列順序。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是將研究對(duì)象及影響因素的因子值視為一條線上的點(diǎn)，與待識(shí)別對(duì)象及影響因素的因子值所繪制的曲線進(jìn)行比較，比較它們之間的貼近度，并分別量化，計(jì)算出研究對(duì)象與待識(shí)別對(duì)象各影響因素之間的貼近程度的關(guān)聯(lián)度，通過比較各關(guān)聯(lián)度的大小來(lái)判斷待識(shí)別對(duì)象對(duì)研究對(duì)象的影響程度。

1.2層次分析法

應(yīng)用單層次一致性檢驗(yàn)的方法，檢驗(yàn)判斷矩陣是否具有滿意一致性，檢驗(yàn)公式為：

式中：

λmax—通過判斷矩陣求得的最大特征值；判斷矩陣平均隨機(jī)一致性指標(biāo) RI，見表1。

表1　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

計(jì)算判斷矩陣的一致性比率CR=CI/RI；當(dāng)CR=0時(shí)，A具有完全一致性；當(dāng)CR＜0.1時(shí)，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要調(diào)整判斷矩陣使其達(dá)到可接受的一致性比率。

2　分析方法在?；分械膽?yīng)用

2.1背景

2015的8月12日，在天津東疆保稅港區(qū)的碼頭，天津瑞海國(guó)際物流有限公司所屬的危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)發(fā)生了爆炸。根據(jù)官方提供的一些?；窋?shù)量統(tǒng)計(jì)，該公司危化品倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的部分制作成?；贩N類和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，見表2。

表2　危化品數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

2.2應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行分析

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定。指標(biāo)的確定可以說是該灰色關(guān)聯(lián)分析法的重點(diǎn)，本文根據(jù)文獻(xiàn)［6］，了解到，對(duì)于危險(xiǎn)化工產(chǎn)品，其儲(chǔ)存量的體積越大，人員等接觸到的可能性就越大；沸點(diǎn)越低，越容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)；半致死量越小，說明其擴(kuò)散的毒性及危險(xiǎn)性越大；當(dāng)然，其本身是否具有可燃性也很重要，越容易發(fā)生燃燒或者爆炸，其存儲(chǔ)就越難，越易發(fā)生危險(xiǎn)；最后就是，該化工產(chǎn)品遇水會(huì)產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)亦需要考慮，這可以防止在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，因盲目的的用水滅火而造成更大損失。

為更好的確定各種危化品危險(xiǎn)程度，本文確定了以下評(píng)價(jià)指標(biāo)：比值R（儲(chǔ)存量/臨界值），體積V，沸點(diǎn)BP，半致死量LD50，可燃/爆炸C/B，遇水反應(yīng)WR。

（2）對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化。利用插值法對(duì)以上的數(shù)據(jù)按指定的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行Min-max標(biāo)準(zhǔn)化后，在進(jìn)行百分制無(wú)量綱化。?；窋?shù)量無(wú)量綱化統(tǒng)計(jì)，見表3。

表3　危化品數(shù)據(jù)無(wú)量綱化統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存量/臨界值所求出的比值R，各物質(zhì)R值，見表4。

表4　儲(chǔ)存物存的R值

若記其中的最大值氰化鈉R值14為無(wú)量綱數(shù)100，最小值硫化鈉R值0.028為無(wú)量綱數(shù)1，那么，利用插值法，得到硝酸鉀比值的無(wú)量綱數(shù)為19。特別注意，無(wú)量綱數(shù)越大，就代表該物質(zhì)的危險(xiǎn)系數(shù)越大。在日常生活中，對(duì)其安全性要求就越高。線性插值公式

式中：

y—待求某數(shù)據(jù)無(wú)量綱數(shù)；

x—該數(shù)據(jù)實(shí)際值；

xmin—該組數(shù)據(jù)中最小值；

xmax—該組數(shù)據(jù)中最大值。

（3）確定分析的參考數(shù)據(jù)列依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法尋找每個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)無(wú)量綱化之后的最大值，作為分析的參考數(shù)列，如下：

（5）求最值。由灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)算每個(gè)?；窡o(wú)量綱化后各指標(biāo)數(shù)據(jù)中的最值。

表5　無(wú)量綱數(shù)據(jù)差的絕對(duì)值計(jì)算表

（6）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）。依據(jù)計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)的公式：

分別計(jì)算每個(gè)比較數(shù)列與參考數(shù)列對(duì)應(yīng)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中分辨系數(shù)ρ取0.5［7］。計(jì)算的關(guān)聯(lián)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表，見表6。

表6　關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）統(tǒng)計(jì)表

2.3應(yīng)用層次分析法進(jìn)行分析

依據(jù)層次分析法，對(duì)各指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩對(duì)比之后，然后按9分位比率排定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)優(yōu)劣順序［9-10］，依次構(gòu)造出評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣A為：

對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。應(yīng)用MATLAB計(jì)算出其特征值，見表7。

表7　判斷矩陣A的特征值

由表7可知，最大特征值λmax為6.1249。計(jì)算得到CI為0.02498，再查表1得RI為1.26，因而矩陣A的一致性比率CR=0.0198＜0.1。說明矩陣A具有滿意的一致性。

按照“和積法”求得A的列規(guī)范化矩陣為

表8　評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

由以上統(tǒng)計(jì)的各?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（k）及其所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，計(jì)算?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)統(tǒng)計(jì)，見表9。

表9　?；逢P(guān)聯(lián)系數(shù)加權(quán)算術(shù)平均值統(tǒng)計(jì)表

在考慮各項(xiàng)指標(biāo)之間的權(quán)重關(guān)系的前提下，從上面的關(guān)聯(lián)系數(shù)表，可以清晰地知道，各物質(zhì)的危險(xiǎn)程度大小關(guān)系，依次為：氰化鈉，硅化鈣，馬來(lái)酸酐，硝酸銨，氫碘酸，氫氧化鈉，硫化鈉，硝酸鉀，氫化鈉［8］。

3　結(jié)論

（1）利用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析倉(cāng)庫(kù)?；?，采用加權(quán)平均數(shù)計(jì)算法計(jì)算危化品的危險(xiǎn)系數(shù)，不僅可以了解該?；穫}(cāng)庫(kù)各種危化品的儲(chǔ)存量均高于儲(chǔ)存的臨界值，倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)屬于重大危險(xiǎn)源，還可以知道各種?；返奈ｋU(xiǎn)系數(shù)順序?yàn)?，氰化鈉＞硅化鈣＞馬來(lái)酸酐＞硝酸銨＞氫碘酸＞氫氧化鈉＞硫化鈉＞硝酸鉀＞氫化鈉。

（2）分析中涉及到的?；肺锢砘瘜W(xué)性質(zhì)（如碘化氫氣體遇水生成強(qiáng)酸；硅化鈣遇水生成可燃?xì)怏w，進(jìn)而遇氧氣發(fā)生爆炸；馬來(lái)酸酐遇水容易水解生成具有腐蝕特性的順丁烯二酸物質(zhì)等），也使得作業(yè)人員在應(yīng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)突發(fā)火災(zāi)時(shí)，能采取正確地應(yīng)對(duì)措施，避免了以往的由于作業(yè)人員對(duì)于?；分R(shí)的欠缺，倉(cāng)庫(kù)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，單一的或者錯(cuò)誤的使用自來(lái)水進(jìn)行滅火而造成的人員生命、財(cái)產(chǎn)的更大災(zāi)難損傷的狀況。依上可知，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法比以往的直接利用重大危險(xiǎn)源分析法分析?；犯鼡?jù)有說服力，且分析結(jié)果也更加得準(zhǔn)確和全面。

［1］ 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.GB18218-2009，危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009

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