鄧兵兵助理研究員 徐亞博副研究員 謝昱姝研究員 鄧 方工程師 代寶乾研究員

(1.北京市科學技術研究院城市安全與環(huán)境科學研究所，北京 100054；2.北京市燃氣集團有限責任公司高壓管網(wǎng)分公司，北京 100011)

0 引言

當前城市規(guī)模急速膨脹，人口密集度劇增，安全生產(chǎn)環(huán)境愈發(fā)復雜，急需變被動監(jiān)管為主動管理，創(chuàng)新安全管理模式，風險管理工作能有效防范事故發(fā)生，其重要地位也日益凸顯[1-2]。近年來發(fā)生的“12.31”上海踩踏事故、“8.12”天津港爆炸事故、“12.24”江西豐城電廠施工平臺坍塌事故、“6.13”十堰燃氣爆炸事故等一系列重特大事故表明，我國城市安全風險管控能力滯后于城市發(fā)展速度[3]。近年來，北京、上海、廣州、天津、深圳等地均開展城市安全風險評估工作[4]，組織生產(chǎn)經(jīng)營單位針對工藝、設備、物品、場所和崗位，開展風險辨識和評估，進行分級管控，基本摸清掌握城市危險源、風險點，特別是可能引發(fā)重特大事故的危險源、風險點。但城市管理者對風險綜合分析需求愈加強烈，亟需利用安全風險點位大數(shù)據(jù)，通過科學合理的評估模型計算出區(qū)域安全風險程度，為風險監(jiān)測預警提供支撐[5]，通過強化空間規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、資源配置，對潛在風險做好應急準備。

國外對城市安全問題的研究多依據(jù)本國的特點，關注城市安全的不同方面，歐洲等國城市公共安全的側重點偏向于社會治安，日本更注重多災種的綜合防災管理[6-7]。國內(nèi)學者從不同角度對區(qū)域安全風險進行研究，如談力[8]通過分析脆弱性與災害風險的關系，構建基于城市韌性理論的城市綜合風險評估體系，對自然災害綜合風險進行評估；張慧等[9]提出點—線—面的城市燃氣行業(yè)安全風險評估分級標準指標體系，對行業(yè)性分析進行評估；汪婷[10]以固有風險數(shù)據(jù)為基礎構建了區(qū)域評估模型，計算燕山地區(qū)區(qū)域風險；王國棟等[11]提出以企業(yè)數(shù)據(jù)為基礎開展區(qū)域安全風險評估思路；劉偉[12]通過定量風險評價模式評估化工園區(qū)區(qū)域風險。以上研究都不同程度地存在評估指標相單一、分析模型不具體、研究區(qū)域局限等問題。

筆者以安全生產(chǎn)風險大數(shù)據(jù)為基礎，構建區(qū)域風險評估指標體系和綜合風險評估模型，并實例分析某市區(qū)域安全風險，為今后開展安全生產(chǎn)區(qū)域綜合風險評估工作提供一種新的思路。

1 基于層次分析法的風險評估

1.1 層次分析法

70年代中期，美國匹茲堡大學教授T.L.Saaty提出層次分析方法[13]，該方法將定性和定量指標統(tǒng)一在一個模型中，根據(jù)問題的性質和達到的總目標，將復雜問題分解成按支配關系分組，形成有序遞階層次結構中的不同因素[14]，既可以用于系統(tǒng)的綜合評價與決策[15]，也可以評價系統(tǒng)各要素的權重大小[16]。

區(qū)域安全風險涉及的因素既有定性因素，又有定量因素。層析分析法可將定性分析與定量分析較好的有機結合起來，同時，既包含主觀的邏輯判斷和分析，又依靠客觀的精確計算和推演，使評估過程和結果具有很強的條理性和科學性。區(qū)域安全風險涉及因素往往有多個層次，在結構上又具有遞進層次關系。層次分析法可以有效地將復雜系統(tǒng)分解成若干層次，建立準則層和子準則層，通過比較判斷，計算各因素對區(qū)域風險的排序權值[17]，整個評估過程體現(xiàn)出分解、判斷、綜合的系統(tǒng)思維方式，故選擇層次分析法對區(qū)域安全風險進行評估。

1.2 指標體系構建

1.2.1 構建原則

區(qū)域安全風險具有密集性、流動性、疊加性、全域性等特點，決定了構建區(qū)域安全風險綜合評估指標體系是一項復雜的系統(tǒng)工程。在指標體系構建過程中必須注意把握科學性、客觀性、系統(tǒng)性、公正性、可行性、可比性等原則，這些原則是建立區(qū)域安全風險綜合評估指標體系的重要保證，是正確、有效地進行區(qū)域安全風險水平研究的重要保證。

1.2.2 構建思路

區(qū)域安全風險綜合評估指標體系是以降低安全生產(chǎn)事故為目標，以管控固有風險為重點，以提升風險防控能力和風險管理工作成效為出發(fā)點，由絕對與相對相結合的定量要素構成的系統(tǒng)。根據(jù)區(qū)域安全風險的構成特點，基于風險理論和統(tǒng)計學原理，利用主成分分析法、相關性分析法和數(shù)據(jù)提取技術，建立一個由3個層次指標構成的城市區(qū)域安全風險評估指標體系，指標體系構建原理，如圖1。

圖1 城市區(qū)域安全風險評估指標體系的構建思路Fig.1 The construction idea of the index system for urban regional safety risk assessment

1.2.3 指標的選定

指標是反映系統(tǒng)總體現(xiàn)象的特定概念和具體數(shù)值的綜合，包括指標名稱和指標數(shù)值2部分，是從數(shù)量方面來描述系統(tǒng)的屬性或特征。由于影響城市區(qū)域安全因素的不確定性和復雜性，對城市區(qū)域安全風險評估指標選取與設置、評估指標的權重衡量確實有難度，這勢必影響區(qū)域風險的評估尺度與精度，使評估結果難以具有可預測性與權威性，因此，構建科學合理的指標體系是區(qū)域安全風險評估的重要內(nèi)容。

按照上述構建原則和思路，主要通過以下3個過程對指標進行構建：

(1)評價指標的海選。本研究將風險源相關指標納入城市區(qū)域安全風險評估指標體系中，以風險信息系統(tǒng)產(chǎn)生的指標為基準，以經(jīng)典文獻的高頻率指標為重點，以推動城市風險評估工作為導向，并聚焦城市安全生產(chǎn)領域，共確定33個海選指標。

(2)評價指標的初選。在評價指標海選的基礎上，主要使用定量篩選法確定初選指標。首先，選擇從事城市安全風險評估工作的2位應急管理部門領導干部和8位技術專家，對海選指標的合理性和可行性進行判斷，剔除部分指標；其次，通過相關性分析刪除同一層級相關性較大的指標，避免指標反映的重復信息對評估結果的影響；最后，通過主成分分析法篩選出主成分中因子負載大的指標，保證篩選出的指標對評估結果有顯著影響。

(3)評價指標的理性補充。指標初選中定量篩選法的依據(jù)是指標數(shù)據(jù)的差異性變化，它克服主觀篩選的不足，但是由于過度依據(jù)客觀數(shù)據(jù)，容易忽視指標的實際含義，導致一些有代表性的指標被誤刪。同時，在樣本選擇期內(nèi)，指標可能因為其數(shù)據(jù)差異較小而被誤刪。因此，在評價指標初選的基礎上，本研究通過理性分析補充一些典型的高頻指標，從而最終確定城市區(qū)域安全風險綜合評估指標體系。

區(qū)域安全風險評估指標體系最終確定1個一級指標，5個二級指標，21個三級指標，城市區(qū)域安全風險評估指標體系，如圖2。

圖2 城市區(qū)域安全風險評估指標體系Fig.2 The index system for urban regional safety risk assessment

一級指標的選定。城市區(qū)域安全風險綜合評估指標體系一級指標1個，即區(qū)域安全風險水平，這是衡量評價區(qū)域安全風險高低的綜合性指標。

二級指標的選定。根據(jù)區(qū)域安全風險綜合評估的實際需求，結合已有城市風險評估工作基礎數(shù)據(jù)采集情況，設立5個二級指標，即：固有風險、安全生產(chǎn)事故、風險防控能力、風險管理工作成效、區(qū)域基礎條件，構成區(qū)域安全風險綜合評估指標體系的主體框架(功能團)。

三級指標的選定。二級指標在城市區(qū)域安全風險綜合評估指標體系中處于承上啟下位置，屬于合成性指標，還需要有一組能夠充分反映和代表其性質和作用的基礎性指標，即三級指標，三級指標是否客觀、準確和具有代表性，直接決定著對城市區(qū)域安全風險評估的真實性和準確性。根據(jù)二級指標的范圍界定，選定21個指標數(shù)據(jù)作為三級指標，分屬于不同的二級指標。其中：固有風險下設風險源數(shù)量、重大風險源數(shù)量、較大風險源數(shù)量、火災類風險源數(shù)量、爆炸類風險源數(shù)量、中毒窒息類風險源數(shù)量、坍塌類風險源數(shù)量7個三級指標；安全生產(chǎn)事故下設較大及以上事故發(fā)生起數(shù)、一般事故發(fā)生起數(shù)2個三級指標；風險防控能力下設避難場所數(shù)量、消防部隊數(shù)量、醫(yī)療衛(wèi)生機構數(shù)量、微型消防站數(shù)量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道安全檢查隊數(shù)量、生產(chǎn)經(jīng)營單位管控措施平均數(shù)量、生產(chǎn)經(jīng)營單位應急物資與應急裝備平均數(shù)量7個三級指標；風險管理工作成效下設風險更新率、風險覆蓋率2個三級指標；區(qū)域基礎條件下設人均GDP、生產(chǎn)經(jīng)營單位密度、人口密度3個三級指標。

1.3 區(qū)域風險評估模型構建

1.3.1 指標標準化

區(qū)域安全風險綜合評估指標體系的不同三級指標數(shù)值相差很大。例如：對于固有風險來說，其下屬指標風險源數(shù)量可能成千上萬，而坍塌類風險源數(shù)量則有可能為0。為了能夠將不同數(shù)值范圍的三級指標進行加權得到二級指標，需要對三級指標的原始指標數(shù)值進行歸一化處理，將同一二級指標所屬的三級指標數(shù)值轉換到同一數(shù)量級(0～1之間)，以消除變量的量綱不同對評價結果的影響，對所選三級指標中反向指標進行正向化處理，也避免反向指標對評價結果的不合理影響。對已收集的三級指標原始數(shù)據(jù)進行分析，提出3種不同的處理方案來將原始數(shù)據(jù)x轉化為y，見表1。

表1 三級指標數(shù)據(jù)處理方案Tab.1 The data processing scheme of level III indexes

在數(shù)據(jù)預處理后，所有三級指標都被轉化為0～1之間，然后通過加權求和得到二級指標的數(shù)值。由于每個二級指標包含的所有指標權重之和為1，所以二級指標的數(shù)值范圍在0～1之間。

1.3.2 各級指標權重

邀請16位相關領域專家對各個指標的重要性進行打分，依次建立遞階層次結構，構造判斷(成對比較)矩陣，進行層次單排序及其一致性檢驗和層次總排序及其一致性檢驗，確定各個評估指標的權重，見表2。

表2 區(qū)域安全風險評估指標權重Tab.2 The weight of regional safety risk assessment indexes

續(xù)表

1.3.3 區(qū)域安全風險指數(shù)確定

通過加權求和得到城市區(qū)域安全風險綜合指數(shù)，如公式(1)所示：

(1)

式中：

A—某個時間點某個區(qū)的安全風險綜合指數(shù)；

Cij—第i個指標下設的第j個三級指標歸一化后的數(shù)值；

βij—第i個指標下設的第j個三級指標權重；

αi—第i個二級指標權重。

2 區(qū)域安全風險評估實例

2.1 區(qū)域安全風險分級標準

本文以某市為例，該市在安全生產(chǎn)領域已累計開展5年的風險評估工作，生產(chǎn)企業(yè)針對設備設施、生產(chǎn)工藝、作業(yè)流程等全面辨識本單位的安全風險源，并進行評估分級，截至目前，基本實現(xiàn)重點行業(yè)領域風險評估全覆蓋，并摸清風險源，具有較好的數(shù)據(jù)基礎。

基于該市風險管理信息系統(tǒng)和統(tǒng)計年鑒等數(shù)據(jù)，逐一理清三級指標采集指標數(shù)據(jù)來源，統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標準，明確統(tǒng)計指標名稱、含義及統(tǒng)計范圍，計算得出306個區(qū)域安全風險指數(shù)，選定+/-1標準偏差作為分割點，確定城市區(qū)域安全風險分級標準，見表3。區(qū)域安全風險分級標準的確定，可為繪制紅、橙、黃、藍色等級安全風險空間分布圖提供支撐。

表3 區(qū)域安全風險分級標準Tab.3 The classification standard for the regional safety risk

2.2 區(qū)域安全風險指數(shù)計算

選擇該市A、B、C、D、E和F等6個重點行政區(qū)域，應用區(qū)域安全風險評估模型，分別計算該市6個區(qū)2020年上半年各月區(qū)域安全風險指數(shù)，見表4。

表4 各區(qū)區(qū)域安全風險指數(shù)一覽表Tab.4 The list of regional safety risk indexes in each district

2.3 區(qū)域安全風險等級確定

根據(jù)區(qū)域安全風險分級標準，確定該市6個區(qū)2020年上半年各月的風險等級，見表5。A區(qū)和B區(qū)因處于敏感區(qū)域，E區(qū)因涉及較多企業(yè)風險且具有重大安全風險源，其區(qū)域安全風險等級處于較高水平；C區(qū)和D區(qū)在該市風險管理工作成效相對較好，區(qū)域風險等級處于一般水平；F區(qū)涉及企業(yè)風險因素較少，區(qū)域風險等級處于較低水平。通過與該市的整體現(xiàn)狀對比分析可以看出，計算出的區(qū)域安全風險等級與實際較為相符。

表5 各區(qū)區(qū)域安全風險等級Tab.5 The regional safety risk level of each area

3 結論

(1)本文通過建立區(qū)域安全風險評估指標體系，運用層次分析法構建區(qū)域風險評估數(shù)學模型的方式，來解決由點到面的綜合風險分析問題。

(2)實例分析表明，本文中所提出的1個一級指標、5個二級指標、21個三級指標，能基本決定某區(qū)域的安全生產(chǎn)風險等級，可為相關區(qū)域風險指數(shù)確定提供參考。

(3)通過區(qū)域安全風險等級，能直觀掌握區(qū)域各類風險的整體分布情況、關聯(lián)情況和發(fā)展態(tài)勢，有利于做好風險監(jiān)測、高效規(guī)劃和配置應急資源，對潛在風險做好應急準備。