姜 偉副教授 楊 寧 李吉祥 武宗豪 寧子淇

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083；2.威海市能源事業(yè)發(fā)展中心，山東 威海 264299)

0 引言

危險(xiǎn)化學(xué)品(以下簡(jiǎn)稱“危化品”)事故易發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，事故類型多為爆炸類事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)重特大事故中，爆炸事故占63.09%[1-2]。由于?；飞a(chǎn)環(huán)節(jié)爆炸事故危險(xiǎn)大、原因種類繁多且原因之間存在復(fù)雜關(guān)系。因此，對(duì)事故原因之間關(guān)系進(jìn)行分析，并找到影響?；飞a(chǎn)環(huán)節(jié)爆炸事故的主要因素，對(duì)?；钒踩兄匾饬x。

關(guān)于?；肥鹿实难芯浚疑萚3]利用典型蝴蝶結(jié)數(shù)學(xué)模型將爆炸事故原因樹和爆炸事件原因樹相互作用結(jié)合，對(duì)“11.22”中石化東黃輸油管道油氣泄漏爆炸事故發(fā)生的主要原因和其他后果進(jìn)行分析；袁利偉[4]通過對(duì)?；返湫褪鹿拾咐钠饰觯瑲w納總結(jié)火災(zāi)、爆炸事故的事故致因模式，建立事故傷害數(shù)學(xué)模型；陳日輝等[5]運(yùn)用事故樹分析法對(duì)導(dǎo)致酒精儲(chǔ)罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)爆炸的原因進(jìn)行分析，建立酒精儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故樹模型，然后計(jì)算確定事故樹中各類事件的重要程度及各類事件間的關(guān)系；Baksh等[6]使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法計(jì)算液化天然氣火災(zāi)爆炸事故不良事件發(fā)生的后驗(yàn)概率；Halloul等[7]為了識(shí)別和評(píng)估原油罐著火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，提出一種新的模糊故障樹分析方法與專家訪談相結(jié)合。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究，可以看出目前主要使用事故致因模型對(duì)危化品事故原因進(jìn)行定性或定量的研究，但是危化品事故原因復(fù)雜，這些研究并不能清晰分析事故原因的重要度和主要原因。因此，為全面獲得?；飞a(chǎn)環(huán)節(jié)火災(zāi)爆炸事故原因，建立各原因之間的聯(lián)系，本文將AcciMap模型與網(wǎng)絡(luò)層次分析法(Analytic Network Process，ANP)結(jié)合，建立對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)火災(zāi)爆炸事故的原因重要度分析方法，并以某化工廠“5.22”火災(zāi)爆炸事故為例進(jìn)行驗(yàn)證。

1 研究方法分析

1.1 AcciMap模型

AcciMap模型是Rasmussen于l997年提出的系統(tǒng)事故致因模型，該方法從政府政策與預(yù)算、監(jiān)管機(jī)構(gòu)與協(xié)會(huì)、相關(guān)企業(yè)管理、技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理、事故進(jìn)程與人員活動(dòng)、設(shè)備與環(huán)境等維度分析事故致因及其相互關(guān)系[8]。

AcciMap模型可用于各種社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)環(huán)境中，能夠在立法、法規(guī)和組織因素影響的同時(shí)，更全面地了解事故的發(fā)生方式和原因[9]。目前，AcciMap模型已在醫(yī)療、交通、火災(zāi)爆炸等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用[10-12]，可以更好地闡述復(fù)雜事故的原因，補(bǔ)充社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)級(jí)別。學(xué)者運(yùn)用AcciMap模型對(duì)事故層次進(jìn)行劃分與補(bǔ)充，在法律、政府、監(jiān)管、企業(yè)、從業(yè)者、設(shè)備環(huán)境各方面全面分析事故原因[13]。AcciMap模型對(duì)于?；繁ㄊ鹿试蚍治鲇袘?yīng)用價(jià)值，可以深層次挖掘補(bǔ)充事故原因，并且建立各層級(jí)原因之間的聯(lián)系[14]。

1.2 網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)

通過AcciMap模型對(duì)?；繁ㄊ鹿实挠绊懸蛩剡M(jìn)行定性分析，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合ANP對(duì)其中的原因進(jìn)行定量計(jì)算，以達(dá)到定性分析與定量分析相結(jié)合的目的。

Thomas[15]于1996年提出ANP，是一個(gè)有力的決策模型，應(yīng)用行業(yè)廣泛，目前許多學(xué)者將此方法應(yīng)用于方案的選取、優(yōu)先級(jí)的確定等工作中，可以量化指標(biāo)，用數(shù)字來清晰比較。

ANP主要有2種應(yīng)用：一種是直接應(yīng)用已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究，建立相應(yīng)的指標(biāo)體系或評(píng)估模型，如BOCR(Benefits，Opportunities，Costs and Risks)分析網(wǎng)、模糊分析網(wǎng)絡(luò)[16-20]；另一種是結(jié)合其他方法一起進(jìn)行應(yīng)用，如灰色模糊評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、人因分析和分類系統(tǒng)模型、決策試驗(yàn)和評(píng)價(jià)試驗(yàn)法、模糊數(shù)據(jù)包絡(luò)分析等[21-29]。將ANP運(yùn)用到?；飞a(chǎn)環(huán)境爆炸事故原因中，通過量化各種原因指標(biāo)，或?qū)⒉荒芰炕亩鄠€(gè)原因指標(biāo)共同分析，可以充分考慮不同層面元素之間的關(guān)聯(lián)性或反饋關(guān)系。

本文使用yaanp軟件進(jìn)行ANP分析。yaanp軟件是一個(gè)基于ANP的綜合評(píng)估助手軟件，它可以為使用ANP的決策過程提供模型的構(gòu)建和計(jì)算[30]。

1.3 AcciMap模型與ANP的結(jié)合

通過上述分析可以看出，利用AcciMap模型可以定性分析?；飞a(chǎn)環(huán)節(jié)爆炸事故原因，編制出原因列表，并建立各層級(jí)原因之間的聯(lián)系。然后運(yùn)用ANP對(duì)AcciMap模型分析出的事故原因構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)層次的典型結(jié)構(gòu)，通過繪制網(wǎng)狀圖建立事故原因連接，對(duì)存在關(guān)聯(lián)的原因運(yùn)用1-9分度法進(jìn)行重要性兩兩對(duì)比，構(gòu)造ANP超矩陣計(jì)算事故原因權(quán)重，具體計(jì)算可由yaanp軟件實(shí)現(xiàn)，完成原因定量計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)事故原因重要度分析。

2 事故原因權(quán)重分析

2.1 事故描述

2019年5月22日4∶30左右，某化工車間氣分崗位當(dāng)班操作工陳某，按照內(nèi)主操郭某安排，先到氣分裝置2層V401罐進(jìn)行脫水操作，完成后至3層V402(操作壓力1.82MPa)進(jìn)行脫水操作。陳某用F型鐵質(zhì)扳手打開靠近V402體的根部，開度約一半，再開遠(yuǎn)端，先旋開2圈左右，在看到V402底部脫水管口有水排出后，又旋開了一圈。在水已排凈，丙烷氣體從脫水管道噴出后，陳某未能及時(shí)關(guān)閉遠(yuǎn)端，噴出的氣體遇靜電起火，隨即陳某用F型鐵質(zhì)扳手關(guān)閉遠(yuǎn)端，旋關(guān)了1.5圈后，由于此時(shí)火勢(shì)加大，未完全關(guān)閉，隨后陳某又嘗試關(guān)閉靠近V402罐體的根部，但火勢(shì)較大，已無法控制，進(jìn)而導(dǎo)致燃爆，陳某雙手受傷。

2.2 事故原因分析

根據(jù)AcciMap模型劃分的系統(tǒng)層級(jí)，結(jié)合事故調(diào)查報(bào)告中事故過程描述，將事故原因分為法規(guī)與公司管理、人的不安全行為、物料設(shè)備與環(huán)境3個(gè)方面，具體事故原因指標(biāo)，見表1。

表1 某化工廠“5.22”事故原因分析

根據(jù)表1，得到法規(guī)與公司管理、人的不安全行為、物料設(shè)備與環(huán)境3個(gè)層面的原因，但是這些原因之間并不相互獨(dú)立，原因之間相互影響，存在關(guān)聯(lián)，接下來將使用ANP對(duì)化工廠事故原因進(jìn)行權(quán)重分析。

2.3 事故原因權(quán)重分析

首先根據(jù) AcciMap 模型，對(duì)表1中各層級(jí)原因進(jìn)行分析，建立各層級(jí)原因之間的聯(lián)系，然后運(yùn)用yaanp軟件對(duì)各原因進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層次分析，計(jì)算得到各原因的權(quán)重，對(duì)事故原因進(jìn)行重要度比較，得到影響本次事故的主要原因，構(gòu)建的事故原因ANP網(wǎng)絡(luò)，如圖1。

圖1 某化工廠“5.22”事故原因ANP模型

根據(jù)表1，將導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因因素組成元素集U：

U={a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，b1，b2，b3，c1，c2，c3，c4，c5，c6，c7}

建立事故原因的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)之后，設(shè)定集成公式為默認(rèn)公式，即默認(rèn)的加權(quán)平均方式。在選擇備選方案時(shí)默認(rèn)不設(shè)定備選方案，將在計(jì)算結(jié)果中展示所有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重，即展示事故原因的重要度。

運(yùn)用專家打分法對(duì)各個(gè)原因之間的關(guān)系進(jìn)行重要性的比較，運(yùn)用1-9分度方法對(duì)各個(gè)原因性指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行兩兩之間的打分，并進(jìn)行歸一化處理，得到無權(quán)重超矩陣。依據(jù)表1中各層級(jí)原因制作專家打分表，包括打分內(nèi)容與指標(biāo)賦值，見表2。邀請(qǐng)2位應(yīng)急管理專家、2位化工企業(yè)工作者，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)表2進(jìn)行打分。根據(jù)收集到的專家打分結(jié)果，平均處理分值之后，將分?jǐn)?shù)輸入yaanp軟件。

表2 打分內(nèi)容與指標(biāo)賦值

依據(jù)1-9分度法，將專家打分情況輸入yaanp系統(tǒng)中，所有原因因素都按照與事故發(fā)生的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行比較，得到事故原因指標(biāo)權(quán)重值，見表3。

表3 事故原因權(quán)重值

根據(jù)表3，最終得到事故原因一級(jí)指標(biāo)權(quán)重A為：

A=[0.457 934，0.416 061，0.126 005]

事故原因二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分別為：

A1=[0.178 284，0.101 815，0.119 230，0.061 213，0.106 213，0.097 606，0.044 441]

A2=[0.002 226，0.027 009，0.094 322]

A3=[0.013 919，0.034 843，0.019 971，0.020 582，0.027 376，0.016 318，0.037 633]

一致性檢驗(yàn)結(jié)果為：

0.008 849<0.1

故該判斷矩陣的計(jì)算方法所得到的結(jié)果之間的一致性可以被接受，即所計(jì)算得到的各項(xiàng)事故原因指標(biāo)權(quán)重系數(shù)可以被接受。

根據(jù)分析結(jié)果可以看出，3個(gè)層級(jí)原因中，造成事故發(fā)生的原因集中在法規(guī)和公司管理層面，且安全培訓(xùn)不到位、操作規(guī)程存在缺陷、操作過程中未明確脫水量以及脫水作業(yè)規(guī)定未通過評(píng)審4項(xiàng)為事故主要影響原因，其權(quán)重值均超過0.1。

3 結(jié)論

(1)根據(jù)AcciMap模型，對(duì)某化工廠“5.22”火災(zāi)爆炸事故原因進(jìn)行分析，得到法規(guī)與公司管理、人的不安全行為和物料設(shè)備與環(huán)境3個(gè)層級(jí)的原因。進(jìn)而對(duì)3個(gè)層級(jí)原因繼續(xù)進(jìn)行分析，分別得到3個(gè)層級(jí)對(duì)應(yīng)7、3、7個(gè)事故原因二級(jí)指標(biāo)，并建立了事故原因二級(jí)指標(biāo)之間的聯(lián)系。

(2)根據(jù)建立的事故原因ANP模型，運(yùn)用yaanp軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層次方法對(duì)事故原因進(jìn)行重要度量化計(jì)算，得到3個(gè)層級(jí)中造成事故發(fā)生的原因集中在法規(guī)和公司管理層面，且安全培訓(xùn)不到位、操作規(guī)程存在缺陷、操作過程中未明確脫水量以及脫水作業(yè)規(guī)定未通過評(píng)審4項(xiàng)為事故主要影響原因。