加油站安全的模糊数学评价模型及其应用.pdf

加油站安全的模糊数学评价模型及其应用 李玉慧 易松华 怀化学院 教育系 湖南 怀化 418000 摘 要 随着目前加油站的数量日益增多 事故也在一定程度上有所增加 加油站的安全非常重要1 对加油站 安全的评价是一个多因素 多指标 多目标的复杂过程1 建立了加油站安全评价的指标体系及评判等级标准 确定 了指标体系各因素的权重 利用模糊数学的知识 对加油站的安全进行了多因素 多层次的综合性模糊评判 给出 了加油站安全的综合评价的数量化方法 使得对加油站安全的评价结果更加科学 合理 客观1 关键词 加油站 加油站安全的评价 模糊综合评判 层次分析法 权重 中图分类号 O29 文献标识码 A 文章编号 1671 9743 2007 08 0014 05 收稿日期 2007 07 10 作者简介 李玉慧 1973 男 苗族 湖南麻阳人 怀化学院教育系助教 硕士 主要研究模糊数学和粗糙集理论及应用1 1 加油站安全评价的意义和方法 111 加油站安全评价的意义 近年来 随着我国国民经济的快速发展 交通基础设施的不断改善和机动车保有量的快速增加 加油站 已成为民众生活中不可缺少的一部分 加油站的数量早在 2001年时就突破了 10 万座1 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1 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1 加油站安全评价就是依据一定的理论和方法对加油站安全进行客观的测量 分析诊 断 综合评判以及提出指导建议的系列价值评判过程1 112 加油站安全评价现状 对加油站的安全评价通常有模糊综合评判法 事故树定性分析法 预先危险性分析法 安全检查表法 概率统计法 指数法和评点法等1 加油站安全评价是一个模糊概念 对加油站安全评价是一个多因素 多指标 多目标的复杂过程 1 只有 对各种因素加以综合评价 使其定量化 才能得出科学 合理 客观的结论1 利用模糊数学的知识综合评价 加油站安全 是评价加油站安全较好的数量化方法1 本文设立了5 个一级因素 19 个二级因素 利用模糊数 学的知识 对加油站安全进行了多因素 多层次的综合性模糊评判 给出了加油站安全评价的数量化方法 使得对加油站安全评价结果更加科学 合理 客观1 2 加油站安全模糊综合评价模型的建立 211 建立评价指标体系 遵循科学性 合理性 可测性 可行性的原则 参照文献 1 P33 35 和 5中华人民共和国国家标 准汽车加油站设计与施工规范 GB50156 2002 6 并结合专家的意见建立加油站安全的评价指标体系及等 级标准 如表 1 第 26 卷第 8期 怀化学院学报 Vol1261No 18 2 0 0 7 年 8 月 JOURNAL OF HUAIHUA UNIVERSITY Aug1 2007 表 1 加油站安全的评价指标体系及等级标准表 一级指标评价因素 评判等级 很好较好一般较差 11 安全管理 111 规章制度很好较好一般较差 112 安全组织很好较好一般较差 113 安全检查很好较好一般较差 114 安全培训教育很好较好一般较差 115 安全意识很好较好一般较差 116 安全预案演练很好较好一般较差 21 消防设施 211 固定消防设备很好较好一般较差 212 移动消防器材很好较好一般较差 213 防护抢救设备很好较好一般较差 31 操作系统及操作 311 卸油作业系统很好较好一般较差 312 加油作业系统很好较好一般较差 313 卸油作业操作过程很好较好一般较差 314 加油作业操作过程很好较好一般较差 41 平面布局 411 油罐安全距离很好较好一般较差 412 加油机安全距离很好较好一般较差 413 库区布局很好较好一般较差 51 电气安全 511 防静电设备很好较好一般较差 512 防雷电设备很好较好一般较差 513 防爆炸设备很好较好一般较差 根据以上指标体系 将因素集 U 分为二个层次 第一级因素集 U u1 u2 u3 u4 u5 其中 u1 安全管理 u2 消防设施 u3 操作系统及操作 u4 平面布 局 u5 电气安全1 第二级因素集 u1 u 1 1 u 1 2 u 1 3 u 1 4 u 1 5 u 1 6 其中 u 1 1 规章制度 u 1 2 安全组织 u 1 3 安全检查 u 1 4 安全培训教育 u 1 5 安全意识 u 1 6 安全预案演练 1 u2 u 2 1 u 2 2 u 2 3 其中 u 2 1 固定消防设备 u 2 2 移动消防器材 u 2 3 防护抢救设备1 u3 u 3 1 u 3 2 u 3 3 u 3 4 其中 u 3 1 卸油作业系统 u 3 2 加油作业系统 u 3 3 卸油作业操作过程 u 3 4 加 油作业操作过程 1 u4 u 4 1 u 4 2 u 4 3 其中 u 4 1 油罐安全距离 u 4 2 加油机安全距离 u 4 3 库区布局 1 u5 u 5 1 u 5 2 u 5 3 u 5 1 防静电设备 u 5 2 防雷电设备 u 5 3 防爆炸设备1 评判等级及其等级标准的确定是综合评判基础工作之一 本文将评判等级划分为四个 即评判集 V v1 v2 v3 v4 其中 v1 很好 v2 较好 v3 一般 v4 较差1 为充分利用评判提供的信息 将评判集的等级用 1 分制数量化 将评判结果进行加权平均 可得到评判总分1 通过特尔斐法 2 P126 得到下列表格 表 2 评判等级与相应分数列表 评判结果很好较好一般较差 分 数101850175016 212 确定加油站安全评价各因素权重 权重是某一因素在因素集中的重要程度 即待评价的系统达到最优目标时各个项目的相对地位及作用1 在评价的指标体系中 是否有合理的权重直接影响着评价的科学性和综合评判结果 1 因此如何比较客观地 科学地确定项目的权重系数是至关重要的1 权重的确定方法有多种 主要方法有专家估测法 3 P220 221 加权 统计法 4 P216 频数统计法 4 P217 二元对比法 5 P144 145 特尔斐法 2 P 113 及层次分析法 6 P83 85 1 确定因素权重的方法虽然较多 但有些方法如专家估测法 加权统计法等主观随意性较强 容易受评价 15 第 26 卷第 8 期 李玉慧 易松华 加油站安全的模糊数学评价模型及其应用 人员的素质 水平 权威等因素的干扰 加上缺乏科学的检测手段 误差较大 1 加油站安全的评价是多层 次 多因素的评价过程 追求的是整体的目标最优化 利用层次分析法可以较好地从低层次开始 在同层次 上进行重要性比较 逐步过渡到高层次 增强了可比性1 为了防止由于两两比较所带来的前后不一致状况 可通过最大特征根来验证一致性 进一步确定方案的可行性1 所以本文采用层次分析法求各因素的权重 1 结合专家组意见 确定各因素相对重要性等级赋值 从而得出各级各因素集各项指标的权重 1 首先确定第二级各因素集各项指标权重 表 3 安全管理因素集相对重要性等级赋值表 u 1 1 u 1 2 u 1 3 u 1 4 u 1 5 u 1 6 A1 一致性检验 u 1 1 1 1 4 1 6 1 5 1 4 1 3 010296 u 1 2 41 1 3 1 2 12011537 u 1 3 631234013308Kmax 612503 u 1 4 52 1 2 123012350C R 010404 u 1 5 41 1 3 1 2 12011537 u 1 6 3 1 2 1 4 1 3 1 2 1010972 表 4 消防设施因素集相对重要性等级赋值表 u 2 1 u 2 2 u 2 3 A2 一致性检验 u 2 1 1 1 2 2013089 Kmax 3101 u 2 2 213015296C R 010086 u 2 3 1 2 1 3 1011615 表 5 操作系统及操作因素集相对重要性等级赋值表 u 3 1 u 3 2 u 3 3 u 3 4 A3一致性检验 u 3 1 1 1 2 22012728 u 3 2 2133014464 K max 410313 u 3 3 1 2 1 3 11011404C R 010046 u 3 4 1 2 1 3 11011404 表 6 平面布局因素集相对重要性等级赋值表 u 4 1 u 4 2 u 4 3 A4 一致性检验 u 4 1 123015296 u 4 2 1 2 12013089 u 4 3 1 3 1 2 1011615 Kmax 3101 C R 010086 表 7 电气安全因素集相对重要性等级赋值表 u 5 1 u 5 2 u 5 3 A5一致性检验 u 5 1 12 1 2 013089 u 5 2 1 2 1 1 3 011615 u 5 3 231015296 Kmax 3101 C R 010086 最后确定第一级各因素集各项指标权重 16 怀化学院学报 2007 年 8月 表 8 第一级各因素集相对重要性等级赋值表 u1u2u3u4u5A6一致性检验 u1 122 1 2 201242 u2 1 2 11 1 3 1011236 Kmax 510111 u3 1 2 11 1 3 1011236C R 010025 u423313013872 u5 1 2 11 1 3 1011236 213 加油站安全模糊综合评判模型 模糊综合评判决策 7 P 73 75 是对受多因素影响的事物作出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法 所以模糊综合评判决策又称为模糊综合决策或模糊多元决策1 在实际问题中 遇到因素很多而权重分配又比较均衡的情况 可采取多层次模型1 即把因素集按某些属 性分成几类 按不同层次先对每一类综合评判 再对评判结果进行类之间的高层次综合 1 在各类评判中 根 据评价事物不同的考虑原则 可采取不同的算子 称多层次 多算子模糊数学模型 8 P117 120 1 考虑本文各因素之间的并列 从属关系 将因素集分为二级1 第一级 U u1 u2 u3 u4 u5 第二级 ui u i 1 u i 2 L u i ni 1将评判集分为四级 V v1 v2 v3 v4 等级分数向量 C 1 0185 0175 016 T1结合 对加油站安全各项目标整体优化的要求 本文采用对所有因素依权重大小均衡兼顾 使各因素都起作用的加权 平均模型 4 P208 M 算子 bi E n i 1 ai rij j 1 2 L m 进行综合评判1 3 加油站安全模糊综合评判模型的应用 以下使用多层次模糊综合评判数学模型 以怀化市某加油站安全为例给出综合评判 1 通过对 5 位专家问 卷调查 经过数据处理 表中的数值为专家组对某个因素在某个等级上划勾人数与总人数的比值 得到以下 统计数据表 表 9 怀化市某加油站安全综合评判统计数据表 评价因素 评判等级 很好较好一般较差 11 安全管理 111 规章制度0120140140 112 安全组织0120160120 113 安全检查0140140120 114 安全培训教育012012014012 115 安全意识0140140120 116 安全预案演练00012018 21 消防设施 211 固定消防设备0120160120 212 移动消防器材0140140120 213 防护抢救设备0012012016 31 操作系统及操作 311 卸油作业系统0160120120 312 加油作业系统0140140120 313 卸油作业操作过程0120160120 314 加油作业操作过程0120140140 41 平面布局 411 油罐安全距离01601400 412 加油机安全距离01601400 413 库区布局0140140120 51 电气安全 511 防静电设备012014012012 512 防雷电设备01601400 513 防爆炸设备0140140120 17 第 26 卷第 8 期 李玉慧 易松华 加油站安全的模糊数学评价模型及其应用 利用加权平均模型 将评判等级与相应分数结合 可得总评分数为 P BcoC T 014127 013909 011467 010496 o 1 0185 0175 016 T 0188481 从评判结果可以看出 该加油站从整体上很好地执行了加油站安全的各项要求 比较充分地体现了操作 系统及操作 平面布局的要求 按最大隶属原则属 很好0 等级 且有 80136 的比例体现很好与较好的态 势1 由于该加油站是民营企业 所以管理者非常注意安全管理和各种设备的配置 但也是因为是民营企业 该加油站的员工流动性很大 业务素质有待提高 并且几乎没有安全预案演练 1 4 总结 针对不同加油站进行安全评价得出的不同结果 对加油站的安全管理应采取相应的安全措施 1 对于 评价结果为 很好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 一般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1 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 法和事故树法等安全评价方法所不能实现的 1 在实际应用中 对加油站安全评价并不局限于一种方法 往往 是多种方法并用 以得到与实际情况较为符合的评价结果1 参考文献 1 杨槐青 郭建新1 加油 气 站安全技术与管理 M 1 北京 中国石化出版社 20031 2 王孝玲1 教育评价的理论与技术 M 1 上海 上海教育出版社 19991 3 胡宝清1 模糊理论基础 M 1 武汉 武汉大学出版社 20041 4 谢季坚 刘承平1 模糊数学方法及其应用 第二版 M 1 武汉 华中科技大学出版社 20001 5 杨伦标 高英仪1 模糊数学原理及应用 第三版 M 1 广州 华南理工大学出版社 20021 6 阎家杰1 确定多因素权重分配的 AHP 方法 J 1 郑州工学院学报 1994 15 1 83 851 7 Terano1T Asai 1K Sugeno1M Fuzzy SystemsTheory and Its Applications M 1Academic Press San Diego 19921 8 Immermann1H1J Fuzzy Sets Theory and Its Applications M 1Kluwer Academic Publishers Dordrecht 19911 Fuzzy Evaluation Model for Safety of Gas Station and Its Application LI Yu hui YI Song hua Department o f Education Huaihua University Huaihua Hunan418000 Abstract The accident increases to some extent along with the number of gas station increasing1The safety of gas station is very impo