楊笑源，趙曉剛

(解放軍后勤工程學(xué)院軍事供油工程系，重慶 401311)

隨著油庫(kù)大型化發(fā)展和油料收發(fā)量的快速增加，因靜電火花放電引起的突發(fā)性爆炸事件數(shù)呈上升態(tài)勢(shì)，油庫(kù)靜電災(zāi)害的預(yù)防工作逐漸引起重視，亟需油庫(kù)相關(guān)管理部門制定科學(xué)可行的靜電災(zāi)害預(yù)防工作規(guī)劃。但由于靜電防護(hù)工作著手點(diǎn)復(fù)雜多樣，如何抓主要任務(wù)，分清輕重緩急來(lái)合理安排工作是困擾油庫(kù)管理者的難題。在傳統(tǒng)的工作實(shí)踐中，油庫(kù)管理者往往缺乏客觀依據(jù)，僅憑自身的有限認(rèn)識(shí)確定工作的重要程度，主要表現(xiàn)為2點(diǎn)［1］:① 評(píng)價(jià)手段往往采用近似模糊的文字描述，不能使用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算來(lái)保證客觀性，結(jié)果往往差強(qiáng)人意，難以令人信服;②評(píng)價(jià)手段過(guò)于單一，沒(méi)有綜合考慮各種評(píng)價(jià)手段，使得結(jié)果不夠嚴(yán)謹(jǐn)。因此，采用基于改進(jìn)層次分析法和模糊綜合評(píng)判的雙重指標(biāo)來(lái)評(píng)估油庫(kù)的靜電事故預(yù)防工作，既保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性，又避免了因單一方法造成的不確定性，可以準(zhǔn)確地反映油庫(kù)靜電災(zāi)害預(yù)防評(píng)估的狀態(tài)。

1 問(wèn)題分析的方法和步驟

該問(wèn)題的研究過(guò)程是改進(jìn)層次分析法(AHP)和模糊綜合評(píng)判法過(guò)程的結(jié)合。

1.1 改進(jìn)層次分析(AHP)過(guò)程

改進(jìn)層次分析法是一種定性與定量相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法，在傳統(tǒng)的層次分析法中，常采用Statty 1～9標(biāo)度法，使用諸如“稍微”、“明顯”、“強(qiáng)烈”、“極端”的因素進(jìn)行兩兩比較，使得評(píng)判帶有極大的主觀性偏差，而且，由于得出判斷矩陣可能不一致的原因，需要復(fù)雜的檢驗(yàn)過(guò)程，如不一致還需要多次調(diào)整，這給計(jì)算機(jī)編程帶來(lái)了極大的困難［2－3］。

改進(jìn)層次分析法計(jì)算的基本步驟是［4－6］:

1)建立一個(gè)基于各種影響因素的遞階層次結(jié)構(gòu)。對(duì)油庫(kù)靜電災(zāi)害預(yù)防工作體系，主要分析其抑制靜電積聚、加速靜電逸散、強(qiáng)化人員管控等綜合因素，建立起層次分析圖。

2)參照各因素的特點(diǎn)，邀請(qǐng)專家和業(yè)務(wù)骨干確定權(quán)重指標(biāo)，經(jīng)廣泛調(diào)查并結(jié)合油庫(kù)的具體實(shí)際，采用各因素兩兩比較的三標(biāo)度方法，構(gòu)造判斷矩陣A。

其中Aij為第i因素與第j因素相比的重要性，且Aii=1。

4)構(gòu)造判斷矩陣Bij:

5)求上述判斷矩陣Bij的傳遞矩陣Cij:Cij=lgbij，i=1，2，…，n。

6)求傳遞矩陣Cij的最優(yōu)傳遞矩陣Dij:dij=

7)求判斷矩陣 Aij的擬優(yōu)一致矩陣 A'ij:A'ij=10dij。

8)利用方根法由擬優(yōu)一致矩陣計(jì)算出矩陣的特征向量，并進(jìn)行歸一化，進(jìn)行層次單排序，進(jìn)而計(jì)算相同層次所有因素對(duì)于總目標(biāo)層重要性的權(quán)值，即層次的總排序，由此得到各因素的各層權(quán)重(表1)，最后確定最首要的因素。

表1 層次總排序表

1.2 模糊綜合評(píng)判過(guò)程

模糊綜合評(píng)判法是對(duì)評(píng)價(jià)過(guò)程涉及的模糊因素進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，其基本思路是［7－9］:

1)綜合分析各種影響因素。首先建立因素集 U，即 U={u1，u2，…，um};然后根據(jù)各因素之間的不同重要程度，建立權(quán)數(shù)ai(i=1，2，…，m)的重要度集合~A={a1，a2，…，am};最后綜合各種影響因素，將各種評(píng)判結(jié)果綜合成一個(gè)評(píng)價(jià)集合V={v1，v2，…，vm}。

2)進(jìn)行單因素模糊評(píng)判。僅從一個(gè)因素出發(fā)，確定該因素對(duì)評(píng)價(jià)集元素的隸屬程度，組成單因素評(píng)判集Rm:

3)進(jìn)行模糊綜合評(píng)判:

其中:B稱為模糊綜合評(píng)判集;bj(j=1，2，…，n)稱為模糊綜合評(píng)判指標(biāo)。bj的含義為:當(dāng)所有的因素全部被考慮時(shí)，評(píng)判對(duì)象對(duì)備擇集中第j個(gè)元素的隸屬程度。

最后將2種方法得出的結(jié)論進(jìn)行綜合分析和比較，即得出油庫(kù)靜電災(zāi)害預(yù)防工作最需重視的因素。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 改進(jìn)的層次分析法分析過(guò)程

1)實(shí)地調(diào)研重慶某油庫(kù)，結(jié)合油庫(kù)管理工作者和高級(jí)工程師的工作經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)?shù)赜蛶?kù)實(shí)際情況，確定油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)評(píng)估因素［10－11］，并將各因素和方案構(gòu)成有序遞階層次結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)。

圖1 油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)方案層次結(jié)構(gòu)

2)計(jì)算矩陣特征值

①兩兩比較得出比較矩陣Aij并計(jì)算重要性排序指數(shù)ri:

②計(jì)算判斷矩陣Bij:

③計(jì)算傳遞矩陣Cij:

④計(jì)算最優(yōu)傳遞矩陣Dij:

⑤計(jì)算擬優(yōu)一致矩陣A'ij:

⑥ 計(jì)算 A'ij的特征向量=(2.466，0.517，0.784)，歸一化得最終特征向量為 WA－B=(0.655，0.137，0.208)。

依照以上計(jì)算方法，可以得出矩陣B1－C，B2－C，B3－C的歸一化特征向量為:

3)得出層次總排序(見(jiàn)表2)。

表2 層次總排序

4)結(jié)果分析與討論

由層次總排序表的結(jié)果知該油庫(kù)決策者可以根據(jù)上述結(jié)果合理確定靜電災(zāi)害防護(hù)工作的先后順序。C1的總排序權(quán)重值是最大的，說(shuō)明防止油品混合水和空氣是避免靜電產(chǎn)生的首要條件，也是油庫(kù)靜電防護(hù)工作應(yīng)該密切關(guān)注的要點(diǎn)，在下一步的工作中應(yīng)有針對(duì)性地加強(qiáng);C2的權(quán)重值位于第2位，說(shuō)明控制油品流速的重要性次之。以此類推，根據(jù)權(quán)重大小即可確定油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)工作的先后順序。

2.2 模糊綜合評(píng)判法分析過(guò)程

1)確定各因素的權(quán)重集

由本文的層次分析結(jié)果直接可以得到準(zhǔn)則層各因素對(duì)應(yīng)的權(quán)重集:

2)確定隸屬度矩陣

在本案例中，隸屬度矩陣采用專家評(píng)判打分法。專家評(píng)標(biāo)委員會(huì)由12名業(yè)務(wù)骨干、高級(jí)工程師和資深管理者組成。他們對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)分別用百分制打分，為了減少主觀性因素的影響，采用去掉最高分和最低分再取算術(shù)平均值的方法作為該指標(biāo)的得分，將得分除以100得到隸屬度矩陣R～:

3)模糊綜合評(píng)判

為了使評(píng)判因素與所對(duì)應(yīng)的權(quán)重相互兼顧，在計(jì)算B～時(shí)，使用主因素決定型M(Y·I)來(lái)計(jì)算結(jié)果并不精確，最好采用符合本例的加權(quán)平均型M(··⊕)來(lái)計(jì)算結(jié)果。

歸一化，可得

4)分析與討論

括號(hào)中的數(shù)值就是對(duì)油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)因素的綜合評(píng)判結(jié)果。因?yàn)殡`屬函數(shù)與評(píng)價(jià)函數(shù)是一致的，按照最大隸屬原則來(lái)識(shí)別，則對(duì)應(yīng)數(shù)值大的因素應(yīng)優(yōu)先處理，故對(duì)應(yīng)油庫(kù)靜電災(zāi)害預(yù)防工作安排的先后順序?yàn)?防止油品混合水或空氣、控制油品流速、提高工作人員防靜電意識(shí)等，剩余因素依次類推。

2.3 兩種方法綜合分析

經(jīng)2種方法綜合分析，發(fā)現(xiàn)方案層要素C1，C2，C10都是位于前3 位的因素，且 C1＞C2＞C10，說(shuō)明對(duì)于油庫(kù)靜電災(zāi)害預(yù)防管理的各種工作要點(diǎn)而言，防止油品混合水或空氣是關(guān)鍵因素，應(yīng)該抓住這一重點(diǎn)，對(duì)油品混水或空氣的安全隱患花大力氣整治和監(jiān)察，確保油庫(kù)的安全運(yùn)行。控制油品流速和提高工作人員防靜電意識(shí)位于所有因素的第2位和第3位，說(shuō)明二者也是排查靜電事故隱患過(guò)程中需要特別關(guān)注的因素。

經(jīng)實(shí)地調(diào)研及咨詢驗(yàn)證，以上結(jié)論與油庫(kù)實(shí)際基本相符。因此，為了避免油庫(kù)靜電災(zāi)害事故的發(fā)生，應(yīng)該做到:

1)強(qiáng)化業(yè)務(wù)規(guī)范流程，嚴(yán)禁油品混水混空氣等高危操作，不定期做好檢查工作，杜絕靜電產(chǎn)生的首要隱患。

2)收發(fā)油過(guò)程中控制油品流速，避免因油品高速流動(dòng)產(chǎn)生的靜電花火引發(fā)的爆炸事故，裝油起始流速控制在1 m/s為宜;當(dāng)油品浸沒(méi)鶴管進(jìn)出油管口 200 m 以上后，流速控制在4.5 m/s為宜［12］。

3)針對(duì)極易產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn)操作，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)人員的安全教育，強(qiáng)化其安全意識(shí)，同時(shí)加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和操作技能培訓(xùn)，杜絕工作人員思想懈怠、麻痹大意、違章操作。

4)嚴(yán)格排查沒(méi)有安裝靜電接地裝置的油庫(kù)儲(chǔ)油系統(tǒng)，對(duì)此類系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)和檢查［11］，若客觀條件允許應(yīng)盡量安裝接地裝置，以避免靜電災(zāi)害的發(fā)生。在有靜電隱患的場(chǎng)所，在工藝條件允許的情況下，可通過(guò)提高空氣相對(duì)濕度的方法消除靜電的危險(xiǎn)。

3 結(jié)論

1)根據(jù)油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)的特點(diǎn)，將層次分析和模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法應(yīng)用于油庫(kù)安全系統(tǒng)的決策和控制是完全可行的。層次分析法實(shí)現(xiàn)了對(duì)決策科學(xué)定性與定量分析的有機(jī)結(jié)合;模糊綜合評(píng)判實(shí)現(xiàn)了對(duì)分析因素不確定性的定量分析。二者的綜合使用，不僅減少了決策者因主觀性思考造成的分析失誤，而且避免了因單一方法分析造成決策的不準(zhǔn)確。

2)本文考慮了與靜電災(zāi)害防護(hù)相關(guān)的10個(gè)因素。對(duì)不同的油庫(kù)而言，實(shí)際情況不甚相同，考慮的因素和分配的權(quán)重也不盡相同。因此，在進(jìn)行評(píng)估時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)赜蛶?kù)的實(shí)際調(diào)研靈活變通，確保評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3)對(duì)于方案層要素?cái)?shù)目繁多的案例，運(yùn)算量很大，采用人工計(jì)算比較困難，可以將層次分析法和模糊綜合評(píng)判法編寫成計(jì)算機(jī)程序。使用者僅需在程序的對(duì)話框中輸入幾個(gè)數(shù)據(jù)便可得出評(píng)判結(jié)果，且計(jì)算結(jié)果更加迅速準(zhǔn)確，便于在油庫(kù)靜電災(zāi)害防護(hù)工作實(shí)際中推廣使用。

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