黃亮亮，安玉肖，劉　蓉，李　豐.中國石油西氣東輸管道公司（上?！?0）.中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司（江蘇　徐州　008）.中國石化北海液化天然氣有限責(zé)任公司（廣西　北?！?6000）

?

質(zhì)量安全論壇

油氣管道應(yīng)急救援能力評估方法研究

黃亮亮1，安玉肖2，劉蓉1，李豐3
1.中國石油西氣東輸管道公司（上海200122）
2.中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司（江蘇徐州221008）
3.中國石化北海液化天然氣有限責(zé)任公司（廣西北海536000）

為有效地評估和提高油氣管道企業(yè)的應(yīng)急救援能力，提出一種基于組合賦權(quán)的評估方法。結(jié)合工程實(shí)際，建立了油氣管道企業(yè)應(yīng)急救援能力評估的指標(biāo)體系。為提高評估的準(zhǔn)確性，采用組合賦權(quán)模型將層次分析法和熵權(quán)法所得權(quán)重進(jìn)行融合。根據(jù)評估分值確定應(yīng)急救援能力的水平。實(shí)例分析表明，應(yīng)急準(zhǔn)備能力和應(yīng)急響應(yīng)能力對應(yīng)急救援能力的影響最大，應(yīng)作為日常管理的重點(diǎn)；實(shí)例中輸氣站A的應(yīng)急救援能力等級為一般，需要加強(qiáng)救援隊(duì)伍建設(shè)和應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)等方面的工作。

油氣管道；應(yīng)急救援；組合權(quán)重；層次分析法；熵權(quán)法

油氣管道企業(yè)的應(yīng)急救援是風(fēng)險(xiǎn)管理的重要組成部分，是防止發(fā)生重大特大事故的最后一道屏障[1]。高效的應(yīng)急救援能夠在很大程度上避免或減輕潛在事故所導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染。應(yīng)急救援的效果受多方面因素的影響，其中主要取決于應(yīng)急救援能力的高低。因此，對油氣管道企業(yè)的應(yīng)急救援能力進(jìn)行評估顯得十分必要。

近年來，研究人員針對應(yīng)急管理方面的評估開展了一些工作：文獻(xiàn)[1]引入云模型理論評價(jià)石油化工企業(yè)的應(yīng)急成熟度；文獻(xiàn)[2]采用G1法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，繼而采用指標(biāo)體系法評估油氣管道應(yīng)急預(yù)案的質(zhì)量；文獻(xiàn)[3]針對事故應(yīng)急預(yù)案采用層次分析法和模糊綜合評價(jià)法進(jìn)行相關(guān)的評估工作。以上的研究工作在權(quán)重獲取方面只采用主觀或客觀權(quán)重計(jì)算方法，并未同時(shí)體現(xiàn)出兩類方法的優(yōu)勢。為此，在以上研究的基礎(chǔ)上，首先建立油氣管道企業(yè)的應(yīng)急救援指標(biāo)體系，分別采用層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)的主觀和客觀權(quán)重，并采用組合賦權(quán)模型得到指標(biāo)的組合權(quán)重以突出兩類賦權(quán)方法的特點(diǎn)，最后用于油氣管道企業(yè)的應(yīng)急救援能力評估，以期為應(yīng)急管理提供一種新的評估途徑。

1　應(yīng)急救援能力評估指標(biāo)體系的構(gòu)建

油氣管道企業(yè)應(yīng)急救援包括危險(xiǎn)監(jiān)測、應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)和事后恢復(fù)等過程，在遵循科學(xué)性、可比性、系統(tǒng)性、符合性等原則[4]的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的研究成果[1-5]，采用德爾菲法（Delphi）確定了各方面的主要底層指標(biāo)（圖1），共包括4個(gè)一級指標(biāo)和20個(gè)二級指標(biāo)。

2　基于組合賦權(quán)的應(yīng)急救援能力評估方法

2.1指標(biāo)權(quán)重的獲取

應(yīng)急救援能力評估的關(guān)鍵在于指標(biāo)權(quán)重的確定方式是否合理。主觀賦權(quán)法能夠反映決策者的意愿或?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)，但客觀性不足?？陀^賦權(quán)法從樣本數(shù)據(jù)出發(fā)采用一定的數(shù)學(xué)方法獲取指標(biāo)的權(quán)重，但無法體現(xiàn)決策者或?qū)＜业囊庖?。為突出主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法的各自特點(diǎn)，分別采用層次分析法和熵權(quán)法計(jì)算主觀和客觀權(quán)重，然后將兩類權(quán)重融合成組合權(quán)重。

2.1.1基于層次分析法的主觀權(quán)重

層次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）是一種成熟的定量系統(tǒng)決策方法，被廣泛運(yùn)用于經(jīng)濟(jì)管理、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和系統(tǒng)分析等領(lǐng)域[6]。采用AHP計(jì)算評估體系中各權(quán)重值的主要步驟[6-8]如下：

1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖1所建立的油氣管道應(yīng)急救援能力評估指標(biāo)體系，建立相應(yīng)的遞階層次結(jié)構(gòu)模型，即以油氣管道應(yīng)急救援能力U作為目標(biāo)層；以危險(xiǎn)監(jiān)測能力U1、應(yīng)急準(zhǔn)備能力U2、應(yīng)急響應(yīng)能力U3和事后恢復(fù)能力U4作為準(zhǔn)則層；最后，將所有底層指標(biāo)作為指標(biāo)層。

圖1　油氣管道應(yīng)急救援能力評估指標(biāo)體系

2）構(gòu)建判斷矩陣。根據(jù)建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型，采用“1～9標(biāo)度”描述在同一準(zhǔn)則下各因素的相對重要性，含義見表1[6]，得到判斷矩陣A=(aij)n×n。

表1　“1～9標(biāo)度”的含義

3）一致性檢驗(yàn)。為了避免判斷矩陣偏差過大，保證結(jié)果的可靠性，需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

式中：CI為一致性指標(biāo)；λmax為判斷矩陣的最大特征值。

由式（2）計(jì)算隨機(jī)一致性比例CR。當(dāng)CR<0.1時(shí)，可認(rèn)為矩陣具有滿意的一致性，否則應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整判斷矩陣。式中，RI為平均一致性指標(biāo)，取值查表2[6]所得。4）計(jì)算因素權(quán)重。采用式（3）計(jì)算同準(zhǔn)則下的各因素AHP權(quán)重值wAi，所組成權(quán)重向量為wA。

根據(jù)以上過程計(jì)算得到圖1中所有指標(biāo)的AHP權(quán)重值。

2.1.2基于熵權(quán)法的客觀權(quán)重

熵權(quán)法是一種客觀的權(quán)重獲取方法，它依據(jù)指標(biāo)的客觀數(shù)據(jù)樣本，以信息熵的形式反映了數(shù)據(jù)的變化程度，進(jìn)而得到各因素的權(quán)重值[4,9]。現(xiàn)假設(shè)有m個(gè)待評價(jià)對象和n個(gè)底層指標(biāo)，xij為第j個(gè)評價(jià)對象的第i個(gè)指標(biāo)的得分值，計(jì)算方法如下：

1）計(jì)算第j個(gè)評價(jià)對象的第i個(gè)指標(biāo)得分值的比重pij。

表2　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

2）按式（5）計(jì)算第i個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)值wSi，所組成的權(quán)重向量為wS。

2.1.3指標(biāo)組合權(quán)重

為體現(xiàn)主觀和客觀賦權(quán)法的特點(diǎn)，本文采用式（6）計(jì)算得到所有指標(biāo)的組合權(quán)重向量wZ[10]。

式中，α∈(0，1)，為權(quán)重系數(shù)，反映了主客觀權(quán)重的偏好，可視實(shí)際情況調(diào)整。

2.2應(yīng)急救援能力評價(jià)

采用[0,10]的數(shù)值論域評價(jià)各底層指標(biāo)的狀況，分值越高表示其狀況越好。根據(jù)式（6）得到所有指標(biāo)的權(quán)重值之后，根據(jù)式（7）計(jì)算得到能夠反映油氣管道應(yīng)急救援水平的分值C并可按表3進(jìn)行分級[2]。

式中：wZi為第i個(gè)底層指標(biāo)的組合權(quán)重值；Fi為第i個(gè)底層指標(biāo)的評價(jià)分值；n為底層指標(biāo)總數(shù)。

表3　應(yīng)急救援能力等級劃分

3　案例分析

根據(jù)建立的評價(jià)方法，對我國東部某天然氣管道公司所轄的4個(gè)輸氣站場進(jìn)行應(yīng)急救援能力評估。

3.1指標(biāo)評價(jià)及權(quán)重獲取

在收集完4個(gè)輸氣站場的評價(jià)所需資料之后，以問卷調(diào)查方式邀請專家對20項(xiàng)底層指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，通過式（1）～式（6）計(jì)算分別得到所有指標(biāo)的AHP權(quán)重wA、熵權(quán)權(quán)重wS和組合權(quán)重wZ，其中權(quán)重系數(shù)取α=0.6，所得結(jié)果見表4。從表4的權(quán)重分布看，應(yīng)急準(zhǔn)備能力U2和應(yīng)急響應(yīng)能力U3的權(quán)重和的比重達(dá)到74.27%，應(yīng)作為日常管理的重點(diǎn)；在二級指標(biāo)中，應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)和救援隊(duì)伍分別達(dá)到了15.27%和12.14%，需要給予重點(diǎn)關(guān)注。

表4　指標(biāo)的評價(jià)分值及組合權(quán)重

3.2應(yīng)急救援能力等級評定

依據(jù)式（7）和表4中的數(shù)據(jù)，計(jì)算可得4座輸氣站場的應(yīng)急救援能力評估分值及等級，見表5。

由表4和表5可看出，該公司的B、C和D 3座站場應(yīng)急救援能力較強(qiáng)，但A輸氣站處于一般水平，需要加強(qiáng)救援隊(duì)伍建設(shè)和應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)等方面的工作，以確保能夠較好地處理天然氣管道的突發(fā)事件。

表5　應(yīng)急救援能力評估分值及等級

4　結(jié)論

1）油氣管道企業(yè)應(yīng)急救援是風(fēng)險(xiǎn)管理不可或缺的組成部分，本文從危險(xiǎn)監(jiān)測能力、應(yīng)急準(zhǔn)備能力、應(yīng)急響應(yīng)能力和事后恢復(fù)能力等4大方面建立了響應(yīng)的評估體系。

2）采用組合賦權(quán)模型評價(jià)能夠發(fā)揮層次分析法和熵權(quán)法的特點(diǎn)，能夠體現(xiàn)決策者意愿和專家經(jīng)驗(yàn)并使結(jié)果更具客觀性。通過實(shí)例驗(yàn)證，評估結(jié)果基本與客觀實(shí)際相符，可為應(yīng)急管理提供一定的理論依據(jù)。

[1]黃亮亮，姚安林，祁云清，等.基于云模型的石化企業(yè)應(yīng)急成熟度評價(jià)方法[J].石油與天然氣化工，2015，44(2):118-122.

[2]趙忠剛.基于G1賦權(quán)法的油氣管道應(yīng)急預(yù)案質(zhì)量評價(jià)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2008，27(9):6-9.

[3]張麗，柏萍，汪忠雨，等.基于層次分析與模糊綜合評價(jià)的事故應(yīng)急預(yù)案評估[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2015，11 (9):127-131.

[4]黃亮亮，姚安林，鮮濤，等.考慮脆弱性的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，24(7):93-99.

[5]楊力，劉程程，宋利，等.基于熵權(quán)法的煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)[J].中國軟科學(xué)，2013(11):185-192.

[6]孫宏才，田平，王蓮芬.網(wǎng)絡(luò)層次分析法與決策科學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.

[7]何沙，王志明.基于層次分析法的高含硫氣井鉆井風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究[J].鉆采工藝，2010，33(2):28-30.

[8]趙勇，安翠花.基于層次分析法的質(zhì)量管理定量評估方法研究[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2015，31(5):5-8.

[9]蔣常春，李燦，周福剛，等.基于熵權(quán)物元理論的管道坡面水毀失效可能性評價(jià)[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2015，31 (6):47-50.

[10]趙新好，姚安林，郭磊，等.基于AHP-熵權(quán)法的輸氣站場區(qū)塊風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重確定方法研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8(10):91-96.

In order to effectively evaluate and improve the emergency rescue capability of oil and gas pipeline enterprises, an evaluation method based on combination weightingis proposed. The emergency rescue capability evaluation index system of oil and gas pipeline en?terprises was established based on the engineering practice. In order to improve the accuracy of the evaluation, the weights obtained by the analytic hierarchy process and the entropy weight method are combined by combination weighting model, and the level of emergency rescue capability is determined according to the evaluation scores. Case analysis shows that emergency preparedness capacity and emer?gency response capacity have the greatest impact on the emergency rescue capacity, and they should be the focus of daily management. In the case, the emergency rescue ability level of the gas transmission station A is the general, so the construction of emergency rescue team and emergency response work should be strengthened.

oil and gas pipeline; emergency rescue; combination weight; analytic hierarchy process; entropy weight method

黃亮亮（1989-），男，碩士，主要從事天然氣管道運(yùn)行管理工作。

本文編輯：王梅2015-11-30