郭云濤，郭夢娜，屈柯馨，白思俊

(西北工業(yè)大學管理學院，陜西西安 710129)

隨著我國國民經濟的高速健康發(fā)展，化工園區(qū)在各地不斷涌現(xiàn)?；@區(qū)的建設促進了園區(qū)所在地經濟的發(fā)展，但是園區(qū)內危險源高度聚集，很容易就會發(fā)生各類危險品與化學品排放泄漏、火災、爆炸等突發(fā)性災害事故，總體安全形勢不容樂觀［1］。如果園區(qū)應急能力不足，突發(fā)事故得不到及時有效的處置，極有可能產生多米諾效應，導致事故迅速擴大［2］。2016 年8 月18 日，我國山西省太原市清徐縣一個陽煤化工產業(yè)園區(qū)內一粗苯罐爆炸并引起泄露，最后引起火災事故發(fā)生。2019 年3 月21 日，江蘇省鹽城市響水縣陳家港化工園區(qū)內一家石油企業(yè)發(fā)生爆炸事故，該園區(qū)內多家化工企業(yè)存在安全隱患，部分安全警示模糊不清，無巡回檢查制度，現(xiàn)場操作人員不清楚應急處置措施等，應急能力較差，該園區(qū)自建園以來，已多次出現(xiàn)安全生產事故，甚至引發(fā)附近村民恐慌。由此可見化工園區(qū)事故已嚴重影響到人類生產生活和區(qū)域經濟的平穩(wěn)、持續(xù)、協(xié)調發(fā)展，對化工園區(qū)安全應急處理水平進行評估至關重要，建立合理的評估體系，對化工園區(qū)應急水平的提高、政府管理能力的加強以及化工園區(qū)的良性可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)具有重要意義。

國內外已對應急開展大量研究，但對應急能力的評價仍缺乏綜合性［3］，現(xiàn)有的應急能力評估方法多為模糊評價法、灰色關聯(lián)法與數據包絡分析法等，楊振宏等［4］為提高化工園區(qū)應急管理水平，將可拓理論引入化工園區(qū)的應急能力評估中，并進行了實證研究。竇站等［5］采用AHP-模糊綜合評價法對化工園區(qū)應急能力進行了評估，并且通過熵技術對因素權重進行修正。王飛躍等［6］將評估者的自然屬性引起的各自權重引入評估過程，采用模糊層次分析法對影響指標的權重進行研究。李連泉［7］介紹了DEA 評價方法并采用DEA 方法對地下工程震害應急方案的相對效率進行了評價，為應急方案的改進及應急力量的優(yōu)化配置提供了模型支持。李子豪等［8］建立了基于網絡DEA 的評估模型，解決后勤應急保障能力的評估問題，為提高應急保障能力提供依據。劉德海等［9］以高速公路突發(fā)事件應急能力為研究對象，提出了基于最小偏差組合權重的評價模型。層次分析法和模糊綜合評價法在構建影響因素評價指標時具有較大的主觀色彩［10］，沒有考慮到隸屬函數自身的不確定性，具有一定的局限性，穩(wěn)定性和科學性有待提高。DEA 法模型大多都是確定型的，適用于多項投入與多項產出的效率評估。

上世紀90 年代，我國的李德毅［11］院士提出了定性定量不確定性轉換的模型—云模型，通過將模糊數學和概率論綜合應用，把定性概念的模糊性和隨機性完全集成在一起，構成定性和定量相互間的映射，并且已經廣泛應用與數據挖掘、知識發(fā)現(xiàn)、系統(tǒng)評測、決策支持、智能控制等眾多領域。云重心評價法——在云理論之上提出，從系統(tǒng)整體考慮，利用云重心的改變衡量全局狀態(tài)的變化。

陳榮勝等［12］利用云重心評價法對武警部隊的應急救援能力做出評價，并驗證了改方法的有效性。能規(guī)避專家評判時思維的隨機性和主觀性。張曉雷等［13］通過建立云重心評價模型對雷達輻射源進行了威脅評價，降低了評價中因主觀性強帶來的不確定性；江新等［14］將云重心評價法應用于風險評價，并為我國水電工程中的風險評價提供了新思路；廖良才等［15］指出組織績效評價的指標難以量化，這對評價質量造成很大影響，為了解決這一問題，他通過云重心模型對組織績效進行評價，實現(xiàn)從定性向定量的轉變，并通過案例分析，驗證了云重心法的可行性。

對于化工園區(qū)應急能力而言，其評價指標都是定性指標，在評價過程中采用傳統(tǒng)的評價方法難以將定性指標量化，文獻研究表明，云重心評價法更加科學的實現(xiàn)了定性概念與定量表示的轉化，將云重心評價法應用于化工園區(qū)應急能力評價中，將極大程度的規(guī)避主觀因素的影響，同時云重心評價法采用正態(tài)分布云作為隸屬度函數，提高評價過程的穩(wěn)定性。因此，本文針對現(xiàn)有化工園區(qū)應急能力評估方法的不足，將云重心評價法引入到化工園區(qū)應急能力的評估，建立以云重心為基礎的化工園區(qū)應急能力評價模型，實現(xiàn)定性指標的精確數值表示，綜合考慮影響化工園區(qū)應急能力的各個層次指標，用云重心位置的改變來衡量整個化工園區(qū)應急能力。最后以某化工園區(qū)應急能力評估驗證模型的可行性和有效性。

1 基于云重心評價法的評估模型

1.1 云理論概述

云理論是通過某種結構算法，用語言值表現(xiàn)一個定性概念與其定量表示之間的相互轉化關系［16］。國內外專家學者［17］分析了柯西、正太和嶺形等云模型，對正態(tài)云模型的普適性進行了論證。給定一個定量論域U，C是論域U中的定性概念。對任意元素，都有一個穩(wěn)定傾向的隨機量，稱作對C的隸屬度。隸屬度在U上的分布，稱為隸屬云，每一個u稱為一個云滴［18］。

用期望值（Ex），熵（En）和超熵（He）三個參數來表示云的特征［19］。期望值Ex表示云滴在論域空間分布的期望，它反映出相應模糊概念中的信息中心值。熵En反映該概念在論域內可以接受的數值范圍，熵越大，概念所接受的數值范圍也越大，概念越模糊。超熵He是熵的熵，它反映了云滴的凝聚程度。

圖1 一維正態(tài)云模型

1.2 基于云重心評價法的評估過程

依次類推，確定系統(tǒng)的多級評價指標體系。本文采用常用的層次分析法確定各個指標的權重值［21］。

（2）用云模型表示系統(tǒng)各種類指標［22］。選取多個評語專家對語言值的評價集合進行確定，規(guī)定與其對應的專家評語參數集為［0,1］，例如假定評語集，各個評語值對應的指標變化區(qū)間如表1 所示。

表1 各評語值對應的指標變化區(qū)間

對于中間區(qū)段存在對稱的雙邊約束的評語用對稱云模型來描述，對于兩端的評語則用半云模型來描述，期望著可以取左右約束，熵取對應對稱云模型熵值的一半。對稱云模型表示評語值的計算公式如下：

結合專家小組的評估，對每一個語言值指標進行m組評價，按照式（1）將定性評語值轉換為云模型，m個評價值可以用1 個一維云模型進行度量。計算方法如下：

（3）用N維綜合云來表示系統(tǒng)變量。用上面的方法得到的各指標云模型組合成一個N維綜合云模型，表示系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生了變化，當系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生了變化，N維綜合云的重心也發(fā)生了變化。N維綜合云的重心向量可以表示為：

（5）分析評測結果。分別計算出每個評語值云模型的加權偏離度，構成進行定性分析評價的云發(fā)生器，根據評測云發(fā)生器和各語言值對應變化區(qū)間，分析云重心的變化，自下而上，最終得出整個系統(tǒng)的綜合云重心的加權偏離度，從而對系統(tǒng)狀態(tài)進行評價。

2 算例分析

S 省的YH 化工園區(qū)是以原油與煤炭加工為核心，以煤化工、精細化工等系列產業(yè)為主的化工產業(yè)園，園區(qū)企業(yè)眾多，周邊設施齊全，附近有居住區(qū)、商業(yè)區(qū)等，將著眼于服務全省乃至區(qū)域發(fā)展，加強企業(yè)引資力度，推進以園區(qū)為主的周邊發(fā)展。本文將針對該化工園區(qū)的基本概況，應急管理現(xiàn)狀和內外交通等設施情況，結合相關資料和專家意見對其應急能力進行評估。

2.1 建立評價指標體系

化工園區(qū)事故應急能力評價是對整個復雜系統(tǒng)的評價，包括園區(qū)綜合應急管理以及園區(qū)內企業(yè)自身應急管理，需要全面考慮園區(qū)及園區(qū)內企業(yè)，園區(qū)內任何一家短板企業(yè)應急能力不達標將會嚴重影響整個園區(qū)的綜合應急水平，更容易造成事故的進一步擴大，園區(qū)對園區(qū)內企業(yè)的監(jiān)督管理制度直接影響整個園區(qū)的應急管理水平，因此指標體系選擇需綜合考慮園區(qū)及內部企業(yè)。

本文在大量文獻研究基礎上，結合應急管理部頒布的《化工園區(qū)安全風險排查治理導則（試行）》和《危險化學品企業(yè)安全風險隱患排查治理導則》，以及《化工企業(yè)安全管理制度》《爆炸危險場所安全規(guī)定》《中華人民共和國突發(fā)事件應對法》等的相關規(guī)定，按照系統(tǒng)性、科學性、全面性、代表性等原則［24］，從化工園區(qū)應急的過程出發(fā)，按照時間順序確定了四個一級評價指標，即應急預防、應急準備、應急處置和事后處理，再從各個階段出發(fā)，綜合考慮園區(qū)及園區(qū)內企業(yè)自身人員、制度、管理等方面確定初選指標，通過指標間的重疊性分析以及專家評選等方法對指標優(yōu)化，確保指標的科學性、可信性及完整性，最終確定了21 個二級指標，逐層建立了評價指標體系，具體如表2 所示。

表2 化工園區(qū)應急能力評價指標體系

即本文B，C 分別表示一級指標與二級指標的因素集合。則B={B1，B2，B3，B4}，B1={C1，C2，C3，C4，C5}，B2={C6，C7，C8，C9，C10，C11},B3={C12，C13，C14，C15，C16，C17}，B4={C18，C19，C20，C21}

以下以應急處置能力（B3）為例具體說明評價過程。

2.2 確定各評價指標權重

本文采用層次分析法的理論原理，根據專家意見建立重要性判別矩陣，采用求積法計算各指標權重系數，并對各個指標進行一致性檢驗。

（1）首先根據專家意見（采用1-9 標度法）得出重要性判別矩陣形式如表3 所示。

表3 重要性判別矩陣（B3）

（2）采用求積法計算權重系數。

1）對B 按列規(guī)范化：

規(guī)范化后矩陣如表4 所示。

表4 規(guī)范化重要性判別矩陣（B3）

（3）一致性檢驗。經計算得判斷矩陣特征值最大值為6.29，帶入一致性指標

則判斷其通過一致性檢驗。

同理可逐層依次求解出其他指標的權重向量：

所有一級指標權重計算結果為:

所有二級指標權重計算結果為:

2.3 確定評語集以及專家評價結果

本文通過5 名專家綜合考慮該化工園區(qū)的基本情況，確定各個指標評價集元素，并對化工園區(qū)應急能力的各個指標給出定性評價，通過對所有專家給出的評價結果進行處理，利用云重心評判法得出該化工園區(qū)應急能力評定等級。

根據專家意見得出評語集及其變化區(qū)間，利用公式（1）計算各評語的期望Ex和熵En，計算結果如表5 所示。

表5 各定性指標評語值及其對應的區(qū)間值

2.4 求各指標云模型的期望值、熵并計算加權偏離度

（1）計算各指標云模型的期望值熵。因評價指標均為定性指標，所以可根據專家評價結果，按照公式（2）和（3）計算各指標云模型的期望值、熵。以應急處置能力（B3）為例，計算過程如下：

綜合5 位專家的意見，針對應急處置能力（B3）得出評價結果，如表6 所示。

表6 針對應急處置能力各專家評價結果

根據每一種語言值評語的期望值（如表2 所示），結合5 位專家提出的每一種指標狀態(tài)（如表6 所示），將應急處置能力用綜合云重心向量G3表示，得到下列矩陣：

按照公式（2）和（3）計算各指標的期望值和熵：

同理可依次求得其他幾個指標的期望值和熵值如表7 所示。

表7 各指標的期望值和熵值

表7（續(xù)）

（2）計算加權偏離度。理想狀況下（即各指標評價結果均為好）應急處置能力指標的綜合云重心向量為：

2.5 分析評測結果

理想狀態(tài)下，應急處置能力（B3）的評價值為‘好’，即其期望著為1.0，而對于該化工園區(qū)而言，經上面計算得到應急處置能力（B3）距離理想狀態(tài)下的加權偏離度為0.329，則其實際期望值為0.671，與評語‘較好’的期望值‘0.7’非常接近，所以可認為該化工園區(qū)應急處置能力（B3）用語言值表示為‘較好’。

2.6 綜合應急能力評估結果與應對措施

根據以上計算步驟可依次得出各個層級指標的評價結果，如表8 所示。

表8 某化工園區(qū)應急能力評價結果

由上述計算結果可知，該化工園區(qū)的綜合應急能力評價為‘較好’，其他四個一級指標評價也均為‘較好’，說明該化工園區(qū)突發(fā)事故應急能力比較均衡全面，另外在應急預防方面，應急處置和事后處理方面，個別指標如：‘危險識別’‘事態(tài)評估’‘事故處理’‘恢復重建’‘事故分析總結’‘應急預案修訂’評價結果為‘一般’。針對以上問題，提出了以下應對措施：

（1）在危險識別方面，建議重點識別以下3 個方面。一是生產場所和儲存?zhèn)}庫區(qū)易引起突發(fā)事故的危險化學品；二是園區(qū)內的布局規(guī)劃以及設備，謹防布局失誤或設備老化等問題；三是園區(qū)內部的工作人員，盡量避免人為失誤。具體可參照我國發(fā)布的《生產過程危險和有害因素分類與代碼》以及《企業(yè)職工傷亡分類》。

（2）在事態(tài)評估方面，建議保證應急管理人員以及應急機構進行評估工作的相關人員的專業(yè)性?？啥ㄆ趯ζ鋵I(yè)能力進行考察，輔以考察評估速度。

（3）在事故處理方面，建議園區(qū)加強消防搶險能力、交通治理能力、以及應急聯(lián)動響應等能力，從而提高事故處理的效率。

（4）在恢復重建方面，建議園區(qū)能夠吸取事故教訓，以發(fā)展的眼光進行恢復重建工作，將以前存在缺陷的設施設備進行完善。此外，建議對需要恢復重建的設施設備進行重要性排序，有重點、有秩序的進行恢復重建工作，并做好監(jiān)督檢查工作。

（5）在事故分析總結方面，建議成立專門的調查小組對事故發(fā)生的原因進行調查，將調查結果進行梳理和分析總結，并出具一份報告存檔。

（6）在應急預案修訂方面，建議在事故發(fā)生以后，對事故以及整體救援工作進行全方面分析，發(fā)現(xiàn)并改進現(xiàn)有應急預案存在的不足，對其進行修訂和完善。

3 結論

云重心評價法通過綜合云重心的加權偏離度衡量整個系統(tǒng)狀態(tài)的變化，保證了定性和定量指標轉化的合理性。本文將云重心評價法引入化工園區(qū)應急能力評估中，建立了基于云重心評價法的化工園區(qū)應急能力評價模型，從下往上依次得出各層級指標評價結果的語言值表示，給出了更加直觀的判斷結果，為化工園區(qū)應急能力評價研究提供了一種新的思路和方法。但該方法在整個評價過程中仍然依賴于專家主觀意見，如何進一步減少主觀因素，提高評價結果的客觀性、合理性，還有待進一步研究。