模糊改進層次分析法用于大型原油儲罐管理安全評價

李學軍 天津中海油工程設計有限公司

模糊改進層次分析法用于大型原油儲罐管理安全評價

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模糊改進層次分析法是根據大型原油儲罐實際情況對層次分析法進行優化改進，確定儲罐安全性評價的因素層次，進而確定各因素的權重大小；然后根據模糊綜合評價法選擇專家打分對各風險評價因素進行賦值，建立因素模糊評價矩陣，最終計算得出評價結果。根據改進層次分析法的特點，首先需要建立原油儲罐安全性評價的指標體系，再結合模糊綜合評價法，從人員、設備、管理、環境等四個方面建立模糊性指標因素體系，通過實際調研和文獻分析，根據油田實際情況建立評價指標。結果表明，人員因素和管理因素是影響儲罐安全性最大的指標。通過案例分析對模糊改進層次分析評價模型進行驗證，該評價結果基本符合實際情況，并從強化培訓教育和高效管理兩個方面提出了提高原油儲罐安全性的措施。

模糊；層次分析法；原油儲罐；安全性；模型

對大型原油儲罐安全性進行評價，根據評價結果采取各種針對性防范措施，可降低原油儲罐運行帶來的風險，對提高原油儲罐整體安全性，提升油田生產效益具有重要促進作用。結合當前我國安全評價方法的使用特點，針對原油儲罐風險高、容量大、隱患突出的實際特征，對層次分析法進行改進，并結合模糊綜合分析法對其進行安全性評價，對判斷原油儲罐安全性具有十分重要的作用。

1 模糊改進層次分析法

模糊改進層次分析法是根據大型原油儲罐實際情況對層次分析法進行優化，確定儲罐安全性評價的因素層次，進而確定各因素的權重大小；然后根據模糊綜合評價法選擇專家打分對各風險評價因素進行賦值，建立因素模糊評價矩陣，最終計算得出評價結果。

1.1 改進層次分析模型

在原層次分析法的基礎上進行優化，將各個風險評價指標因素按五個標度、三個等級程度進行量化，在相鄰兩個標度中間插入標度進行均化，從而提高優化精度，由此得出指標因素的權重。根據標度評比表和層級分析法建立指標因素比價矩陣A

式（1）中aii=1;aji=1/aij;aij=aik/aki（i,j, k=1,2,3）。由此構建判斷矩陣B，如式（2）所示，其內部元素應滿足下列條件

其中km=rmaxrmin。

對矩陣C進行歸一化處理可以得到指標權重。

1.2 模糊綜合評價模型

由于管道運行風險影響因素全部都是模糊性，無法定量衡量，因此，通過專家用模糊綜合評價法對原油儲罐安全性進行評價。具體評價步驟如下：

（1）確定模糊綜合評判因素集合U，U= {u1，u2，…，un}，ui為評估因素。

（2）通過邀請石油安全研究相關行業的專家進行實地考察分析，對大量的原油儲罐進行統計分析，主觀賦值得出指標因素模糊判斷矩陣。

（3）進行模糊綜合運算。對因素集U中第i個因素ui進行評估，對應結果等級評語集V中第j個元素vj的隸屬度為rij。綜合所有單因素，得到評判矩陣R為

運用模糊綜合評估模型式D=ER進行兩級模糊綜合運算得出結果，根據結果以最大隸屬度法評價判斷原油儲罐的安全等級狀況。

2 安全評價建模

2.1 原油儲罐管理改進層次分析法指標體系

根據改進層次分析法的特點，首先需要建立原油儲罐安全性評價的指標體系，再結合模糊綜合評價法，從人員、設備、管理、環境等四個方面建立模糊性指標因素體系，通過實際調研和文獻分析，根據油田實際情況建立評價指標，如表1所示。

表1 原油儲罐模糊改進層次評價指標體系

2.2 模糊改進層次評價法評估等級

為了對原油儲罐的評價結果進行界定，根據改進層次分析法的結果等級對原油儲罐評價結果進行等級劃分，分為五個等級，如表2所示。

表2 模糊改進層次法評估等級及評語級劃分

2.3 確定評價指標權重

邀請原油儲罐、石油化工、質量監督、石油生產管理等行業領域專家對表1中的評價指標體系進行兩兩對比，給出改進層次分析模型求解指標因素權重，如表3所示。

表3 模糊改進層次指標權重

2.4 確定評判矩陣計算

針對需要評價的原油儲罐，由行業專家進行現場分析評判，打分確定該儲罐風險指標對其安全性的影響程度，確定評判矩陣，再依據式（3）進行多層次模糊矩陣計算即可得出安全性評價結果。

3 模糊改進層次分析法的應用

3.1 應用案例分析

選擇某油田某原油儲罐，邀請相關行業15名專家對其安全性進行實地觀察調研分析和打分，根據打分情況，統計、分析、確定各項因素指標現狀，由此得出各指標的分數即評判矩陣。

根據模糊改進層次評價法，結合專家現場打分情況進行模型計算。根據最大隸屬度原則，可判斷該原油儲罐安全性為較安全，需要適當加強完善相應措施，進一步提高安全性。

3.2 提高儲罐安全性的措施

根據評價指標的權重值可以看出，對原油儲罐安全性影響最大的風險還是來源于人員素質和管理水平，因此需要加強人員安全和管理兩個方面的措施。

（1）強化員工安全教育培訓。一是要加強油田全體員工的安全意識教育，從思想源頭上提高員工安全認識，認識到原油儲罐的危險性和自身工作行為的危險后果，從而遵守操作規程，確保行為安全。二是要加強業務技能培訓，通過經驗豐富的工程師對員工進行經驗傳授和操作技能培訓，提高員工的操作熟悉度和專業素質水平，從而在操作過程中避免一些意外事故。三是加強員工思想和心理教育，確保員工身心素質過硬，能夠較好地解決各種意外突發情況。

（2）運用高效管理模式。一是成立完善的安全管理機構，落實安全責任制，明確崗位規章制度，確保工作、行為、操作等制度的約束和保障。二是落實定期檢查和自我排查行動，通過查找原油儲罐存在的設備、環境、人為等危險因素并進行整改，提高自身安全素質。三是完善安全管理會議和學習制度，定期組織應急演練，通過實踐形成良好的安全文化氛圍，提高全體安全水平。

4 結語

（1）建立了模糊改進層次法的安全性評價模型，并對該評價模型的計算步驟進行了詳細分析。

（2）從人員素質、設備狀況、管理水平、環境影響等四個方面構建原油儲罐安全性評價指標體系，并邀請專家對其指標權重進行確定，結果表明，人員因素和管理因素是影響儲罐安全性最大的指標。

（3）通過案例分析對模糊改進層次分析評價模型進行驗證，該評價結果基本符合實際情況，并從強化培訓教育和高效管理兩個方面提出了提高原油儲罐安全性的措施。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.003