危險化學品事故分析中灰色關聯法的運用研究

＊馮 浩

（廣東眾和化塑股份公司 廣東 525011）

引言

隨著工業化和科技進步的不斷推進，危險化學品事故已成為社會關注的焦點。這些事故不僅對人民生命財產造成巨大威脅，也對環境產生嚴重破壞。因此，進行危險化學品事故的分析和評估，以尋找有效的解決方案和預防措施，具有重要的現實意義。然而，危險化學品事故分析面臨著諸多挑戰。其中一個關鍵問題是如何從眾多的事故因素中找出其相互關聯性，并確定影響最大的因素。傳統的統計方法和分析工具往往難以應對復雜多變的實際情況，需要尋求新的研究方法和技術來解決這一問題。

1.危險化學品事故分析方法的研究現狀

在我國，危險化學品事故分析方法的研究現狀呈現出多個主要特點。首先，研究者傾向于綜合應用各種方法和技術來進行事故分析。傳統的統計學方法、風險評估方法及系統分析方法在我國的研究中得到廣泛應用。研究者將不同方法和技術結合起來，以獲得更全面和準確的分析結果[1]。此外，近年來，新興技術如機器學習和人工智能也開始在危險化學品事故分析中發揮作用，為事故預測和預警提供新的思路和方法。其次，我國的研究者通常采用事故案例研究的方法，選擇典型和具有代表性的事故案例，深入分析事故的發生原因、過程和影響。通過對事故案例的研究，可以揭示事故背后的共性因素和規律性因素，為類似事故的預防和應急管理提供經驗和教訓。另外，危險化學品事故分析與風險評估和預測密切相關。在我國的研究中，研究者常將事故分析與風險評估和預測相結合，通過對危險化學品特性和環境因素的分析，量化和評估事故的概率和可能影響，進而制定相應的風險控制措施。

2.灰色關聯法的基本原理和數學模型

灰色關聯法是一種用于處理具有灰色信息的系統的分析方法，其基本原理是通過將灰色信息轉換為關聯系數來揭示變量之間的關聯度和影響程度[2]。該方法的數學模型包括以下步驟。首先，我們有一個原始數據序列X，通常情況下這些數據數量較少、不完整或不確定。然后，通過對原始數據序列進行累加求和，得到累加生成序列Y。這個累加生成序列可以更好地反映數據的發展趨勢和變化模式。

對于一個參考數列x0，有若干個比較數列x1，x2……xm，則可以計算各比較數列與參考數列在k時刻的關聯系數l0i(k)。

通過對關聯系數進行結合分析，對灰色關聯度進行計算，式（2）為灰色關聯度的計算公式。

接下來，需要對原始數據序列X和累加生成序列Y進行標準化處理，以消除其量綱和尺度的影響。常用的標準化方法包括線性歸一化和指數歸一化。在標準化后，根據原始數據序列X和累加生成序列Y，計算每個數據之間的關聯系數。關聯系數反映了數據之間的相似程度和相關程度，數值越大表示關聯度越高[3]。最后，根據計算得到的關聯系數，確定變量之間的關聯度和影響程度。通過比較關聯系數的大小，可以判斷出哪些變量對系統的影響更大，從而提供決策分析的依據。

3.危險化學品事故分析中的灰色關聯法應用流程

首先，需要準備與危險化學品事故相關的數據。這些數據包括事故的時間、地點、事故類型、事故原因等。確保數據的準確性和完整性非常重要。然后，對收集到的數據進行預處理。這包括數據清洗、去除異常值、對缺失數據進行填充等。預處理階段的目標是確保數據的質量和可靠性。接下來，對數據進行標準化處理。常用的方法是線性歸一化或指數歸一化，將數據轉化為無量綱化的形式。標準化后的數據將被用于構建灰色關聯矩陣。在構建關聯矩陣時，根據標準化后的數據，計算數據之間的關聯系數。關聯系數的計算可以采用相關系數、歐氏距離或其他相似性度量方法。關聯矩陣反映了不同因素之間的關聯程度。在確定關聯系數后，可以根據關聯系數組成的序列進行排序，確定主要的影響因素。關聯系數較高的因素通常被認為對事故的發生和發展具有較大的影響。最后，根據分析結果，可以采取相應的措施來減少事故發生的概率和影響。灰色關聯法的應用可以幫助決策者在灰色關聯法的應用流程中，根據分析結果，采取相應的措施來減少事故發生的概率和影響?；疑P聯法的應用可以幫助決策者更好地理解各個變量之間的相關性和影響程度。

4.數據采集與處理方法

在危險化學品事故分析中，數據采集與處理是至關重要的環節。數據采集的方法涉及多方面，其中包括獲取事故報告和調查文件，這些文件提供了有關事故發生的詳細信息。此外，監測數據也是重要的數據來源，可以獲取來自監測站點或傳感器的實時或歷史數據，其中包括環境監測數據、氣象數據、危險化學品存儲和使用記錄等。此外，已有的研究文獻和數據庫也可以作為數據采集的重要資源。在數據采集后，對數據進行處理是為進一步分析與應用做準備的重要步驟。數據處理的方法有多種，其中包括數據清洗、數據轉換和數據集成。數據清洗是指識別和糾正數據中的錯誤、缺失或異常值，確保數據的準確性和一致性。數據轉換可以包括數據標準化、歸一化、離散化等方法，使數據具有可比性和一致的尺度[4]。數據集成是將來自不同來源的數據整合為一個一致的數據集，方便后續的分析和建模。在數據采集與處理過程中，還需要考慮數據的隱私和安全保護，并遵循相關法律法規及倫理要求，確保數據的合法性和隱私權的保護。

5.灰色關聯法在危險化學品事故分析中的實證研究

(1)確定研究案例和收集相關數據

①數據采集與準備

收集某化工企業過去5年的儲存事故數據，包括10起事故的記錄。記錄事故發生的時間、地點、事故類型、事故原因和事故后果等信息。

②數據處理

清洗數據：檢查數據的完整性，補充缺失值（如缺損的時間和原因）并刪除重復的記錄。

標準化數據：對事故后果中的經濟損失進行線性歸一化處理，將其轉化為范圍在0到1之間的數值。

③灰色關聯法分析

構建關聯矩陣：基于原始數據，構建一個10×10的關聯矩陣，代表10個不同事故因素之間的關聯關系。

④關聯系數計算

計算關聯系數：采用相關系數作為關聯系數的計算方法，計算出各因素之間的關聯度，并得出關聯系數矩陣。

列出關聯系數排序：將各因素按照關聯系數的大小進行降序排列，以確定影響較大的因素。

⑤結果

經過關聯系數計算結果可得，關聯系數排名前三的事故因素：儲存容器安全性評估指數；操作員培訓水平；突發事件應急響應措施。

根據分析結果，我們可以得出以下結果：

儲存容器的安全性評估指數對事故后果具有較高的影響度，說明儲存容器的質量和安全性對事故發生和事故后果有重要影響。操作員的培訓水平是第二大影響因素，表明良好的操作員培訓可以降低人為因素引起的事故風險。突發事件應急響應措施的重要性排名第三，這強調了事故后的應急響應能力對事故后果的緩解和控制的重要性。

基于這些結果，決策者可以考慮以下措施來提高危險化學品儲存的安全性和降低事故風險。

提升儲存容器的質量和安全性水平，進行定期的安全評估和維護工作。加強操作員的培訓與培養，確保其具備相關技能和知識，提高操作的準確性和規范性。加強突發事件應急響應措施的制定和實施，包括培訓應急小組、演練應急預案及提供必要的應急資源和設備。

(2)運用灰色關聯法對危險化學品事故進行分析

灰色關聯法可以用于對危險化學品事故進行分析，以揭示事故因素之間的相關關系和影響程度。在進行分析時，首先，需要收集與危險化學品事故相關的數據，包括事故發生的時間、地點、事故類型、事故原因和事故后果等信息，以及其他可能影響事故的因素。收集到的數據應經過清洗和整理，確保數據的準確性和完整性。在數據處理階段，需要對數據進行標準化處理，使不同指標之間具有可比性。常見的標準化方法包括線性歸一化、指數歸一化等。接下來，根據清洗和標準化后的數據，構建關聯矩陣。關聯矩陣中的行代表不同的事故樣本，列代表各個事故因素。然后，利用相關系數等方法計算各個事故因素之間的關聯程度，得到關聯系數矩陣。最后，根據計算得到的關聯系數矩陣，可以對事故因素進行排序和分析。具有較高關聯系數的因素被認為與事故發生和事故后果有較強的關聯性，可能是影響事故的重要因素。這些結果可以為決策者提供參考，幫助他們制定針對性的風險控制策略和安全措施。

(3)分析結果解釋和討論

關聯系數的大小反映了各個因素與事故發生和事故后果之間的關聯程度。較高的關聯系數意味著該因素對事故產生的影響較大。根據排序的結果，可以確定對危險化學品事故影響較大的因素。例如，假設儲存容器安全性評估指數在關聯系數排序中位居前列。這說明儲存容器的安全性評估指數與事故發生和事故后果有較高的關聯度。可能存在以下情況：儲存容器的質量、結構、材料選擇等方面存在問題，容器的破損、泄漏或爆炸等可能導致事故發生，進而造成嚴重的后果，如人員傷亡、環境污染和財產損失。

另一個相關性較高的因素可能是操作員培訓水平。如果操作員缺乏必要的培訓和知識，其在危險化學品儲存和處理過程中的操作可能存在錯誤或不合規行為，導致事故風險增加。因此，提高操作員的培訓水平和意識對事故防控至關重要。還發現突發事件應急響應措施在關聯系數排序中排名較高。這表明在事故發生后，有效的應急響應措施能夠減輕事故后果。這包括建立完善的應急預案、培訓應急團隊、設立應急設施和裝備等，以確保及時、有序、高效的應急響應，減少事故擴散和后果蔓延的可能性。

需要注意的是，灰色關聯法得出的分析結果是基于已有數據的模擬分析，不代表真實的情況。在實際應用中，應結合更多的實際數據、領域專業知識和實踐經驗進行綜合分析和決策。此外，危險化學品事故與多個因素的綜合作用相關，單一因素的改進可能不足以完全消除事故風險，因此綜合治理和綜合控制是必要的。

6.灰色關聯法在危險化學品事故分析中的優勢和局限性

灰色關聯法在危險化學品事故分析中具有一些優勢和局限性。其優勢之一是能夠處理缺乏完整數據的情況。在實際情況下，危險化學品事故的數據往往有限或不完整，而灰色關聯法能夠通過計算關聯系數，揭示事故因素之間的相關關系，從而填補數據不完整性的不足。其次，灰色關聯法具有直觀且易于理解的特點。通過計算關聯系數，可以直觀地展示事故因素之間的關聯程度，使得分析結果更加易于理解和解釋。此外，灰色關聯法無需對數據分布做出特定的假設，相比其他統計方法更為靈活。

然而，灰色關聯法在危險化學品事故分析中也存在一些局限性。首先，該方法存在主觀性。在進行計算過程中，涉及到數據的標準化和權重系數的選擇，這涉及個人主觀判斷，導致不同的主觀判斷可能會影響最終的分析結果。其次，灰色關聯法依賴于已有的數據。如果數據的質量不高或者不準確，分析結果可能受到影響，因此確保數據的質量和準確性對于分析結果的可靠性非常重要。此外，灰色關聯法只能分析已有數據中的關聯性，無法考慮潛在的未知因素或變化趨勢。

7.結束語

危險化學品事故的預防和控制是保障人民生命安全和環境保護的重要任務。通過應用灰色關聯法對危險化學品事故進行分析，可以揭示事故因素之間的相關關系和影響程度，為決策者提供重要的指導和依據。