一种基于模糊综合评价的港口设施运行安全风险评价方法

技术领域

本发明涉及风险设施的安全管控领域，具体地说是一种基于模糊综合评价的港口设施运行安全风险评价方法。

背景技术

港口生产是多工种、多环节的联合作业，具有作业点多、分散、受自然因素影响大的特点，加之港口生产的高度连续性及复杂性，致使港口生产中潜在着比一般行业更大的危险性和不安全因素。而港口高风险作业设施(例如起重设备、装卸设备和输送设备)作为港口生产作业的重要组成部分，其运行的安全性决定了港口生产作业的稳定性和效率。

近年来，随着机械行业的快速发展，港口高风险作业设施运行的可靠性显著上升，但受人、机、环、管等多因素影响，其安全性一直是动态的复杂问题，机械设施发生故障的情况具有不确定性和变化性。因此，开展港口高风险作业设施运行安全性研究具有重要现实意义。

对港口高风险作业设施进行风险评价是安全性研究的重要内容，同时也是安全风险预警的前提工作，为后续构建运行安全技术指标体系奠定了基础。将现代安全管理的理念和方法引入到港口高风险设备安全监管工作实践之中，通过对危害因素进行识别、分析与评估，确定其风险程度，提出合理可行的对策及建议，确保港口风险设施的全过程安全运行，进而保障港口生产作业的稳定进行。

目前流行的安全评价方法主要有安全指标评价法、安全检查表法、层次分析法、灰色关联度分析法和模糊综合评价法等。国内外学者围绕这些方法开展了大量研究，但针对港口高风险设施运行安全的评价方法还存在一些局限性：只考察了人机环因素，未考虑管理因素的影响；次级评价指标划分太宽泛不够细化；未考虑风险因子的权重；专家评价的主观因素对评价结果影响大等。

发明内容

针对现有的港口设施运行安全风险评价方法的不足之处，本发明要提供一种基于模糊综合评价的港口设施运行安全风险评价方法，可以掌握港口高风险设施的实际安全状况和风险程度，有助于事先预测预防、合理控制和规避港口设备事故的发生。

本发明的基本思路是：基于安全生产标准化建设要求和港口实际情况，分析风险评价影响因素，将管理因素纳入评价指标体系(此外还包括人员、设备、环境)。围绕人-机-环-管四个维度，科学筛选评价指标，构建包括4个一级评价指标和33个二级评价指标的港口高风险设施运行安全风险预警指标体系(如图1所示)：一级评价指标包括：人员因素、设备因素、管理因素、环境因素。人员因素下包括现场安全员比率、工作人员接受安全培训情况等8个二级评价指标；设备因素下包括金属结构主要装置的安全状况、零部件及属具的安全状况等10个二级评价指标；管理因素下包括安全管理制度与标准完备情况、安全管理专业人员比率等9个二级评价指标；环境因素下包括自然灾害影响、区域社会环境影响等6个二级评价指标。

结合层次分析法和专家打分法，确定所述港口高风险设施运行安全风险预警指标体系的评价指标权重集。

基于所述评价指标权重集，采用模糊综合评价方法进行多因素模糊综合评价，确定安全风险评估结果。

根据所述安全风险评估结果，可以掌握港口高风险设施的实际安全状况和风险程度，有助于事先预测预防，合理控制和规避港口设备事故的发生。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于模糊综合评价的港口设施运行安全风险评价方法，包括以下步骤：

步骤1：建立影响因素集

确定评判对象的影响因素集U，即评价指标体系。假设影响因素集U用下式表达：

U＝{U

式中，U

步骤2：建立风险判断集

风险判断集V是以评判者对判断对象做出的各种评判结果为元素组成的总集合，表示如下：

V＝{V

式中，V

步骤3：建立因素权重集

为了反映各个一级评价指标的重要程度，对各个一级评价指标U

设有h位专家对第i个一级评价指标打分，分值记为d

A＝(A

按照确定一级评价指标权重相同的方法确定二级评价指标权重，具体方法如下：

设h位专家对第i个一级评价指标下的n

其中，矩阵D

完成所有一级评价指标下的各二级评价指标打分后，根据上述计算步骤得到各一级评价指标下的各二级评价指标的权重，记为：

a

步骤4：进行模糊综合评价

采用多因素模糊综合评价，具体方法如下：

步骤4-1：设

步骤4-2：进行一级模糊综合评价

设一级评价指标U

其中/>

对每个

B

步骤4-3：进行二级模糊综合评价

设影响因素集U的二级模糊关系评价矩阵R

当因素权重集合A及二级模糊关系评价矩阵R

步骤5：处理评价结果

求得综合评价结果b

根据风险判断集V＝{V

E＝{E

则二级评价指标U

一级评价指标U

二级模糊综合评价的等级计算公式为：

进一步地，所述一级评价指标包括人员因素、设备因素、管理因素和环境因素；所述人员因素下包括现场安全员比率、工作人员接受安全培训情况、指挥和管理人员的工作能力、作业人员的技术水平和工作能力、作业人员的持证情况、作业劳动强度、作业人员的不安全行为和安全防护用具和设施的投入共8个二级评价指标；所述设备因素下包括金属结构主要装置的安全状况、零部件及属具的安全状况、润滑车容的安全状况、电气仪表的安全状况、作业设施的安全防护设计、作业设施安全装置的工作可靠度、设施服役时长、设施操作难易程度和自动化程度、机械设备维修保养合格率和设施的带病作业率共10个二级评价指标；所述管理因素下包括组织机构健全程度、安全管理制度及标准完备情况、安全管理专业人员比率、生产作业复杂程度、应急措施制定及落实情况、质量管理体系认证情况、重大危险源辨识与事故管理、安全技术措施制定落实情况和作业设施安全检查验收表利用情况共9个二级评价指标；所述环境因素下包括外界船舶火车及车辆影响、区域社会环境影响、气候水文地质自然环境影响、自然灾害影响、港口职工生活及住宿条件、作业照明条件共6个二级评价指标。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明不是宽泛的针对港口安全进行研究，而是将研究对象设定为港口风险作业设施，该方法推广性较强，可以适用于不同种类的港口高风险设施的风险评估任务；

2、本发明从人-机-环-管四个方面出发，分析四大因素之间的融合联系，并结合港口实际情况，构建了包括4个一级评价指标U

3、本发明采用专家打分法和层次分析法来建立因素权重集，定性与定量的方法相结合，在考虑主观性的同时提高了研究对象评价的客观性，能够有效降低指标权重的计算误差；

4、本发明提供的评价方法吸收了专家打分法、层次分析法和模糊综合评价法的优点，将三者合理地结合应用，有效避免了安全风险评价过程的模糊性和随机性，提高评价结果的准确性，具有一定的实际应用价值。

5、根据本发明的方法，可以获得二级评价指标U

附图说明

图1为本发明的港口高风险设施运行安全风险预警指标体系结构图；

图2为本发明的基于模糊综合评价的港口设施运行安全风险评价方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。

根据图1所示的结构图，可以得到港口高风险设施运行安全风险预警指标体系表(示例)。如下表所示。

表1：港口高风险设施运行安全风险预警指标体系表

根据表1，可以得到影响因素集：

U＝{U

U

U

U

本发明采用李克特五级量表，将二级评价指标的安全风险水平分为5级。得到风险判断集：

V＝{V

其中V

在进行综合评价时，选择各评价区间的中值作为各等级的参数。则评价尺度集：

E＝{E

确定指标权重需要先得到专家小组的打分，再使用层次分析法具体计算。查阅相关文献资料，给出经验参考的权重值作为示例，如表1所示。

则各个一级评价指标和二级评价指标的因素权重集如下：

A＝{A

a

{0.05,0.10,0.18,0.20,0.10,0.15,0.12,0.10}；

a

a

a

根据图2所示的流程，按照二级评价指标的权重因素集，对二级评价指标进行模糊评价。建立隶属度矩阵R

表2：二级评价指标的模糊关系

根据表2，可以得到二级评价指标评价矩阵：

/>

其中，R

对划分的多个评价指标分别进行一级模糊综合评价。一级评价指标U

得到人员因素、设备因素、管理因素、环境因素的模糊综合评价向量如下：

B

B

B

B

则U

同理，对各个一级评价指标中每个二级评价指标，其评价结果：

一级评价指标和二级评价指标的一级模糊综合评价结果如下表所示：

表3：一级评价指标和二级评价指标的一级模糊综合评价结果

/>

/>

由表3可以看出，人员因素V

一级模糊综合评价仅是对每个一级评价指标中的各个二级评价指标进行综合，还需要考虑各个一级评价指标的综合影响，即进行二级模糊综合评价。此时评价矩阵应为一级评价中得到的人员、设备、管理和环境因素的模糊综合评价向量B

则二级模糊综合评价集合B为：

经计算，可以得到二级模糊综合评价(港口高风险设施运行安全风险评价)的结果V如下：

从总的评价结果看，港口高风险设施运行安全为二级风险，说明该港口高风险设施在安全管理上还存在一定问题，需要进一步改进和完善相关规章制度。

本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。