层次分析法在油库安全评价中的应用

摘要：油库是储存油料的基地，油料具有易燃，易爆等危险性，客观正确的评价油库安全状况的前提是准确确定各影响因素的权重。本文用层次分析法确定影响油库安全的各主要因素的权重，从结果可以看出员工的身体状况和业务素质是影响油库安全的主要因素，因此，油库管理必须以人为本，同时加强员工业务技能培训，从而确保油库安全。
 关键词：层次分析法  油库安全评价  应用 
引言
 油库是储存油料的基地，而油料具有易燃，易爆，易挥发的特点，如何确保油库的安全，必须较为准确的评价影响油库安全因素，以及各自对油库安全影响的权重。对油库安全状况进行科学与客观的评价，有助于油库管理层总结经验教训，及时发现隐患，找出不足，采取措施，预防事故等，不断提高油库安全水平。由于油库安全因素是复杂多变，且不易掌握了解，而且人的认识水平有限，有的时候甚至落后于油库的发展，现在常用的系统评价方法有：层次分析法、模糊综合评价法、事故树分析法等。
1层次分析方法简介[1]
1.1层次分析方法原理
 层次分析法（Analytic Hierarchy Process常简记为AHP）是确定全向量的行之有效的方法。层次分析法的原理是从并通过分折复杂系统所包含的因素及相关关系，将系统分解为不同的要素，将这些因素按支配关系分组，以形成有序的递阶层次结构。通过两两比较判断，确定每一层中因素的相对重要性，建立判断矩阵。通过计算判断矩阵的最大特征值及其相应的特征向量，得到各层次要素对上层次某要素的重要性次序，从而建立权重向量。
1.2一般步骤
 层次分析法分析系统首先把问题层次化，形成一个多层次的结构模型，其常用的模型结构为图1。为了将比较定量化，引入比率标度方法，构成判断矩阵，其含义见表1。
 
                              图1 AHP的常用模型结构
 表1  数量标度
 因素x、y相比较  说明 f（x、y）  f（y、x）
 x与y同等重要  x、y对总目标有相同的贡献  1  1
 x比y稍微重要  x的贡献稍微大于y，但不明显  3  1/3
 x比y明显重要  x的贡献明显大于y，但不十分明显  5  1/5
 x比y十分重要  x的贡献十分明显大于y，但不特别突出  7  1/7
 x比y极其重要  x的贡献以压倒优势大于y  9  1/9
 x比y处于上述两相邻判断之间  相邻两判断的折衷  2，4，6，8  1/2，1/4，1/6，1/8
 然后列出判断矩阵，准则C（i）以及包括的因素构成如表2矩阵，构成原则是
 （1）若，则对总目标而言，因素比因素重要；若，因素比因素重要；若，则因素与因素同等重要；
 （2）。
 表2  判断矩阵
       …  
       …  
       …  
 …  …  …  …  …
       …  
 根据正矩阵理论，该矩阵具有唯一最大特征值。利用MATLAB计算特征值和特征向量，也可采用方根法算出其近似特征值，近似特征向量W＝()，W即为评价因素重要性排序，也即权数分配。
 最后进行一致性检验，度量评价因素权重判断矩阵有无逻辑混乱。
     计算一致性指标，  
 R．I为随机一致性指标，其值如表3所示。
 表 3  R．I随机一致性指标
矩阵阶数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
 RI 0．52 0．89 1．12 1．26 1．36 1．41 1．46 1．49 1．52 1．54 1．56 1．58 1．59
 当C．R＜0．1时，认为一致性可以接受，否则调整判断矩阵直到接受。
2层次分析法在油库安全评价中的应用
2.1油库安全层次结构模型
 根据对油库安全系统的综合分析，得出影响油库的安全主要有以下因素：人员(身体状况和业务素质，安全意识，思想政治素质)；设备设施 (储油系统，装卸油与输油系统，辅助作业系统，消防系统，防护抢救装备)；安全管理 (安全教育，安全组织，安全规章制度，安全预案演练，安全检查)；环境卫生 (工作环境，库区布局，工业卫生)。根据以上的内容，建立如图2所示的评价层次结构[2]。
  身体状况和业务素质
 人员    安全意识
 思想政治素质
  
 储油系统
 装卸油与输油系统
 设备设施     辅助作业系统
 消防系统
 防护抢救装备
 
  安全教育
 安全组织
 安全管理     安全规章制度
 安全预案演练
 安全检查
              
  工作环境
 环境卫生    库区布局
 工业卫生
                    图2 油库安全评价层次结构

2.2  各因素相对权重计算
 为了确定指标层各因素的相对重要程度，需要求出准则层每个因素相对于目标层的相对权重，也就是将准则层每个因素对于总目标——油库的安全状况予以量化，同时，需要求出各个指标因素对于准则层各因素的相对权重。
 ①准则层各因素对目标层的重要程度
 准则层中的人员、设施设备、安全管理、环境卫生在目标层——油库安全中的相对重要程度，用两两比较求出各因素的重要程度。利用方根法计算，计算权重，再用MATLAB计算最大特征值，首先根据综合考虑写出其判断矩阵如表4。
              表 4  C-C判断矩阵
目标层        
   1  1  2  3
   1  1  2  3
   1/2  1/2  1  1
   1/3  1/3  1  1
 
 以方根法求评价因素权重向量近似值Wi
 
 
 将评价因素权重向量近似值，作归一化处理求评价因素权重向量，
 
 
 用MATLAB计算判断矩阵的最大特征值得：
 ，W=（）然后计算一致性指标：
 
     
 再计算一致性比率：
     （通过查表得到）
 ，满足一致性。
     ②指标层各因素对准则层的相对重要程度
     指标层因素对准则层的相对重要程度计算结果如下：
              表 5 判断矩阵
       
   1  2  4
   1/2  1  2
   1/4  1/2  1
 ，W=（），，满足一致性。
 表 6 判断矩阵
           
   1  1  4  2  6
   1  1  4  3  6
   1/4  1/4  1  1/2  2
   1/2  1/3  2  1  4
   1/6  1/6  1/2  1/4  1
 ，W=（），，满足一致性。
 表 7 判断矩阵
           
   1  2  1/3  4  2
   1/2  1  1/4  3  1
   3  4  1  8  4
   1/4  1/3  1/8  1  1/3
   1/2  1  1/4  3  1
 ，W=（），，满足一致性。
 表 8 判断矩阵
       
   1  5  2
   1/5  1  1/2
   1/2  2  1
 ，W=（），，满足一致性。
2.3排序
人员因素对油库安全状况的权重为：

设施设备对油库安全状况的权重为：

安全管理对油库安全状况的权重为：
环境卫生对油库安全状况的权重为：

 综上所述，排出各因素与油库安全相关程度的顺序，如表9所示。
 表9 各因素权重及综合排序
目标层 准则层 指标层 排序
  分层 权重 
油
库
安
全 人员（0．3545） 身体状况和业务素质 0．2026 1
  安全意识 0．1013 4
  政治思想素质 0．05066 8
 设施设备（0．3545） 储油系统 0．1170 3
  装卸油和输油系统 0．1270 2
  辅助作业系统 0．03100 10
  消防系统 0．06200 7
  防护抢救装备 0．01737 14
 安全管理（0．1602） 安全培训教育 0．03366 9
  安全组织 0．01980 12
  安全规章制度 0．07919 5
  安全预案演练 0．007760 16
  安全检查 0．01980 13
 环境卫生（0．1308） 工作环境 0．07776 6
  库区布局 0．01678 15
  工业卫生 0．02977 11
 从上表可以看出，影响油库安全状况的各因素(指标)其重要程序是不均等的，有对油库安全状况起决定性作用，有些则影响较小。其中人员和设施设备起主要作用，又特别是员工的身体状况和业务素质、装卸油和输油系统、储油系统、员工的安全意识占支配地位，这与实际想符合，证明了该方法的合理性与实用性。我们可以通过关注掌握主要因素，提高对敏感因素的检测，警惕那些易忽略的因素，作到防范于未然，提高油库安全管理水平。利用层次分析法对仓油库安全状况进行评价，减少了评价工作中的随意性，对实际工作有一定参考价值。但是，由于油库安全评价的复杂性与多样性，对油库安全评价并不局限于此一种方法，往往是多种方法并用，以便对油库安全作出更合理有效的评价。
 
参考文献
[1] 黄晓英  张剑芳．层次分析法在仓库安全评价中的应用[J]．商品储运与养护．2004（3）：40-42，44
[2] 于贤福　杨艺．模糊综合评价在油库安全中的应用[J]．工业安全与防尘，2000(5):37-39