黄亮亮，安玉肖，刘　蓉，李　丰.中国石油西气东输管道公司（上海　00）.中国石化管道储运有限公司（江苏　徐州　008）.中国石化北海液化天然气有限责任公司（广西　北海　56000）



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油气管道应急救援能力评估方法研究

黄亮亮1，安玉肖2，刘蓉1，李丰3
1.中国石油西气东输管道公司（上海200122）
2.中国石化管道储运有限公司（江苏徐州221008）
3.中国石化北海液化天然气有限责任公司（广西北海536000）

为有效地评估和提高油气管道企业的应急救援能力，提出一种基于组合赋权的评估方法。结合工程实际，建立了油气管道企业应急救援能力评估的指标体系。为提高评估的准确性，采用组合赋权模型将层次分析法和熵权法所得权重进行融合。根据评估分值确定应急救援能力的水平。实例分析表明，应急准备能力和应急响应能力对应急救援能力的影响最大，应作为日常管理的重点；实例中输气站A的应急救援能力等级为一般，需要加强救援队伍建设和应急预案响应等方面的工作。

油气管道；应急救援；组合权重；层次分析法；熵权法

油气管道企业的应急救援是风险管理的重要组成部分，是防止发生重大特大事故的最后一道屏障[1]。高效的应急救援能够在很大程度上避免或减轻潜在事故所导致的人员伤亡、财产损失和环境污染。应急救援的效果受多方面因素的影响，其中主要取决于应急救援能力的高低。因此，对油气管道企业的应急救援能力进行评估显得十分必要。

近年来，研究人员针对应急管理方面的评估开展了一些工作：文献[1]引入云模型理论评价石油化工企业的应急成熟度；文献[2]采用G1法计算指标权重，继而采用指标体系法评估油气管道应急预案的质量；文献[3]针对事故应急预案采用层次分析法和模糊综合评价法进行相关的评估工作。以上的研究工作在权重获取方面只采用主观或客观权重计算方法，并未同时体现出两类方法的优势。为此，在以上研究的基础上，首先建立油气管道企业的应急救援指标体系，分别采用层次分析法和熵权法计算指标的主观和客观权重，并采用组合赋权模型得到指标的组合权重以突出两类赋权方法的特点，最后用于油气管道企业的应急救援能力评估，以期为应急管理提供一种新的评估途径。

1　应急救援能力评估指标体系的构建

油气管道企业应急救援包括危险监测、应急准备、应急响应和事后恢复等过程，在遵循科学性、可比性、系统性、符合性等原则[4]的基础上，结合已有的研究成果[1-5]，采用德尔菲法（Delphi）确定了各方面的主要底层指标（图1），共包括4个一级指标和20个二级指标。

2　基于组合赋权的应急救援能力评估方法

2.1指标权重的获取

应急救援能力评估的关键在于指标权重的确定方式是否合理。主观赋权法能够反映决策者的意愿或专家的经验，但客观性不足。客观赋权法从样本数据出发采用一定的数学方法获取指标的权重，但无法体现决策者或专家的意见。为突出主观赋权法和客观赋权法的各自特点，分别采用层次分析法和熵权法计算主观和客观权重，然后将两类权重融合成组合权重。

2.1.1基于层次分析法的主观权重

层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）是一种成熟的定量系统决策方法，被广泛运用于经济管理、风险评价和系统分析等领域[6]。采用AHP计算评估体系中各权重值的主要步骤[6-8]如下：

1）建立递阶层次结构。结合图1所建立的油气管道应急救援能力评估指标体系，建立相应的递阶层次结构模型，即以油气管道应急救援能力U作为目标层；以危险监测能力U1、应急准备能力U2、应急响应能力U3和事后恢复能力U4作为准则层；最后，将所有底层指标作为指标层。

图1　油气管道应急救援能力评估指标体系

2）构建判断矩阵。根据建立递阶层次结构模型，采用“1～9标度”描述在同一准则下各因素的相对重要性，含义见表1[6]，得到判断矩阵A=(aij)n×n。

表1　“1～9标度”的含义

3）一致性检验。为了避免判断矩阵偏差过大，保证结果的可靠性，需要对判断矩阵进行一致性检验。

式中：CI为一致性指标；λmax为判断矩阵的最大特征值。

由式（2）计算随机一致性比例CR。当CR<0.1时，可认为矩阵具有满意的一致性，否则应进一步调整判断矩阵。式中，RI为平均一致性指标，取值查表2[6]所得。4）计算因素权重。采用式（3）计算同准则下的各因素AHP权重值wAi，所组成权重向量为wA。

根据以上过程计算得到图1中所有指标的AHP权重值。

2.1.2基于熵权法的客观权重

熵权法是一种客观的权重获取方法，它依据指标的客观数据样本，以信息熵的形式反映了数据的变化程度，进而得到各因素的权重值[4,9]。现假设有m个待评价对象和n个底层指标，xij为第j个评价对象的第i个指标的得分值，计算方法如下：

1）计算第j个评价对象的第i个指标得分值的比重pij。

表2　平均随机一致性指标

2）按式（5）计算第i个指标的熵权值wSi，所组成的权重向量为wS。

2.1.3指标组合权重

为体现主观和客观赋权法的特点，本文采用式（6）计算得到所有指标的组合权重向量wZ[10]。

式中，α∈(0，1)，为权重系数，反映了主客观权重的偏好，可视实际情况调整。

2.2应急救援能力评价

采用[0,10]的数值论域评价各底层指标的状况，分值越高表示其状况越好。根据式（6）得到所有指标的权重值之后，根据式（7）计算得到能够反映油气管道应急救援水平的分值C并可按表3进行分级[2]。

式中：wZi为第i个底层指标的组合权重值；Fi为第i个底层指标的评价分值；n为底层指标总数。

表3　应急救援能力等级划分

3　案例分析

根据建立的评价方法，对我国东部某天然气管道公司所辖的4个输气站场进行应急救援能力评估。

3.1指标评价及权重获取

在收集完4个输气站场的评价所需资料之后，以问卷调查方式邀请专家对20项底层指标进行评价，通过式（1）～式（6）计算分别得到所有指标的AHP权重wA、熵权权重wS和组合权重wZ，其中权重系数取α=0.6，所得结果见表4。从表4的权重分布看，应急准备能力U2和应急响应能力U3的权重和的比重达到74.27%，应作为日常管理的重点；在二级指标中，应急预案响应和救援队伍分别达到了15.27%和12.14%，需要给予重点关注。

表4　指标的评价分值及组合权重

3.2应急救援能力等级评定

依据式（7）和表4中的数据，计算可得4座输气站场的应急救援能力评估分值及等级，见表5。

由表4和表5可看出，该公司的B、C和D 3座站场应急救援能力较强，但A输气站处于一般水平，需要加强救援队伍建设和应急预案响应等方面的工作，以确保能够较好地处理天然气管道的突发事件。

表5　应急救援能力评估分值及等级

4　结论

1）油气管道企业应急救援是风险管理不可或缺的组成部分，本文从危险监测能力、应急准备能力、应急响应能力和事后恢复能力等4大方面建立了响应的评估体系。

2）采用组合赋权模型评价能够发挥层次分析法和熵权法的特点，能够体现决策者意愿和专家经验并使结果更具客观性。通过实例验证，评估结果基本与客观实际相符，可为应急管理提供一定的理论依据。

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In order to effectively evaluate and improve the emergency rescue capability of oil and gas pipeline enterprises, an evaluation method based on combination weightingis proposed. The emergency rescue capability evaluation index system of oil and gas pipeline en⁃terprises was established based on the engineering practice. In order to improve the accuracy of the evaluation, the weights obtained by the analytic hierarchy process and the entropy weight method are combined by combination weighting model, and the level of emergency rescue capability is determined according to the evaluation scores. Case analysis shows that emergency preparedness capacity and emer⁃gency response capacity have the greatest impact on the emergency rescue capacity, and they should be the focus of daily management. In the case, the emergency rescue ability level of the gas transmission station A is the general, so the construction of emergency rescue team and emergency response work should be strengthened.

oil and gas pipeline; emergency rescue; combination weight; analytic hierarchy process; entropy weight method

黄亮亮（1989-），男，硕士，主要从事天然气管道运行管理工作。

本文编辑：王梅2015-11-30