(华北科技学院 安全工程学院 北京 101601)

引言

近年来，国家对石油产品的需求量日益增加，从而推动了国家石油库的建设和发展。由于石油本身具有易挥发、易燃烧、易爆炸等特性，石油库就不可避免地存在火灾、爆炸等危险。石油库火灾具有燃烧速度快、火焰高，热辐射强、容易形成沸溢和喷溅，扩大过火面积、难以施救等特点。

目前，鲜有用物元可拓模型来评价石油库火灾应急能力，结合物元可拓模型进行研究的也并非灾害领域。本文主要通过确立石油库火灾应急能力指标体系，构建基于物元理论的可拓模型，对石油库火灾应急能力进行评价，并结合石家某油库库实例进行应用。

一、物元分析理论概念

在物元分析理论中，描述事物的基本元为事物、特征和量值这个有序三元组，记为：R=(P,c,v)。其中P为事物，事物的特征c是指所有能表示事物的功能、性质、行为状态和相互关系的指标的集合，量值v是事物特征的具体量化值，可以使数量、程度，也可以是范围。为了使解决矛盾问题的过程定量化，并方便后期用计算机进行处理，物元分析必须建立相应的数学工具，也就是可拓集合论。当用物元作为可拓集合的元素时，就构成了可拓物元集，可拓集合是由关联函数和物元具体限制条件来限制，这就是物元分析理论的基本框架。

二、评价指标体系建立

(一)分级标准

在自然灾害损失等级评价[1]、水资源承载力[2]、地下水质评价[3]、加油站火灾应急能力评估等可拓评估中多把评估等级划分为4个或5个层次，按照事故和灾难的可控性、严重程度和影响范围，应急响应级别原则上分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级响应，所以本文中将其划分为4个等级：优、良、中、差。

(二)确立评价指标体系

本文依据GB50074《石油库设计规范》、GB50160《石油化工企业设计防火规范》、SH3063《石油化工企业可燃气体和有毒气体监测报警设计规范》等相关文件确定了用于评价石油库火灾应急能力的指标体系。

指标值确定方法如下：

(1)安全管理指标：C11由可用报警器材与总数量的比值确定；C12由专家组成员指出的不合理之处的数量确定；C13根据该石油库应急演练次数、效果等情况打分确定，打分区间为[0,1]；C14根据进行过的安全教育的内容对员工进行随机测试，计算其合格率。

(2)人员应急素质指标：C21由除领导外的全体员工结合历史事故、演练效果等具体情况对领导的指挥能力进行打分，区间为[0,1]；C22和C23由全体员工进行打分，区间为[0,1]。

(3)消防设施指标：C32的确定方法为n=N0/N，其中N0为实际消防冷却水储量，N为按照行业标准应该具备的储量；C33的确定方法为x=X0/X，其中X0为泡沫液的实际储量，X为设计规范要求的储量的2倍；C31的确定是由同等材料在实验条件下得出的实际耐火时间与规范要求耐火时间之比确定的，C34是由规范要求从火灾探测器探测到火源后，经消防报警主机发给泵房启泵信号，到有水喷出整个过程的最慢反应时间与最快反应时间的比值的倒数确定的。

(4)外部救援指标：C41由消防部队接接警后到消防车到达火灾现场的时间确定，车速为30km/h；C42由120接到报警后到达现场的时间确定；C43由增援的消防人员和车辆到达的时间确定。

(三)关联度计算

关联度反映了两个事之间的关联程度，在物元可拓理论评价当中关联度表征了事物处于某一个级别、具有某种性质的程度，可由关联函数计算出。通过用关联函数计算出关联度可以快速高效的对石油库的火灾应急能力进行评价。

三、实例应用

(一)指标值及其权重的确定

石家庄某油库占地面积110亩,属于二级油库。油库现有储油罐15座，乙醇罐2座，全部为立式钢制内浮顶油罐，设计总储量86000m3，依照《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)的规定，已经属于重大危险源。该油库有应急预案，每年会组织两次安全生产事故应急预案的演练，总体布局是按照《石油库设计规范》布置的，符合规范。油罐之间以及装卸区域均符合国家标准。离该油库最近的且具有救护车的医院距离为4.6km,距该油库最近的消防站距离为4.1km,离最近的消防大队距离为9.1km。依照规定计算出总的消防用水量为19443m3，泡沫液用量总和为313.392m3。依照上述步骤，评价结果如表1所示：

表1 油库火灾应急能力评价结果表

四、结语

(1)根据石油库火灾的发生过程，结合燃烧类型、着火方式、石油库规模以及相关国家规范和标准提出了4个一级指标和14个二级指标，建立基于物元理论的可拓模型，从而对石油库火灾应急能力进行全过程的评估，保障其本质安全。

(2)在用物元可拓模型对石油库火灾应急能力进行评估的过程中，某些指标的经典域还不能确定明确的提法，很多指标和权重的确定具有一定的主观性，导致该评价模型还不能完全由客观量值的计算来进行，需要进一步完善。