邓兵兵助理研究员 徐亚博副研究员 谢昱姝研究员 邓 方工程师 代宝乾研究员

(1.北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所，北京 100054；2.北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司，北京 100011)

0 引言

当前城市规模急速膨胀，人口密集度剧增，安全生产环境愈发复杂，急需变被动监管为主动管理，创新安全管理模式，风险管理工作能有效防范事故发生，其重要地位也日益凸显[1-2]。近年来发生的“12.31”上海踩踏事故、“8.12”天津港爆炸事故、“12.24”江西丰城电厂施工平台坍塌事故、“6.13”十堰燃气爆炸事故等一系列重特大事故表明，我国城市安全风险管控能力滞后于城市发展速度[3]。近年来，北京、上海、广州、天津、深圳等地均开展城市安全风险评估工作[4]，组织生产经营单位针对工艺、设备、物品、场所和岗位，开展风险辨识和评估，进行分级管控，基本摸清掌握城市危险源、风险点，特别是可能引发重特大事故的危险源、风险点。但城市管理者对风险综合分析需求愈加强烈，亟需利用安全风险点位大数据，通过科学合理的评估模型计算出区域安全风险程度，为风险监测预警提供支撑[5]，通过强化空间规划、产业布局、资源配置，对潜在风险做好应急准备。

国外对城市安全问题的研究多依据本国的特点，关注城市安全的不同方面，欧洲等国城市公共安全的侧重点偏向于社会治安，日本更注重多灾种的综合防灾管理[6-7]。国内学者从不同角度对区域安全风险进行研究，如谈力[8]通过分析脆弱性与灾害风险的关系，构建基于城市韧性理论的城市综合风险评估体系，对自然灾害综合风险进行评估；张慧等[9]提出点—线—面的城市燃气行业安全风险评估分级标准指标体系，对行业性分析进行评估；汪婷[10]以固有风险数据为基础构建了区域评估模型，计算燕山地区区域风险；王国栋等[11]提出以企业数据为基础开展区域安全风险评估思路；刘伟[12]通过定量风险评价模式评估化工园区区域风险。以上研究都不同程度地存在评估指标相单一、分析模型不具体、研究区域局限等问题。

笔者以安全生产风险大数据为基础，构建区域风险评估指标体系和综合风险评估模型，并实例分析某市区域安全风险，为今后开展安全生产区域综合风险评估工作提供一种新的思路。

1 基于层次分析法的风险评估

1.1 层次分析法

70年代中期，美国匹兹堡大学教授T.L.Saaty提出层次分析方法[13]，该方法将定性和定量指标统一在一个模型中，根据问题的性质和达到的总目标，将复杂问题分解成按支配关系分组，形成有序递阶层次结构中的不同因素[14]，既可以用于系统的综合评价与决策[15]，也可以评价系统各要素的权重大小[16]。

区域安全风险涉及的因素既有定性因素，又有定量因素。层析分析法可将定性分析与定量分析较好的有机结合起来，同时，既包含主观的逻辑判断和分析，又依靠客观的精确计算和推演，使评估过程和结果具有很强的条理性和科学性。区域安全风险涉及因素往往有多个层次，在结构上又具有递进层次关系。层次分析法可以有效地将复杂系统分解成若干层次，建立准则层和子准则层，通过比较判断，计算各因素对区域风险的排序权值[17]，整个评估过程体现出分解、判断、综合的系统思维方式，故选择层次分析法对区域安全风险进行评估。

1.2 指标体系构建

1.2.1 构建原则

区域安全风险具有密集性、流动性、叠加性、全域性等特点，决定了构建区域安全风险综合评估指标体系是一项复杂的系统工程。在指标体系构建过程中必须注意把握科学性、客观性、系统性、公正性、可行性、可比性等原则，这些原则是建立区域安全风险综合评估指标体系的重要保证，是正确、有效地进行区域安全风险水平研究的重要保证。

1.2.2 构建思路

区域安全风险综合评估指标体系是以降低安全生产事故为目标，以管控固有风险为重点，以提升风险防控能力和风险管理工作成效为出发点，由绝对与相对相结合的定量要素构成的系统。根据区域安全风险的构成特点，基于风险理论和统计学原理，利用主成分分析法、相关性分析法和数据提取技术，建立一个由3个层次指标构成的城市区域安全风险评估指标体系，指标体系构建原理，如图1。

图1 城市区域安全风险评估指标体系的构建思路Fig.1 The construction idea of the index system for urban regional safety risk assessment

1.2.3 指标的选定

指标是反映系统总体现象的特定概念和具体数值的综合，包括指标名称和指标数值2部分，是从数量方面来描述系统的属性或特征。由于影响城市区域安全因素的不确定性和复杂性，对城市区域安全风险评估指标选取与设置、评估指标的权重衡量确实有难度，这势必影响区域风险的评估尺度与精度，使评估结果难以具有可预测性与权威性，因此，构建科学合理的指标体系是区域安全风险评估的重要内容。

按照上述构建原则和思路，主要通过以下3个过程对指标进行构建：

(1)评价指标的海选。本研究将风险源相关指标纳入城市区域安全风险评估指标体系中，以风险信息系统产生的指标为基准，以经典文献的高频率指标为重点，以推动城市风险评估工作为导向，并聚焦城市安全生产领域，共确定33个海选指标。

(2)评价指标的初选。在评价指标海选的基础上，主要使用定量筛选法确定初选指标。首先，选择从事城市安全风险评估工作的2位应急管理部门领导干部和8位技术专家，对海选指标的合理性和可行性进行判断，剔除部分指标；其次，通过相关性分析删除同一层级相关性较大的指标，避免指标反映的重复信息对评估结果的影响；最后，通过主成分分析法筛选出主成分中因子负载大的指标，保证筛选出的指标对评估结果有显著影响。

(3)评价指标的理性补充。指标初选中定量筛选法的依据是指标数据的差异性变化，它克服主观筛选的不足，但是由于过度依据客观数据，容易忽视指标的实际含义，导致一些有代表性的指标被误删。同时，在样本选择期内，指标可能因为其数据差异较小而被误删。因此，在评价指标初选的基础上，本研究通过理性分析补充一些典型的高频指标，从而最终确定城市区域安全风险综合评估指标体系。

区域安全风险评估指标体系最终确定1个一级指标，5个二级指标，21个三级指标，城市区域安全风险评估指标体系，如图2。

图2 城市区域安全风险评估指标体系Fig.2 The index system for urban regional safety risk assessment

一级指标的选定。城市区域安全风险综合评估指标体系一级指标1个，即区域安全风险水平，这是衡量评价区域安全风险高低的综合性指标。

二级指标的选定。根据区域安全风险综合评估的实际需求，结合已有城市风险评估工作基础数据采集情况，设立5个二级指标，即：固有风险、安全生产事故、风险防控能力、风险管理工作成效、区域基础条件，构成区域安全风险综合评估指标体系的主体框架(功能团)。

三级指标的选定。二级指标在城市区域安全风险综合评估指标体系中处于承上启下位置，属于合成性指标，还需要有一组能够充分反映和代表其性质和作用的基础性指标，即三级指标，三级指标是否客观、准确和具有代表性，直接决定着对城市区域安全风险评估的真实性和准确性。根据二级指标的范围界定，选定21个指标数据作为三级指标，分属于不同的二级指标。其中：固有风险下设风险源数量、重大风险源数量、较大风险源数量、火灾类风险源数量、爆炸类风险源数量、中毒窒息类风险源数量、坍塌类风险源数量7个三级指标；安全生产事故下设较大及以上事故发生起数、一般事故发生起数2个三级指标；风险防控能力下设避难场所数量、消防部队数量、医疗卫生机构数量、微型消防站数量、乡镇街道安全检查队数量、生产经营单位管控措施平均数量、生产经营单位应急物资与应急装备平均数量7个三级指标；风险管理工作成效下设风险更新率、风险覆盖率2个三级指标；区域基础条件下设人均GDP、生产经营单位密度、人口密度3个三级指标。

1.3 区域风险评估模型构建

1.3.1 指标标准化

区域安全风险综合评估指标体系的不同三级指标数值相差很大。例如：对于固有风险来说，其下属指标风险源数量可能成千上万，而坍塌类风险源数量则有可能为0。为了能够将不同数值范围的三级指标进行加权得到二级指标，需要对三级指标的原始指标数值进行归一化处理，将同一二级指标所属的三级指标数值转换到同一数量级(0～1之间)，以消除变量的量纲不同对评价结果的影响，对所选三级指标中反向指标进行正向化处理，也避免反向指标对评价结果的不合理影响。对已收集的三级指标原始数据进行分析，提出3种不同的处理方案来将原始数据x转化为y，见表1。

表1 三级指标数据处理方案Tab.1 The data processing scheme of level III indexes

在数据预处理后，所有三级指标都被转化为0～1之间，然后通过加权求和得到二级指标的数值。由于每个二级指标包含的所有指标权重之和为1，所以二级指标的数值范围在0～1之间。

1.3.2 各级指标权重

邀请16位相关领域专家对各个指标的重要性进行打分，依次建立递阶层次结构，构造判断(成对比较)矩阵，进行层次单排序及其一致性检验和层次总排序及其一致性检验，确定各个评估指标的权重，见表2。

表2 区域安全风险评估指标权重Tab.2 The weight of regional safety risk assessment indexes

续表

1.3.3 区域安全风险指数确定

通过加权求和得到城市区域安全风险综合指数，如公式(1)所示：

(1)

式中：

A—某个时间点某个区的安全风险综合指数；

Cij—第i个指标下设的第j个三级指标归一化后的数值；

βij—第i个指标下设的第j个三级指标权重；

αi—第i个二级指标权重。

2 区域安全风险评估实例

2.1 区域安全风险分级标准

本文以某市为例，该市在安全生产领域已累计开展5年的风险评估工作，生产企业针对设备设施、生产工艺、作业流程等全面辨识本单位的安全风险源，并进行评估分级，截至目前，基本实现重点行业领域风险评估全覆盖，并摸清风险源，具有较好的数据基础。

基于该市风险管理信息系统和统计年鉴等数据，逐一理清三级指标采集指标数据来源，统一数据采集标准，明确统计指标名称、含义及统计范围，计算得出306个区域安全风险指数，选定+/-1标准偏差作为分割点，确定城市区域安全风险分级标准，见表3。区域安全风险分级标准的确定，可为绘制红、橙、黄、蓝色等级安全风险空间分布图提供支撑。

表3 区域安全风险分级标准Tab.3 The classification standard for the regional safety risk

2.2 区域安全风险指数计算

选择该市A、B、C、D、E和F等6个重点行政区域，应用区域安全风险评估模型，分别计算该市6个区2020年上半年各月区域安全风险指数，见表4。

表4 各区区域安全风险指数一览表Tab.4 The list of regional safety risk indexes in each district

2.3 区域安全风险等级确定

根据区域安全风险分级标准，确定该市6个区2020年上半年各月的风险等级，见表5。A区和B区因处于敏感区域，E区因涉及较多企业风险且具有重大安全风险源，其区域安全风险等级处于较高水平；C区和D区在该市风险管理工作成效相对较好，区域风险等级处于一般水平；F区涉及企业风险因素较少，区域风险等级处于较低水平。通过与该市的整体现状对比分析可以看出，计算出的区域安全风险等级与实际较为相符。

表5 各区区域安全风险等级Tab.5 The regional safety risk level of each area

3 结论

(1)本文通过建立区域安全风险评估指标体系，运用层次分析法构建区域风险评估数学模型的方式，来解决由点到面的综合风险分析问题。

(2)实例分析表明，本文中所提出的1个一级指标、5个二级指标、21个三级指标，能基本决定某区域的安全生产风险等级，可为相关区域风险指数确定提供参考。

(3)通过区域安全风险等级，能直观掌握区域各类风险的整体分布情况、关联情况和发展态势，有利于做好风险监测、高效规划和配置应急资源，对潜在风险做好应急准备。