層次分析法在油庫安全評價中的應用

摘要：油庫是儲存油料的基地，油料具有易燃，易爆等危險性，客觀正確的評價油庫安全狀況的前提是準確確定各影響因素的權重。本文用層次分析法確定影響油庫安全的各主要因素的權重，從結果可以看出員工的身體狀況和業務素質是影響油庫安全的主要因素，因此，油庫管理必須以人為本，同時加強員工業務技能培訓，從而確保油庫安全。
 關鍵詞：層次分析法  油庫安全評價  應用 
引言
 油庫是儲存油料的基地，而油料具有易燃，易爆，易揮發的特點，如何確保油庫的安全，必須較為準確的評價影響油庫安全因素，以及各自對油庫安全影響的權重。對油庫安全狀況進行科學與客觀的評價，有助于油庫管理層總結經驗教訓，及時發現隱患，找出不足，采取措施，預防事故等，不斷提高油庫安全水平。由于油庫安全因素是復雜多變，且不易掌握了解，而且人的認識水平有限，有的時候甚至落后于油庫的發展，現在常用的系統評價方法有：層次分析法、模糊綜合評價法、事故樹分析法等。
1層次分析方法簡介[1]
1.1層次分析方法原理
 層次分析法（Analytic Hierarchy Process常簡記為AHP）是確定全向量的行之有效的方法。層次分析法的原理是從并通過分折復雜系統所包含的因素及相關關系，將系統分解為不同的要素，將這些因素按支配關系分組，以形成有序的遞階層次結構。通過兩兩比較判斷，確定每一層中因素的相對重要性，建立判斷矩陣。通過計算判斷矩陣的最大特征值及其相應的特征向量，得到各層次要素對上層次某要素的重要性次序，從而建立權重向量。
1.2一般步驟
 層次分析法分析系統首先把問題層次化，形成一個多層次的結構模型，其常用的模型結構為圖1。為了將比較定量化，引入比率標度方法，構成判斷矩陣，其含義見表1。
 
                              圖1 AHP的常用模型結構
 表1  數量標度
 因素x、y相比較  說明 f（x、y）  f（y、x）
 x與y同等重要  x、y對總目標有相同的貢獻  1  1
 x比y稍微重要  x的貢獻稍微大于y，但不明顯  3  1/3
 x比y明顯重要  x的貢獻明顯大于y，但不十分明顯  5  1/5
 x比y十分重要  x的貢獻十分明顯大于y，但不特別突出  7  1/7
 x比y極其重要  x的貢獻以壓倒優勢大于y  9  1/9
 x比y處于上述兩相鄰判斷之間  相鄰兩判斷的折衷  2，4，6，8  1/2，1/4，1/6，1/8
 然后列出判斷矩陣，準則C（i）以及包括的因素構成如表2矩陣，構成原則是
 （1）若，則對總目標而言，因素比因素重要；若，因素比因素重要；若，則因素與因素同等重要；
 （2）。
 表2  判斷矩陣
       …  
       …  
       …  
 …  …  …  …  …
       …  
 根據正矩陣理論，該矩陣具有唯一最大特征值。利用MATLAB計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即為評價因素重要性排序，也即權數分配。
 最后進行一致性檢驗，度量評價因素權重判斷矩陣有無邏輯混亂。
     計算一致性指標，  
 R．I為隨機一致性指標，其值如表3所示。
 表 3  R．I隨機一致性指標
矩陣階數 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
 當C．R＜0．1時，認為一致性可以接受，否則調整判斷矩陣直到接受。
2層次分析法在油庫安全評價中的應用
2.1油庫安全層次結構模型
 根據對油庫安全系統的綜合分析，得出影響油庫的安全主要有以下因素：人員(身體狀況和業務素質，安全意識，思想政治素質)；設備設施 (儲油系統，裝卸油與輸油系統，輔助作業系統，消防系統，防護搶救裝備)；安全管理 (安全教育，安全組織，安全規章制度，安全預案演練，安全檢查)；環境衛生 (工作環境，庫區布局，工業衛生)。根據以上的內容，建立如圖2所示的評價層次結構[2]。
  身體狀況和業務素質
 人員    安全意識
 思想政治素質
  
 儲油系統
 裝卸油與輸油系統
 設備設施     輔助作業系統
 消防系統
 防護搶救裝備
 
  安全教育
 安全組織
 安全管理     安全規章制度
 安全預案演練
 安全檢查
              
  工作環境
 環境衛生    庫區布局
 工業衛生
                    圖2 油庫安全評價層次結構

2.2  各因素相對權重計算
 為了確定指標層各因素的相對重要程度，需要求出準則層每個因素相對于目標層的相對權重，也就是將準則層每個因素對于總目標——油庫的安全狀況予以量化，同時，需要求出各個指標因素對于準則層各因素的相對權重。
 ①準則層各因素對目標層的重要程度
 準則層中的人員、設施設備、安全管理、環境衛生在目標層——油庫安全中的相對重要程度，用兩兩比較求出各因素的重要程度。利用方根法計算，計算權重，再用MATLAB計算最大特征值，首先根據綜合考慮寫出其判斷矩陣如表4。
              表 4  C-C判斷矩陣
目標層        
   1  1  2  3
   1  1  2  3
   1/2  1/2  1  1
   1/3  1/3  1  1
 
 以方根法求評價因素權重向量近似值Wi
 
 
 將評價因素權重向量近似值，作歸一化處理求評價因素權重向量，
 
 
 用MATLAB計算判斷矩陣的最大特征值得：
 ，W=（）然后計算一致性指標：
 
     
 再計算一致性比率：
     （通過查表得到）
 ，滿足一致性。
     ②指標層各因素對準則層的相對重要程度
     指標層因素對準則層的相對重要程度計算結果如下：
              表 5 判斷矩陣
       
   1  2  4
   1/2  1  2
   1/4  1/2  1
 ，W=（），，滿足一致性。
 表 6 判斷矩陣
           
   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=（），，滿足一致性。
 表 7 判斷矩陣
           
   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=（），，滿足一致性。
 表 8 判斷矩陣
       
   1  5  2
   1/5  1  1/2
   1/2  2  1
 ，W=（），，滿足一致性。
2.3排序
人員因素對油庫安全狀況的權重為：

設施設備對油庫安全狀況的權重為：

安全管理對油庫安全狀況的權重為：
環境衛生對油庫安全狀況的權重為：

 綜上所述，排出各因素與油庫安全相關程度的順序，如表9所示。
 表9 各因素權重及綜合排序
目標層 準則層 指標層 排序
  分層 權重 
油
庫
安
全 人員（0．3545） 身體狀況和業務素質 0．2026 1
  安全意識 0．1013 4
  政治思想素質 0．05066 8
 設施設備（0．3545） 儲油系統 0．1170 3
  裝卸油和輸油系統 0．1270 2
  輔助作業系統 0．03100 10
  消防系統 0．06200 7
  防護搶救裝備 0．01737 14
 安全管理（0．1602） 安全培訓教育 0．03366 9
  安全組織 0．01980 12
  安全規章制度 0．07919 5
  安全預案演練 0．007760 16
  安全檢查 0．01980 13
 環境衛生（0．1308） 工作環境 0．07776 6
  庫區布局 0．01678 15
  工業衛生 0．02977 11
 從上表可以看出，影響油庫安全狀況的各因素(指標)其重要程序是不均等的，有對油庫安全狀況起決定性作用，有些則影響較小。其中人員和設施設備起主要作用，又特別是員工的身體狀況和業務素質、裝卸油和輸油系統、儲油系統、員工的安全意識占支配地位，這與實際想符合，證明了該方法的合理性與實用性。我們可以通過關注掌握主要因素，提高對敏感因素的檢測，警惕那些易忽略的因素，作到防范于未然，提高油庫安全管理水平。利用層次分析法對倉油庫安全狀況進行評價，減少了評價工作中的隨意性，對實際工作有一定參考價值。但是，由于油庫安全評價的復雜性與多樣性，對油庫安全評價并不局限于此一種方法，往往是多種方法并用，以便對油庫安全作出更合理有效的評價。
 
參考文獻
[1] 黃曉英  張劍芳．層次分析法在倉庫安全評價中的應用[J]．商品儲運與養護．2004（3）：40-42，44
[2] 于賢福　楊藝．模糊綜合評價在油庫安全中的應用[J]．工業安全與防塵，2000(5):37-39