0 引言

随着国民经济的不断提升，危化品的运输需求日益增加，而管道运输业成为继铁路、公路、水路和航空业的第五大运输行业[1]，危险化学品依托管道运输已成为化工行业的较优选择，而管道寿命一般设定为30年且危化品自身具有腐蚀、毒性等特殊性质，加之国家颁布的相关标准规范没有被危化品企业重视与落实，使得危化品管道运输安全事故频发[2]。如2017年贵州省黔西南州某天然气输气管道由于泄漏而引发的二次事故，导致8人死亡、35人受伤[3]；2013年山东某地由于未正确处理天然气管道泄漏而引发特大事故，导致160多人死伤和高达8亿元的经济损失[4]；2013年中石化某分公司由于输油管道突发裂隙造成泄漏和爆燃事故而造成198人伤亡与7.5亿元直接经济损失[5]。综合以上事故可知，危化品管道运输问题，严重威胁到了人民财产、生命安全和社会秩序。由此，对其进行安全风险评估，对预防危化品管道运输安全事故发生，使其风险得到有效控制与降低具有现实意义和实际价值[6]。

在危化品管道运输作业中，对危化品事故的预防与控制是目前亟待解决的问题，而运用安全评价思想对其管道运输环节进行评价是解决此问题的重要手段之一。国内外许多学者也对此进行了研究，巴西学者Sérgio Barros da Cunha收集并分析了美国、加拿大、欧洲和巴西4个国家的管道失效数据，并采用了3种不同的方法对陆上管道运输风险进行了定量分析[7]；冯云飞[8]利用了层次分析法和灰色理论对油气输送管道进行了风险评价；翁帮华[9]等引入计算流体力学的方法对复杂地形中天然气泄漏扩散进行了模拟，以此开展风险评价；许谨[10]运用熵权法对肯特法改进后进行长输管道的风险评估；单克[11]等运用基于修正因子的失效模型对油气管道进行定量风险评估；王天瑜[12]提出了基于风险的天然气管道安全距离计算方法。这些学者所做的研究促进了危化品管道运输风险评价的发展，然而，危化品管道运输的评价难点在于评价指标体系中的因素具有不确定性，如何将这些不确定的信息纳入研究范围并对其进行量化是值得长时间探索的一个问题。本文借鉴层次分析法和模糊数学综合评价法的理论与思想，将不确定因素指标运用模糊量化的方法计算出权数，其次，与模糊数学综合评价法（FUZZY）有机结合，以此弥补层次分析法（AHP）中定量数据较少、定性成分多的不足，最终建立基于FUZZY-AHP的危化品管道运输安全等级综合评价模型，为危化品企业在进行管道运输风险管理中提供科学、可靠的战略决策依据。

1 危化品管道运输安全等级综合评价模型

1.1 危化品管道运输安全等级评价指标体系

危化品管道运输事故是在多因素耦合下发生的，为了建立完善的评价体系，结合系统工程学的观点，从造成事故的人员、物质、管理和环境4个诱发因素出发，建立了以第三方破坏、管道腐蚀、管道设计、人员误操作和自然灾害为准则层的危化品管道运输安全综合指标评价体系，如图1。

图1 危化品管道运输安全等级综合评价指标体系Fig.1 Comprehensive evaluation index system for safety grade of pipeline transportation of hazardous chemicals

1.2 构建判断矩阵

上述从系统工程学的观点而建立的指标体系，通过客观信息和现实情况，采用1-9的标度对每一层次的有关因素间的相对重要程度进行两两比较，其具体方法如下：

公式（1）中q11=1，qji=1/qij。

通过公式（1），得到评价体系中评价指标准则层判断矩阵如下：

1.3 评价因素权重

本文选择使用层次分析法确定危化品管道运输安全等级综合评价指标体系中各因素的权重，并且采用特征根法进行权重计算，其公式如下：

式中：

Q—判断矩阵；

W—特征向量（权重值）；

λmax—Q的最大特征值。

通过式（2）得到其特征向量W=(0.327, 0.327,0.180, 0.106, 0.060)T，λmax=5.015。

1.4 一致性检验

通过计算判断矩阵的一致性比率，检验判断矩阵的构建是否合理，计算公式如下：

式中：

CI—一致性指标；

CR—一致性比率；

RI—随机一致性指标。其RI取值，见表1。

表1RI随机一致性指标Tab.1 Random consistency indicator RI判断矩阵阶数RI判断矩阵阶数RI2 0 9 1.46 3 0.52 10 1.49 4 0.89 11 1.52 5 1.12 12 1.54 6 1.26 13 1.56 7 1.36 14 1.58 8 1.41 15 1.59