摘  要：  介紹量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的內(nèi)容和模型，分析該技術(shù)在城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，提出了存在的問題及建議。

關(guān)鍵詞：  風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；  量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；  城鎮(zhèn)燃?xì)猓?/span>  安全管理；  標(biāo)準(zhǔn)

Abstract：The content and model of quantitative risk assessment are introduced．The current status and prospect of the technology application in city gas industry are analyzed，and the existing problems and suggestions are proposed．

Key words：  risk assessment；  quantitative risk assessment；  city gas；  safety management；standard

量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)(Quantitative Risk Assessment，QRA)是對某一設(shè)施或作業(yè)活動中發(fā)生事故風(fēng)險(xiǎn)以量的形式體現(xiàn)出來的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，是一種對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化管理的技術(shù)手段^[1-4]。該方法出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代中期，在1974年拉姆遜教授用于評價(jià)美國民用核電站的安全性，自此之后得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。目前在美、日、歐盟國家等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，幾乎對所有重大工程項(xiàng)目和建設(shè)規(guī)劃都需要事先做定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和安全建議。在國外量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)在風(fēng)險(xiǎn)管理、應(yīng)急救援、土地使用安全規(guī)劃以及保險(xiǎn)業(yè)中都有重要的實(shí)用價(jià)值，但我國對這一風(fēng)險(xiǎn)控制方法研究和應(yīng)用還比較少。

1量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)內(nèi)容

量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)內(nèi)容包括明確系統(tǒng)、危險(xiǎn)源辨識、頻率分析、事故模擬和風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果^[5-7]。

1．1  明確系統(tǒng)

明確系統(tǒng)是進(jìn)行量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的前提。明確量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)工作的范圍，哪些行為被包括在內(nèi)，哪些被排除在外，即要明確將要分析哪些具有潛在危險(xiǎn)的裝置或行為，以界定工作范圍。例如項(xiàng)目對周邊居民的影響，包括火災(zāi)熱輻射影響、有毒物質(zhì)的泄漏擴(kuò)散影響等。

1．2危險(xiǎn)源辨識

危險(xiǎn)源辨識是進(jìn)行量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)。危險(xiǎn)源辨識是對可以導(dǎo)致事故的情況進(jìn)行確定的系統(tǒng)過程，是為了對可能的失效件進(jìn)行選擇。這一過程是基于以往的事故經(jīng)驗(yàn)或必要判斷，對可能發(fā)生的事故進(jìn)行定性評價(jià)。目前比較常用的危險(xiǎn)源識別方法有安全檢查表分析、工作危害分析、預(yù)危險(xiǎn)性分析、故障假設(shè)分析、危險(xiǎn)與可操作性分析、失效模式與效應(yīng)分析、故障樹分析和事件樹分析等^[8]。

1．3頻率分析

頻率是量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的重要參數(shù)。頻率分析是估算事故發(fā)生的可能性，通常來源于對以往事故經(jīng)驗(yàn)的分析或某些理論模擬。在國外經(jīng)過多年的積累和研究，很多機(jī)構(gòu)已建立起相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用大大提高了預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，并提高了工作效率。

1．4事故模擬

事故模擬是量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的關(guān)鍵。事故模擬是估算事故發(fā)生的后果及其影響，包括對人員、設(shè)備、建筑、環(huán)境等的沖擊。這一過程可以通過計(jì)算機(jī)模擬，也可以基于事故經(jīng)驗(yàn)或適當(dāng)?shù)馁Y料判斷。在這一技術(shù)發(fā)展比較成熟的國家或機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出了模擬軟件。

1．5風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果

風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果是量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的結(jié)論。風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果是以事故模擬的結(jié)果為前提，通過與量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)的對比，確定項(xiàng)目所帶來的風(fēng)險(xiǎn)水平是否在可接受的范圍之內(nèi)，是否需要額外的安全系統(tǒng)來將風(fēng)險(xiǎn)降低到一個(gè)盡可能低的水平或可以承受的水平，并對相關(guān)安全措施提出合理的建議。

2量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

在量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)范圍內(nèi)位置坐標(biāo)為(x，y)處所承受的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)，是所有危險(xiǎn)源發(fā)生事故后的累加結(jié)果，可由下式計(jì)算：

先對第m個(gè)危險(xiǎn)源在位置(x，y)處的事故后果進(jìn)行模擬分析，采用氣體泄漏模型、擴(kuò)散模型、火災(zāi)模型、爆炸模型等；再將模擬后果進(jìn)行分析得到的熱輻射通量、爆炸超壓值或毒性物質(zhì)含量等通過傷害模型轉(zhuǎn)化為人員傷亡數(shù)。在地圖上對所有危險(xiǎn)源在點(diǎn)(x，y)處疊加產(chǎn)生個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值，將個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值相等的點(diǎn)連接起來，就得到了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)曲線。

3量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是對量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行衡量的重要依據(jù)。量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的成果一般可以用個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)及社會風(fēng)險(xiǎn)來衡量。個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)常用單位時(shí)間(通常為每年)死亡率來表示，社會風(fēng)險(xiǎn)常用單位時(shí)間(通常為每年)死亡人數(shù)概率來表示。風(fēng)險(xiǎn)的評判標(biāo)準(zhǔn)將風(fēng)險(xiǎn)分為3個(gè)區(qū)域，即不可接受的高風(fēng)險(xiǎn)、最低合理可行(ALARP區(qū)域)和可忽略的低風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)評價(jià)結(jié)果在可忽略的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，可以忽略；當(dāng)評價(jià)結(jié)果在不可接受的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，不可接受；當(dāng)評價(jià)結(jié)果在ALARP區(qū)域時(shí)需要在經(jīng)濟(jì)可行的前提下采取有效措施降低風(fēng)險(xiǎn)^[9]。

目前，國外一些研究機(jī)構(gòu)如挪威船級社(DNV)、英國健康和安全局(HSE)、美國化工過程安全中心(CCPS)等都已經(jīng)建立了完善的數(shù)據(jù)庫，可直接獲得各類設(shè)備的泄漏概率和事故模型。美國、英國、荷蘭等國家已制定出具體的適合自己國情的定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則，許多國家和地區(qū)都已經(jīng)制定了合適的死亡風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。我國還處在起步階段，雖然在一些工程上得到了應(yīng)用，但尚未出臺切實(shí)可行的量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)性文件。

4在城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域的應(yīng)用

4．1  背景

在國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了“基于后果”和“基于風(fēng)險(xiǎn)”的兩種評價(jià)方法相結(jié)合的方法進(jìn)行規(guī)劃和決策，并取得了很好的效果。“基于后果”法是基于對假定事故后果的評估，以事故后果物理量的閾值作為規(guī)劃依據(jù)，不考慮事故的可能性。“基于風(fēng)險(xiǎn)”法綜合評估事故后果嚴(yán)重程度和可能性，以個(gè)人和社會風(fēng)險(xiǎn)作為規(guī)劃依據(jù)，在風(fēng)險(xiǎn)分析方面更全面^[l0]。

在城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)中包括廠站、管網(wǎng)和戶內(nèi)應(yīng)用等部分，按照分布特性可以將這3部分分別定義為點(diǎn)危險(xiǎn)源、線危險(xiǎn)源和面危險(xiǎn)源。

點(diǎn)危險(xiǎn)源和線危險(xiǎn)源組成燃?xì)夤庀到y(tǒng)，在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段按國家建設(shè)項(xiàng)目的審批程序規(guī)定要得到規(guī)劃、消防等部門的審批，而審批的依據(jù)是應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。由于我國燃?xì)馐聵I(yè)的飛速發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)的缺失和滯后是在所難免的。通常的做法不是通過量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)來彌補(bǔ)現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不足或空白，而是執(zhí)行相應(yīng)的行政規(guī)定，以專家論證會的形式來填補(bǔ)。例如：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2009年第87號《關(guān)于印發(fā)<危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法>的通知》中第九條規(guī)定了“超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程專項(xiàng)方案應(yīng)當(dāng)由施工單位組織召開專家論證會”，附件二“超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍”包括 “采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備及尚無相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程”，通知中對需要編制專項(xiàng)方案和需要專家論證的分部分項(xiàng)工程進(jìn)行了界定，對專項(xiàng)方案的編制內(nèi)容和專家論證的程序也作出了具體要求。公安部第l06號令《建設(shè)工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》中第十九條規(guī)定，“(一)國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定的；(二)消防設(shè)計(jì)文件擬采用的新技術(shù)、新工藝、新材料可能影響建設(shè)工程消防安全，不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的；(三)擬采用國際標(biāo)準(zhǔn)或者境外消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的，公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)在受理消防設(shè)計(jì)審核申請之日起五日內(nèi)將申請材料報(bào)送省級人民政府公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)組織專家評審，省級人民政府公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)在收到申請材料之日起三十日內(nèi)會同同級住房和城鄉(xiāng)建設(shè)行政主管部門召開專家評審會，對建設(shè)單位提交的消防技術(shù)方案進(jìn)行評審。參加評審的專家應(yīng)當(dāng)具有相關(guān)專業(yè)高級技術(shù)職稱，總數(shù)不應(yīng)少于七人，并應(yīng)當(dāng)出具專家評審意見。評審專家有不同意見的，應(yīng)當(dāng)注明。”也就是說，如果項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工等沒有相應(yīng)技術(shù)規(guī)范作支撐，只能召開專家論證會來解決相應(yīng)的技術(shù)問題。燃?xì)鈴S站和管道出現(xiàn)的事故帶有很大的隨機(jī)性和不確定性；不同的城市或相同的城市，沒有周邊條件、地質(zhì)、建設(shè)質(zhì)量、設(shè)備的配備等完全一樣的廠站；也沒有壓力、材質(zhì)、焊接質(zhì)量等相同的管線。況且專家論證會存在著較大的主觀性，因?yàn)檎撟C結(jié)論的質(zhì)量不僅取決于專家的水平、能力、經(jīng)驗(yàn)等，還跟領(lǐng)導(dǎo)對該項(xiàng)目的意見、建設(shè)方的意見等有關(guān)。如果遇到偏于保守的專家可能會加大方案的安全儲備，提高安全性和可靠性，從而犧牲了方案的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，加大投資，既增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，從而推高產(chǎn)品的價(jià)格，也不符合國家節(jié)能減排的政策。

從目前我國的燃?xì)馐鹿式y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，造成損失最嚴(yán)重的是面危險(xiǎn)源，其次是線危險(xiǎn)源。這主要是由于使用燃?xì)獾挠脩暨^于分散，管理起來難度很大；而管網(wǎng)地處公共區(qū)域，運(yùn)行的環(huán)境非常復(fù)雜，容易發(fā)生突發(fā)事件。這兩類事故對公眾的危害巨大，是城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾淼闹攸c(diǎn)和難點(diǎn)，隨著天然氣覆蓋面越來越廣泛，這一問題也越來越突出。另外，新型燃?xì)庠O(shè)備和氣源的不斷涌現(xiàn)也增加了燃?xì)鈶?yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，加大了燃?xì)夤芾淼碾y度。

隨著我國燃?xì)馐聵I(yè)的蓬勃發(fā)展，對燃?xì)夤芾硪蔡岢隽烁叩囊?，逐步呈現(xiàn)出專業(yè)化、多元化的特點(diǎn)，同時(shí)也顯現(xiàn)出其系統(tǒng)的復(fù)雜性和局部領(lǐng)域的滯后性。

4．2應(yīng)用現(xiàn)狀

我國通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)的形式，相繼發(fā)布了一系列風(fēng)險(xiǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)，如GB／T 20000.4—2003《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南  第4部分：標(biāo)準(zhǔn)中涉及安全的內(nèi)容》、GB／T 27921—2011《風(fēng)險(xiǎn)管理  風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)》等。只是這些標(biāo)準(zhǔn)都是基于后果的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，屬于定性分析，并不能進(jìn)行定量的風(fēng)險(xiǎn)分析。各類組織越來越認(rèn)同廣義的風(fēng)險(xiǎn)管理方法，涵蓋風(fēng)險(xiǎn)的消極和積極兩個(gè)方面。例如：某項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)包括其產(chǎn)品的價(jià)格，而價(jià)格的波動可能帶來虧損也可能帶來收益。但本文中量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是基于對安全的評價(jià)，因此只考慮風(fēng)險(xiǎn)的消極方面。另外，這些標(biāo)準(zhǔn)屬于基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，目前城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)還沒有適用于本行業(yè)的專用標(biāo)準(zhǔn)。

量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定在其他行業(yè)已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，如：HJ／T l69—2004《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》和《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國家安全監(jiān)管總局40號)對危險(xiǎn)源的量化計(jì)算做了簡要概述，SY／T 6714—2008《基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)方法》對失效后果、泄漏頻率、泄漏頻率修正及風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算等做了詳細(xì)的規(guī)定。2009年2月，國家安全監(jiān)管總局印發(fā)《關(guān)于下達(dá)2009年安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》(安監(jiān)總政法[2009]34號)，《化工企業(yè)定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則》準(zhǔn)予立項(xiàng)，并于2009年10月完成了征求意見稿。如果該標(biāo)準(zhǔn)順利出臺，將成為我國第一個(gè)定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)導(dǎo)則。

我國城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域也已經(jīng)引入了這一理念并已經(jīng)進(jìn)行了一些有益的嘗試。在國家標(biāo)準(zhǔn)《液化石油氣廠站設(shè)計(jì)規(guī)范》液化石油氣儲罐與站外建構(gòu)筑物防火間距確定的編制過程中也嘗試用量化風(fēng)險(xiǎn)評估，量化液化石油氣廠站項(xiàng)目的建設(shè)對界外的風(fēng)險(xiǎn)等級；從風(fēng)險(xiǎn)角度考慮儲罐與周邊居民區(qū)的間距問題，找到液化石油氣儲存基地項(xiàng)目在安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，將對站外的風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的程度。主要方法是：對于LPG儲氣庫區(qū)內(nèi)的各種潛在失效事件進(jìn)行分析；采用DNV全球數(shù)據(jù)庫，對每個(gè)失效事件進(jìn)行概率估計(jì)，采用DNV的后果仿真模擬軟件對每個(gè)危險(xiǎn)事件進(jìn)行后果影響分析，評價(jià)其對站外周圍人員的影響(如熱輻射、閃火和爆炸等)，并繪制相關(guān)的影響范圍圖表。同時(shí)，采用DNV風(fēng)險(xiǎn)評估軟件量化對液化石油氣廠站內(nèi)工作人員和進(jìn)入廠站的人員產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。量化風(fēng)險(xiǎn)評估的前提條件是要給評價(jià)機(jī)構(gòu)提出詳細(xì)的資料：被評價(jià)廠站的規(guī)模(單罐容積和總?cè)莘e)，平面布置(儲罐之間、儲罐與工藝裝置、儲罐與站外建構(gòu)筑之間的防火間距)，主要設(shè)備(儲罐、管道、閥門等)的材料，采取的安全措施(安全閥、充裝保護(hù)等)以及消防設(shè)施的配備等。由于種種原因，該評估項(xiàng)目沒有最終完成，但通過該項(xiàng)目評估過程的參與和階段的成果可以看出，無論是廠站的選址、設(shè)備的選型和安全控制裝置設(shè)置及管理人員的素質(zhì)等，每個(gè)參數(shù)對評估結(jié)果都有影響。也就是說同樣規(guī)模的廠站，如果站外環(huán)境不同，危險(xiǎn)事件影響的范圍和程度不同。同樣的規(guī)模和站外環(huán)境，廠站的設(shè)計(jì)提高了主要設(shè)備材料的性能，增加了安全監(jiān)控和控制措施等，危險(xiǎn)事件影響的范圍和程度也不同。規(guī)模、外部環(huán)境和工藝裝置相同的廠站總圖布置不同，最終的評估結(jié)果也不同。反思現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的編制僅依據(jù)儲罐的規(guī)模(單罐容積和總?cè)莘e)來確定廠站的防火間距，有些簡單。

4．3應(yīng)用前景

當(dāng)我們面對復(fù)雜且工作量大的安全管理工作時(shí)，就需要一個(gè)更高效、更可靠的安全管理評價(jià)系統(tǒng)。量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)由于其考慮得更全面、更科學(xué)、更合理、更經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，使其更適合應(yīng)用于復(fù)雜的系統(tǒng)，因此在燃?xì)獍踩芾眍I(lǐng)域引入該方法將對我國的燃?xì)獍踩芾硭降奶岣呔哂蟹e極作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，可以解決大型的復(fù)雜的運(yùn)算問題，解決了傳統(tǒng)方式不能逾越的鴻溝。隨著各種相關(guān)數(shù)據(jù)庫的建立，過程模擬和結(jié)果預(yù)測變得更準(zhǔn)確，大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，這些都將使量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)能更有效地應(yīng)用于我國城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)劃、設(shè)計(jì)和管理等領(lǐng)域。

5存在的問題及建議

①增加了解、轉(zhuǎn)變觀念、提高認(rèn)識，讓城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域廣大技術(shù)人員和管理者接受這一方法，并在實(shí)際工作中與其他方法相結(jié)合，使其更好地在燃?xì)夤芾碇邪l(fā)揮作用。

②加強(qiáng)該方法在城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域的理論研究，根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)的特點(diǎn)和我國的國情，充分考慮其自身的復(fù)雜性、廣泛性和其所面對的普通百姓為非專業(yè)人士的現(xiàn)狀，開發(fā)出更適合我國燃?xì)庑袠I(yè)特點(diǎn)的理論模型。

③應(yīng)由政府相關(guān)主管部門建立起量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系，其中包括危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫、氣象條件數(shù)據(jù)庫和危險(xiǎn)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫等，制定符合我國國情的量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

④建立相應(yīng)的后評價(jià)和監(jiān)督體系，對量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行后評價(jià)，以保證量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)效果和質(zhì)量，防止量化風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)被濫用。

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本文作者：陳云玉 王運(yùn)閣

作者單位：中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院建設(shè)部沈陽煤氣熱力研究設(shè)計(jì)院