重大危险源风险分级方法及装置与流程

1.本发明涉及石油化工行业安全风险管理技术领域，具体地涉及一种重大危险源风险分级方法及装置。


背景技术：

2.目前重大危险源的风险分级方法多是依据某些关键变量/参数的变化趋势来评定单一重大危险源的风险水平，并将该变量/参数变化与分区/专家打分赋予权重方法相整合，作为风险分级方法；或是利用定量风险评估方法对重大危险源进行分析获得重大危险源的风险值，采用传统fn曲线并结合国外社会风险标准进行风险分级预警。
3.然而现有的风险分级方法存在以下多种弊端：1、仅考虑装置自身风险，并没有考虑社会公众对化工企业重大危险源的风险接受程度；2、仅考虑单一重大危险源的风险分级，缺乏对重大危险源所属区域的风险分级方法。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种重大危险源风险分级方法，该方法根据社会公众对化工风险的可接受标准来确定重大危险源的风险分级指标，并根据该指标对重大危险源进行风险评级，使得由此评定的重大危险源的装置风险等级更具参考性和客观性。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种重大危险源风险分级方法，包括：确定重大危险源的风险分级指标，所述风险分级指标根据以下方式确定：确定某项活动的人员死亡概率的计算方式，以及根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原则，确定所述风险分级指标；确定重大危险源的装置风险值；将所述装置风险值与所述风险分级指标进行对比，确定所述重大危险源的装置风险等级。
6.可选的，根据权利要求1所述的重大危险源风险分级方法，其特征在于，所述某项活动的人员死亡概率的计算方式为：其中，pa为所述某项活动的人员死亡概率，h为参与该活动的人数，pd为该活动发生事故的频率，p
p
为该活动发生事故导致死亡的概率，t为人口总数。
7.可选的，所述根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原则，确定风险分级指标，包括：根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原则，确定重大危险源的年度生命损失所不高于的单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准；根据所述单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准确定单个重大危险源年度生命损失的可接受标准；根据所述单个重大危险源年度生命损失的可接受标准确定单个重大危险源实时生命损失的可接受标准，作为所述风险分级指标。
8.可选的，所述社会公众对死亡概率的可接受标准根据以下公式计算：社会公众对死亡概率的可接受标准＝βi×
p
av
，其中，βi为风险控制系数且βi≤1，βi＝1表示对风险不进行控制，βi《1时，βi越小表示对风险进行控制的力度越大，p
av
为危险活动的平均死亡概率。
9.可选的，所述单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准根据所述危险活动的平均死亡概率确定，计算方式为：βi·
al＝βi·
p
av
·
t，其中，βi·
al为所述单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准，t为所述人口总数，p
av
为所述危险活动的平均死亡概率。
10.可选的，所述单个重大危险源年度生命损失的可接受标准，根据以下公式计算：其中，m为重大危险源数目。
11.可选的，所述单个重大危险源实时生命损失的可接受标准，根据以下公式计算：可选的，所述单个重大危险源实时生命损失的可接受标准，根据以下公式计算：其中，k为实时风险系数。
12.另一方面，本发明提供一种重大危险源风险分级装置，用于执行上述任一优选实施方式所述的重大危险源风险分级方法。
13.另一方面，本发明提供一种区域风险分级方法，包括：根据上述任一优选实施方式所述的重大危险源风险分级方法确定第一区域内重大危险源的装置风险等级，其中，所述第一区域为所述重大危险源的上级区域；根据所述装置风险等级确定所述第一区域的第一区域风险等级。
14.优选的，所述根据所述装置风险等级确定所述第一区域的第一区域风险等级，包括：根据所述装置风险等级确定所述第一区域的第一区域风险值；根据所述第一区域风险值的大小划分第一区域风险分级标准，并确定所述第一区域的第一区域风险等级。
15.优选的，所述第一区域风险值根据以下公式计算：其中，r1为所述第一区域风险值，j为装置风险等级的数目，i表示不同的装置风险等级的编号，wi表示编号为i的装置风险等级的权重，ni为所述第一区域内属于编号为i的装置风险等级的重大危险源的数目。
16.优选的，所述方法还包括：根据所述第一区域的第一区域风险等级确定第二区域的第二区域风险等级，其中，所述第二区域为所述第一区域的上级区域。
17.优选的，所述根据所述第一区域的第一区域风险等级确定第二区域的第二区域风险等级，包括：根据所述第一区域的第一区域风险等级确定所述第二区域的第二区域风险值；根据所述第二区域风险值的大小划分第二区域风险分级标准，并确定所述第二区域的第二区域风险等级。
18.优选的，所述第二区域风险值根据以下公式计算：其中，r2为所述第二区域风险值，n为第一区域风险等级的数目，m表示不同的第一区域风险等级的编号，wm表示编号为m的第一区域风险等级的权重，nm为所述第二区域内属于编号为m的第一区域风险等级的第一区域的数目。
19.另一方面，本发明提供一种区域风险分级装置，所述装置用于上述任一优选实施方式所述的区域风险分级方法。
20.通过上述技术方案，根据社会公众对化工风险的可接受标准来确定重大危险源的风险分级指标，并根据该指标对重大危险源进行风险评级，使得由此评定的重大危险源的
装置风险等级更具参考性和客观性。
21.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
23.图1是实施例一示出的一种重大危险源风险分级方法流程图；
24.图2是实施例三示出的一种区域风险分级方法流程图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
26.随着我国工业化的快速发展，化工生产装置的重大安全事故频发，因化工装置多涉及有毒有害易燃易爆物质，事故发生往往会造成严重人员伤亡及重大环境污染，因此对化工企业的重大危险源进行风险分级、预警，以及采取风险预防措施以消除或降低装置风险发生几率就显得尤为重要。
27.本发明提供一种重大危险源风险分级方法以及一种重大危险源所属区域的区域风险分级方法，以克服现有技术存在的缺陷。
28.实施例一
29.实施例一提供一种重大危险源风险分级方法，见图1所示，包括s102-s106：
30.s102，确定重大危险源的风险分级指标，所述风险分级指标根据以下方式确定：确定某项活动的人员死亡概率的计算方式，以及根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原则，确定所述风险分级指标。
31.优选的，所述某项活动的人员死亡概率的计算方式参见公式(1)：
[0032][0033]
其中，pa为所述某项活动的人员死亡概率，h为参与该活动的人数，pd为该活动发生事故的频率，p
p
为该活动发生事故导致死亡的概率，t为人口总数。需要说明的是，上述h、pd、p
p
、t均为统计所得。
[0034]
社会公众会根据其所处社群内其他成员参与的活动及参与活动导致的危险后果来评估该活动的风险水平，例如公民a根据其所在城市某滑雪场的游客伤亡率，来判定在该滑雪场进行滑雪运动的风险水平，该风险水平即为公民a对该活动的风险感知。根据所述风险感知，社会公众对某项活动的死亡概率会存在一个可接受标准。
[0035]
化工活动为危险活动之一，且重大危险源是化工活动的主要风险所在，因此在对重大危险源进行风险分级时，考虑将社会公众对化工活动死亡概率的可接受标准作为重大危险源的风险分级依据，实行对重大危险源的有效分级，为后续预警、预防工作提供有效指导。
[0036]
于是，所述根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原
则，确定风险分级指标，又具体包括步骤(1)-(3)：
[0037]
(1)所述根据所述人员死亡概率不高于社会公众对死亡概率的可接受标准的原则，确定重大危险源的年度生命损失所不高于的单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准。
[0038]
本实施例中，将所述社会公众对死亡概率的可接受标准设定为根据危险活动的平均死亡概率确定，于是所述社会公众对死亡概率的可接受标准根据公式(2)计算：
[0039]
社会公众对死亡概率的可接受标准＝βi×
p
av
……
公式(2)，
[0040]
其中，βi为风险控制系数且βi≤1，βi＝1表示对风险不进行控制，βi《1时，表示对风险施加不同程度的控制，βi越小表示对风险进行控制的力度越大，p
av
为危险活动的平均死亡概率。
[0041]
于是，根据步骤(1)、公式(1)和公式(2)，可以得出：
[0042][0043]
于是得出：h
·
pd·
p
p
《βi·
p
av
·
t
……
式(b)。
[0044]
记βi·
p
av
·
t＝βi·
al
……
公式(3)，
[0045]
将所述βi·
al作为单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准，公式(3)中，t为所述人口总数，p
av
为所述危险活动的平均死亡概率。
[0046]
上述某项活动发生事故的频率与其导致的死亡人数服从伯努利分布，化工危险活动属于上述活动之一，且重大危险源是化工危险活动的主要风险所在，于是可以使用重大危险源事故造成的生命期望损失e(n)以及体现重大危险源事故造成的生命期望损失离散性的方差σ(n)来代替式(a)中的h
·
pd·
p
p
，于是式(b)可用式(c)表示：
[0047]
e(n) kσ(n)《βi·
al
……
式(c)，
[0048]
其中，e(n)为重大危险源事故造成的生命期望损失，σ(n)为重大危险源事故造成的生命损失方差，k为系数。
[0049]
(2)根据所述单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准确定单个重大危险源年度生命损失的可接受标准。
[0050]
根据公式(3)所确定的βi·
al为单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准，则单个重大危险源年度生命损失的可接受标准，可根据公式(4)计算：
[0051][0052]
其中，m为重大危险源数目。
[0053]
(3)根据所述单个重大危险源年度生命损失的可接受标准确定单个重大危险源实时生命损失的可接受标准，作为所述风险分级指标。
[0054]
重大危险源的实时风险约为年度风险的k倍，则所述单个重大危险源实时生命损失的可接受标准，根据公式(5)计算：
[0055][0056]
其中，k为实时风险系数，即实时风险相比于年度风险的倍数。
[0057]
s102所述的风险分级指标确定方法，通过根据社会公众对化工风险的可接受标准来确定重大危险源的风险分级指标，可使得根据该指标所评定的重大危险源的装置风险等级更具参考性和客观性。
[0058]
s104，确定重大危险源的装置风险值。
[0059]
通过采用hazop、lopa、qra等通用定量风险评估技术方法，分别计算单个重大危险源的装置风险值。
[0060]
s106，将所述装置风险值与所述风险分级指标进行对比，确定所述重大危险源的装置风险等级。
[0061]
所述风险分级指标为s102计算出的所述风险分级指标为s102计算出的其中βi为风险控制系数，通过调整βi的值，可设置不同的装置风险等级。例如，根据βi＝1，βi＝0.1，βi＝0.01共划分四个装置风险等级区间，装置风险值在哪个装置风险等级区间中，则属于哪个装置风险等级。
[0062]
企业或政府部门可以依据重大危险源的装置风险等级，对装置风险等级高的重大危险源，采取必要措施加以控制其风险，降低其装置风险等级，从而实现重大危险源的动态风险分级预警管控。需要说明的是，随着企业及政府部门对重大危险源的风险管控力度不同、管控效果的差异、危险源风险等级的变化，上述的风险控制系数βi的数值会动态变化，从而动态更新单个重大危险源的风险分级预警标准。
[0063]
实施例二
[0064]
实施例二为根据实施例一所述的重大危险源风险分级方法的计算实例。
[0065]
其中危险活动的平均死亡概率p
av
根据公式(6)计算：
[0066][0067]
选取我国2017年原国家安全生产监督管理总局发布的《危险化学品生产、储存装置(设施)风险可接受标准》中第六次人口普查数据中10～20岁之间青少年平均死亡率为人口最低死亡率数值，即为3.64
×
10-4
；危险系数表示从事危险活动导致的死亡率与该国家人口最低死亡率的比例，根据中国国情，危险系数取1/5；危险活动数表示人员一生所参加的危险活动数量，据不完全统计，危险活动均值取200；另外全国总人口取1.4
×
109，上述统计数据会随统计情况发生变化。
[0068]
则单个危险活动可能导致的年度生命损失的可接受标准
[0069][0070]
据统计，目前中国重大危险源的数量为22000个，即m＝22000，则据统计，目前中国重大危险源的数量为22000个，即m＝22000，则
[0071]
设置实时风险系数k＝10，则
[0072]
于
是风险分级指标为0.23βi。
[0073]
当对风险不加以控制时，βi＝1，将0.23βi对应的值作为装置风险等级的红色风险预警线；当对风险稍加控制，βi＝0.1，将0.23βi对应的值作为装置风险等级的橙色风险预警线；当对风险控制力度加大，βi＝0.01，将0.23βi对应的值作为装置风险等级的黄色风险预警线；则所述重大危险源的装置风险分级标准如表1所示。
[0074]
表1
[0075][0076]
在确定风险分级指标及据此确定装置风险分级标准后，接着需要确定重大危险源的装置风险值。假设计算出某企业有四个重大危险源编号为1#～4#，装置风险值分别为0.5、0.03、0.0012、0.0035。
[0077]
将装置风险值与风险分级指标进行对比，1#重大危险源装置风险值大于0.23，1#重大危险源的装置风险等级为红色预警，2#重大危险源装置风险值在0.023～0.23之间，2#重大危险源风险的装置风险等级为橙色预警，3#重大危险源装置风险值小于0.0023，3#重大危险源的装置风险等级为蓝色预警，4#重大危险源装置风险值在0.0023～0.023之间，4#重大危险源的装置风险等级为黄色预警。
[0078]
企业或政府部门分别对橙色预警的2#重大危险源和红色预警的1#重大危险源进行风险管控，降低其风险等级。
[0079]
实施例三
[0080]
实施例三以实施例一所述重大危险源风险分级方法为基础，提供一种重大危险源所属区域的区域风险分级方法，见图2所示，包括s202—s204：
[0081]
s202，根据实施例一所述的重大危险源风险分级方法确定第一区域内重大危险源的装置风险等级，其中，所述第一区域为所述重大危险源的上级区域。
[0082]
s204，根据所述装置风险等级确定所述第一区域的区域风险等级。
[0083]
其中，s204又进一步包括s2042-s2044：
[0084]
s2042，根据所述装置风险等级确定所述第一区域的第一区域风险值。
[0085]
在根据实施例一所述方法确定重大危险源的装置风险等级后，统计第一区域中的属于不同装置风险等级的重大危险源的数目，第一区域风险值使用离散函数计算，参见公式(7)：
[0086][0087]
其中，r1为所述第一区域风险值，j为装置风险等级的数目，i表示不同的装置风险等级的编号，wi表示编号为i的装置风险等级的权重，ni为所述第一区域内属于编号为i的装置风险等级的重大危险源的数目。
[0088]
s2044，根据所述第一区域风险值的大小划分第一区域风险分级标准，并确定所述第一区域的第一区域风险等级。
[0089]
确定第一区域风险等级后，企业或政府部门便可对第一区域风险等级高的第一区
域采取风险控制措施加以管控，降低其风险等级，实现区域性动态风险分级预警管控。
[0090]
所述区域风险分级方法，还包括：
[0091]
s206，根据所述第一区域的第一区域风险等级确定第二区域的第二区域风险等级，其中，所述第二区域为所述第一区域的上级区域。
[0092]
与s204类似，所述s206又进一步包括s2062-s2064：
[0093]
s2062，根据所述第一区域的第一区域风险等级确定所述第二区域的第二区域风险值。
[0094]
在确定第一区域的第一区域风险等级后，统计第二区域中的属于不同第一区域风险等级的第一区域的数目，第二区域风险值采用离散函数计算，参见公式(8)：
[0095][0096]
其中，r2为所述第二区域风险值，n为第一区域风险等级的数目，m表示不同的第一区域风险等级的编号，wm表示编号为m的第一区域风险等级的权重，nm为所述第二区域内属于编号为m的第一区域风险等级的第一区域的数目。
[0097]
s2064，根据所述第二区域风险值的大小划分第二区域风险分级标准，并确定所述第二区域的第二区域风险等级
[0098]
确定第二区域风险等级后，企业或政府部门便可对第二区域风险等级高的第二区域采取风险控制措施加以管控，降低其第二区域风险等级，实现区域性动态风险分级预警管控。
[0099]
实施例四
[0100]
实施例四为根据实施例三所述的区域风险分级方法的计算实例。
[0101]
设第一区域为重大危险源所属企业，第二区域为该企业所属城市。
[0102]
企业的区域风险值采用公式(7)计算，其中，装置风险等级的数目j＝4，重大危险源的装置风险等级的权重wi设置如下：红色预警等级的权重w1＝10，橙色预警等级的权重w2＝1，黄色预警等级的权重w3＝0.1，蓝色预警等级的权重w4＝0。
[0103]
需要注意的是，区域风险等级不能跨级越阶，举例来说，黄色预警等级重大危险源的wi·
ni值可以达到临级橙色预警等级的wi·
ni，但是不能越阶达到红色预警等级重大危险源对应的wi·
ni值上，即w3·
n3《w1·
1，这里w1是红色预警等级的权重，1表示至少有一个红色预警等级的重大危险源。因此，规定当黄色预警等级的重大危险源数量超过60时，取n3＝60，以保证w3·
n3《w1·
1。
[0104]
现统计出该企业内有100个重大危险源，其中红色预警等级重大危险源5套，橙色预警等级重大危险源25套，黄色预警等级重大危险源60套，蓝色预警等级重大危险源10套，经计算该企业的第一区域风险值为81。
[0105]
另外，根据第一区域风险值的大小划分的第一区域风险分级标准如表2所示。
[0106]
表2
[0107][0108]
那么该企业的区域风险等级为红色预警。企业或政府部门获得企业的红色预警信息，采取相关风险控制措施，以降低企业风险等级。
[0109]
所述城市的区域风险值采用公式(8)计算，其中，第一风险等级的数目n＝4，企业的区域风险等级的权重wm设置如下：红色预警等级的权重w1＝10，橙色预警等级的权重w2＝2，黄色预警等级的权重w3＝0.4，蓝色预警等级的权重w4＝0。
[0110]
现统计出该城市内有20家含有重大危险源的企业，其中红色预警等级企业5家，橙色预警等级企业15家，黄色预警等级企业25家，蓝色预警等级企业5家，经计算该城市的第二区域风险值为81。
[0111]
同样的，城市区域风险等级同样不能跨级越阶。因此，规定当黄色预警等级的企业数量超过20时，取n3＝20，以保证w3·
n3《w1·
1。
[0112]
另外，根据第二区域风险值的大小划分的第二区域风险分级标准如表3所示。
[0113]
表3
[0114][0115]
那么该城市的区域风险等级为红色预警。企业或政府部门获得城市的红色预警信息，采取相关风险控制措施，以降低城市风险等级。
[0116]
相似的，对于第二区域的上级区域-第三区域，可采取类似方法来确定其第三区域风险等级。
[0117]
第三区域的区域风险值采用公式(9)计算：
[0118][0119]
其中，r3为所述第三区域风险值，q为第二区域风险等级的数目，p表示不同的第二区域风险等级的编号，w
p
表示编号为p的第二区域风险等级的权重，n
p
为所述第三区域内属于编号为p的第二区域风险等级的第二区域的数目。
[0120]
在本实施例中，设第三区域为该城市所属省，第二风险等级的数目q＝4，城市的区域风险等级的权重w
p
设置如下：红色预警等级的权重w1＝10，橙色预警等级的权重w2＝5，黄色预警等级的权重w3＝2.5，蓝色预警等级的权重w4＝0。
[0121]
现统计出该省内有5个危险市区，其中红色预警等级城市0个，橙色预警等级城市1个，黄色预警等级城市1个，蓝色预警等级城市5个，经计算该省的第三区域风险值为7.5。
[0122]
同样的，省级区域风险等级同样不能跨级越阶。因此，规定当黄色预警等级的城市数量超过2时，取n3＝2，以保证w3·
n3《w1·
1。
[0123]
另外，根据第三区域风险值的大小划分的第三区域风险分级标准如表4所示。
[0124]
表4
[0125][0126]
那么该省的区域风险等级为橙色预警。企业或政府部门获得省的橙色预警信息，采取相关风险控制措施，以降低省级风险等级。
[0127]
相应的，本发明实施例还提供一种重大危险源风险分级装置，其用于执行上述实施例所述的重大危险源风险分级方法。
[0128]
相应的，本发明实施例还提供一种区域风险分级装置，其用于执行上述实施例所述的区域风险分级方法。
[0129]
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0130]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。