基于事故風險的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法

1、基于事故風險的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法吳宗之1,許銘2,31中國安全生產科學研究院，北京 100012;2中國地質大學（北京）工程技術學院，北京， 1000833國土資源部深部地質鉆探技術重點實驗室（中國地質大學（北京），北京100083摘要：科學進行工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃已成為控制職業(yè)健康安全風險的重要而基本的方法。本文提出了以園區(qū)定量風險評價技術為基礎，依據脆弱性目標個人可接受風險準則、脆弱性目標分級原則和基于后果的選址準則，進行園區(qū)選址、功能區(qū)布局、專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理模式等安全規(guī)劃工作的內容、程序和方法。該方法可為工業(yè)園區(qū)的安全建設和發(fā)展提供理論 指導。關鍵詞：工業(yè)園區(qū)；安全規(guī)劃；定量風險評

2、價；安全容量Methodology of safety planning for industrial parks basedon accident riskWU Zong-zhi 1, XU Ming 2,31. China Academy of Safety Science and Technology, Beijing 100012, China;2. School of Engineering & Technology, China University of Geosciences（Beijing）, Beijing 100083, China;3. Key Laborato

3、ry on Deep GeoDrilling Technology, Ministry of Land and Resources, China University of Geosciences（Beijing）, Beijing 100083, ChinaAbstract: Making scientific safety planning for industrial parks has been an important and basic method to control the risk of occupational health and safety. The content

4、s, procedures and methodology of safety planning on site selection of industrial park, layout of functional zones, other special planning, model of safety management based on regional quantitative risk assessment technology were proposed by acceptable standard of individual risk for vulnerable targe

5、ts, classification principles for vulnerable targets, and site selection criteria based on consequences. As a theoretical guidance, the technology could be used for safe construction and development for industrial parks.1引言工業(yè)園區(qū)是實施工業(yè)化戰(zhàn)略的重要載體，是實現工業(yè)基地化、 一體化、園區(qū)化、集約化發(fā)展的新模式1-3。以化工園區(qū)為例， 截止2012年，我國已建成112個省級

6、、305個地市級、 829個縣級化工園區(qū) 圖。但由于缺乏科學的安全規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)在推動區(qū)域經濟社會快速發(fā) 展的同時，產生了很多潛在事故風險。2006年國家環(huán)?？偩终{查發(fā)現，在建的 7555個化工石化建設項目中，81%布設在江河水域、 人口密集區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域，45%為重大風險源5,基金項目：國家科技支撐計劃項目(2012BAK13B00 );國家軟科學研究計劃(2010GXS5B169);中央局?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目(2652012040);國土資源部深部地質鉆探技術重點實驗室開放式基金項目(NLSD201208聯系人：ncs歐盟、美國等發(fā)達國家從上世紀末開始重視重大工業(yè)設施安全規(guī)劃

7、研究，出臺了一系列相關的法律法規(guī)，對化工設施等可能導致重大工業(yè)事故的設施提出了安全規(guī)劃的明確要求 6-10。我國自2004年起開始研究重大危險源的安全規(guī)劃問題。中國安全生產科學研究院基 于定量風險評價技術，對化工園區(qū)等工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的內容、程序和方法等進行了研究 11-13。并基于這些研究，開發(fā)了化工園區(qū)等工業(yè)園區(qū)區(qū)域定量風險評價、安全規(guī)劃等軟件?；诠I(yè)園區(qū)整體風險評估，實現園區(qū)選址合理、區(qū)內布局優(yōu)化、安全準入嚴格、本質安全提升、公用工程和配套安全設施完善、應急聯動響應迅速、應急資源統(tǒng)籌配置、園區(qū)安 全監(jiān)管體系健全等目的。因此工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃是堅持安全第一、預防為主、綜合治理”方針，落實

8、統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、嚴格準入、一體化管理”原則，夯實安全生產基礎的根2工業(yè)園區(qū)區(qū)域定量風險評價技術區(qū)域定量風險評價是工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的前提和基礎。筆者在國家 八五“、九五”、十五”和十一五”科技攻關成果的基礎上，研制開發(fā)了重大危險源區(qū)域定量風險評價軟件(部 分界面如圖1所示)，采用先進的火災、爆炸、物質泄漏擴散和中毒等模型，實現對區(qū)域內 多個危險源進行個人風險、社會風險、安全容量計算分析。(1)個人風險個人風險是指區(qū)域內某一固定位置的人員，因區(qū)域內各種潛在事故施加于其的個人死亡的概率(或者特定的傷害水平)。對于區(qū)域內的任一重大危險源，其在區(qū)域內某一空間地理坐標為(x, y)處產生的個人風險由式

9、(1)計算。圖1重大危險源區(qū)域定量風險評價軟件界面S W IR(x,y)=" Fs,oFeFmPwPVs(x, y)s=1 wd i =1( 1)式中，R(x,y)為重大危險源在位置(x,y)處產生的個人風險；Fs,。為第s個容器設備泄漏事件 發(fā)生的原始頻率；Fe為設備修正系數；Fm為安全管理、人員修正系數；Pw為氣象條件概率； Pi為點火源的點火概率；Vs(x,y)為第s個事故情景在位置(x,y)處引起個體死亡的概率，S為容器設備泄漏事件的個數；W為氣象條件的個數；I為點火源的個數。(2)社會風險對于工業(yè)園區(qū)內的任一企業(yè)，其引起的社會風險累計頻率由式(2)計算。S W I FN -

10、 Fs,oFeFmPwPe. N s-lw-1 i-1(2)式中，Fn為N人以上死亡的累計頻率；Fs,o為第s個容器設備泄漏事件發(fā)生的原始頻率；Fe為設備修正系數；Fm為安全管理、人員修正系數；Pw為氣象條件概率；Pi為點火源的點火概率；S為容器設備泄漏事件的個數；W為氣象條件的個數；I為點火源的個數；n為死亡人數。(3)安全容量安全容量是工業(yè)園區(qū)內危險設施的風險程度處于可接受條件下時危險物質的最大容量。令RC為工業(yè)園區(qū)的風險容量，即可接受風險下的潛在生命總損失值，其計算方法由式(3)計算。nRC =£ PLLi(3)i 1則安全容量用式(4)表示：Qa=maxf(RC?(4)上式中

11、，PLLi是第i個企業(yè)危險源的潛在生命損失值；n為園區(qū)企業(yè)總數，Qa為風險容量下的安全容量。潛在生命損失值是指由于意外事故而導致單位時間內(一般指一年)一個生命損失的可能性，用人/年表示，即特定區(qū)域內每年人員死亡數，計算方法如式(5)所示。PLL=££ fkjCkj(5)k j式中，fkj為事故后果j所造成的事故場景k出現概率；ckj為事故后果j所造成的事故場 景k預期死亡人數。3工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的內容圖2工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃主要內容第一個層次是選址問題。即將工業(yè)園區(qū)納入城市發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產業(yè)規(guī)劃等總體規(guī)劃，進行科學、合理選址，滿足城市主城區(qū)、居民集中區(qū)、飲水源區(qū)、江河水資源保

12、護地、生態(tài)保護區(qū)、風景名勝區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域內的安全要求，符合城市總體發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產業(yè)總體布局以及其他各種物質、地理、政治、法律、經濟、組織、文化等要素組成的邊界和條件的 限制和影響要求。 選址問題是一個政策性、 科學性極強的科學命題，歷來是關系國計民生的重大問題。第二個層次是園區(qū)內的功能區(qū)布局優(yōu)化問題。工業(yè)園區(qū)選址確定后， 就可以進行功能布局規(guī)劃。工業(yè)園區(qū)總體上可分為生產區(qū)（或裝置區(qū)）、儲存區(qū)（或庫區(qū)）、公用設施（水、 電、氣、廢水處理等）、管理區(qū)及生活服務區(qū)等基本功能區(qū)。功能布局優(yōu)化的目的是合理利 用土地，在確保土地開發(fā)最大收益的同時，使園區(qū)潛在事故風險盡可能低，資源消耗量盡可能少，環(huán)境污

13、染盡可能小，實現安全發(fā)展、綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。功能區(qū)布局優(yōu)化是實現 工業(yè)園區(qū)本質安全的最重要手段，主要包括以下3方面的內容：一體化布置。園區(qū)內不同類型企業(yè)，應按生產性質、相互關系、協作條件等因素分區(qū)集中布置，按上、中、下游產業(yè)鏈合理布局、有序建設，縮短原料運距，降低成本，達到資源 的高效利用和廢棄物綜合利用，形成完整的產品鏈，實現產品項目一體化。公用工程。園區(qū)的公用工程包括供水、供電、供氣（汽）等，公用工程安全規(guī)劃應堅持 統(tǒng)一規(guī)劃、集中建設、資源優(yōu)化、配置合理的原則，同時與周邊的公用工程銜接；供水、供 電、供氣（汽）等設施和管理應滿足園區(qū)內各種裝置和輔助設施的需求?；A設施。園區(qū)的主要基礎設

14、施包括道路和工業(yè)管廊等。道路規(guī)劃主要包括危險品運輸路線規(guī)劃和停車場規(guī)劃等；同時，為保障發(fā)生事故后科學、有效地救援，園區(qū)應設置應急救 援專用通道，在突發(fā)狀態(tài)下可以實施快速救援。工業(yè)管廊安全規(guī)劃包括管廊布局、建設規(guī)模、 物料識別、分層原則、管道安裝、安全管理和運行模式等，管廊與相關企業(yè)以及辦公區(qū)域應 該保持適當的安全距離。此外，園區(qū)可通過規(guī)劃綠地、生態(tài)園、濕地等隔離帶，拓展工業(yè)園 區(qū)的發(fā)展空間，保持園區(qū)的景致美觀，同時還可以起到安全、防災的功能。第三個層次是與安全相關的其他專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理體制、機制等規(guī)劃。專項規(guī)劃包括防災減災、應急設施、應急機構等規(guī)劃。應急設施、應急機構規(guī)劃是對消防設施、

15、應 急力量、應急物資等的布局、規(guī)模等進行規(guī)劃。4工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃準則筆者依據相關法律法規(guī)以及國內外研究成果，將工業(yè)園區(qū)的脆弱性目標分為 5級（如表1所示）?；谧顗氖鹿是榫埃岢隽撕蠊麄Ψ謪^(qū)的選址準則（見表 2所示）15。表1工業(yè)園區(qū)脆弱性目標的分級原則脆弱性級別確定脆弱性的一般原則場所舉例I工業(yè)園區(qū)內部人員園區(qū)內部企業(yè)n工業(yè)園區(qū)外部工廠人員園區(qū)外部的工廠、倉儲區(qū)等m一般公眾居住區(qū)、商場等IV公眾中的敏感人群黨政機關、軍事禁區(qū)、學校、醫(yī)院、敬老院、監(jiān)獄、幼兒園等V大量W級、IV級的目標大型居住區(qū)、大型體育場館、影劇院等表2基于后果方法的選址準則后果傷害分區(qū)高致死區(qū)出現致死區(qū)重傷區(qū)輕傷區(qū)安全區(qū)

16、脆弱性目標級別II、口I、口、WI、口、皿、IVI、口、皿、IV、V3所示。進一步，筆者提出的重要目標和敏感場所可容許個人風險標準見表表3重要目標和敏感場所可容許個人風險標準工業(yè)園區(qū)周邊重要目標和敏感場所類別可容許風險（/年）1 .敏感場所(如學校、醫(yī)院、幼兒園、養(yǎng)老院等)；2 .要目標(如黨政機關、軍事管理區(qū)、文物保護單位等)；3 .殊高密度場所(如大型體育場、大型交通樞紐等)。44M<3X10 -1 .住類高密度場所(如居民區(qū)、賓館、度假村等)；2 .眾聚集類高密度場所(如辦公場所、商場、飯店、娛樂場所等)。<1 M10-65工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃程序工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的基本程序如圖3

17、所示16。圖3工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的基本程序(1)工業(yè)園區(qū)及周邊資料調查與收集。調查和收集工業(yè)園區(qū)平面布置，人口及規(guī)劃， 自然條件，地質條件，基礎設施，危險源情況，脆弱性目標情況，應急力量與應急資源情況， 園區(qū)安全管理情況，相關法律法規(guī)標準規(guī)范等資料。(2)危險有害因素分析。在資料收集與現場考察的基礎上，分析確定工業(yè)園區(qū)內的主 要危險、有害因素。(3)園區(qū)選址安全規(guī)劃。依據國家有關法律法規(guī)和標準規(guī)范，從地理位置、地質條件、自然環(huán)境、外部基礎條件、周邊應急力量等方面對選址進行安全性分析和論證。(4)事故后果分析和安全管理及應急規(guī)劃。在對危險源相關技術參數及危險有害因素分析的基礎上，對園區(qū)內各企業(yè)危險

18、源的可能事故后果進行計算分析，同時結合園區(qū)的應急準備情況，對園區(qū)的安全管理體制機制、應急隊伍、應急資源、應急預案、應急避難、應急 疏散、應急響應指揮、應急體制機制建設做出規(guī)劃。(5)風險計算、安全容量分析和布局安全規(guī)劃。通過事故頻率和后果分析，結合人口 分布情況，計算園區(qū)的個人風險和社會風險，進行安全容量分析； 在風險計算和安全容量分析基礎上，結合國家的相關法律法規(guī)和標準規(guī)范，對園區(qū)的企業(yè)選址布局、 基礎設施、公用工程等進行安全性分析和規(guī)劃。6工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法當前可用于工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的方法主要有四類：安全距離法、基于后果的方法、 基于風險的方法、半定量方法17,18。工業(yè)園區(qū)布局優(yōu)化問題

19、是一個多目標決策問題17-19。筆者提出了一種計算成本低、 適宜于工業(yè)園區(qū)布局優(yōu)化的方法。首先將研究的問題表達成一個多目標優(yōu)化模型，目標集主要包括風險目標、經濟收益目標、環(huán)保目標、職業(yè)衛(wèi)生目標、能耗目 標、成本目標、稅收目標、利潤目標、就業(yè)崗位目標等。約束條件包括經濟社會狀況、產業(yè)政策、人口分布、資源、金融、交通運輸、自然條件、產業(yè)特色等各種限制。然后確定各個目標及約束條件的表征方法。依據各領域規(guī)范的屬性表征方法收集整理數據。最后求解多目標優(yōu)化模型。筆者基于多目標進化算法成功求解了工業(yè)園區(qū)雙目標優(yōu)化模型13, 20,21。如圖4所示。圖4基于風險的布局優(yōu)化方法7結論科學進行工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃已成

20、為控制職業(yè)健康安全風險的重要而基本的方法。本文提出了以園區(qū)定量風險評價技術為基礎，依據脆弱性目標個人可接受風險準則、脆弱性目標分級原則和基于后果的選址準則，進行園區(qū)選址、功能區(qū)布局、專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理模式等安全規(guī)劃工作的內容、程序和方法。該方法在廣東、浙江、上海、河北等地部分工業(yè)園 區(qū)建設中得以應用。研究表明：(1)本文提出的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法可行，是對傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃理論的完善 和發(fā)展。(2)該方法可為工業(yè)園區(qū)的安全建設和可持續(xù)發(fā)展提供理論指導。參考文獻1國家安全監(jiān)管總局(安監(jiān)總廳管三201018號)：2010年危險化學品煙花爆竹安全監(jiān)管和非藥品 類易制毒化學品監(jiān)管重點工作安排，

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