一种危化介质多因素危害性综合评价方法

摘要

本发明公开了一种危化介质多因素危害性综合评价方法，属于危险化学品数据处理领域。该方法在分析危化介质危害特性数据的基础上，获取基于转换分值法的危化介质多因素危害性分值；然后结合层次分析法和熵权法，构建了基于层次分析‑熵权法(AHP‑EW)的危化介质多因素危害性权重评价策略，获取危化介质多因素危害性权重，建立了危化介质多因素危害性的综合评价方法，实现了对危化介质多因素危害性的综合评价。本方法综合考虑了危化介质的多因素危害性，能够获取危化介质多因素危害性分值与权重，有效实现危化介质多因素危害性的综合评价，为危化介质危害性分级标准的制订提供了基础。

说明书

技术领域

本发明属于危险化学品数据处理技术领域，尤其涉及一种危化介质多因素危害性综合评价方法。

背景技术

危化介质的危害性综合评价是危化介质危害性分级标准制订的基础，合理地评价危化介质的危害性，能够为危化介质多因素危害性分级提供基础，为承压设备的设计和制造提供依据和指导，降低其事故发生率，减少对人员、设施、环境等造成的损害。

GBZ 230-2010《职业性接触毒物危害程度分类》中危化介质的危害性综合评价方法以危化介质的健康危害(包括急性毒性、扩散性、蓄积性、致癌性、生殖毒性、致敏性、刺激与腐蚀性和实际危害与预后共8类危化介质多因素危害性)为基础进行评价，获取危化介质多因素危害性分值与权重，实现对危化介质多因素危害性的评价，为危化介质危害性分级提供依据。然而该方法只考虑了健康危害的分值评价与权重评价，忽视了物理危害和环境危害，导致危化介质多因素危害性评价不合理。因此，迫切需要综合考虑危化介质多因素危害性，对危化介质多因素危害性进行综合评价，获取危化介质多因素危害性分值与权重。危化介质多因素危害性的分值可以通过转换分值法获取，然而危化介质多因素危害性的权重存在无法直接获取的难题。层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是一种对定性问题进行定量分析的科学决策方法，具有简单直观的优点。然而通过AHP获取的危化介质多因素危害性主观权重具有主观性强、局限性大的缺点，导致获取的主观权重无法直接应用到危化介质危害性分级中，而熵权法(Entropy Weight，EW)获得的危化介质多因素危害性客观权重具有较强的数学理论依据，客观性强，不受专家决策的影响。

因此，本发明在分析危化介质危害特性数据的基础上，利用转换分值法获取危化介质多因素危害性分值，并结合层次分析法和熵权法，发明一种基于层次分析-熵权法(Analytic Hierarchy Process-Entropy Weight，AHP-EW)的危化介质多因素危害性权重评价策略，提高危化介质多因素危害性综合评价结果的合理性。

发明内容

本发明以综合评价危化介质多因素危害性结果为目的，建立一种危化介质多因素危害性综合评价方法，包括以下步骤：

步骤一、扩充危化介质的多因素危害性；

步骤二、采用转换分值法获取危化介质多因素危害性分值；

步骤三、结合专家知识获取危化介质多因素危害性主观权重；

步骤四、基于EW获取危化介质多因素危害性客观权重；

步骤五、获取危化介质多因素危害性权重。

所述步骤一，具体包括：

GBZ 230-2010中给出了8类危化介质多因素危害性(包括急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性、实际危害后果与预后、扩散性和蓄积性)，结合国家标准GB30000.1《化学品分类和标签规范第1部分:通则》，可知危化介质危害性主要包括健康危害、物理危害和环境危害，然而GBZ 230-2010中的危化介质多因素危害性仅考虑了危化介质的健康危害，未考虑环境危害和物理危害，因此GBZ 230-2010中的危化介质多因素危害性不合理。在此基础上，本发明所述方法从国家标准与工业需求两方面详细分析了危化介质的多因素危害性，在原有危化介质多因素危害性的基础上新增了1类环境危害(环境危害性)和3类物理危害(包括易燃易爆性、氧化性和加压性)，以急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性、实际危害后果与预后、扩散性、蓄积性、环境危害性、易燃易爆性、氧化性和加压性这12类危化介质多因素危害性为基础对危化介质的危害性进行综合评价。

所述步骤二，具体包括：

危化介质多因素危害性分值反映了每个危害性的危害程度。根据危化介质的多因素危害性涉及的危害特性，构建12类危化多因素危害性对应的危化介质危害特性数据，并依据GBZ 230-2010中的转换分值法与转换分值评价依据，给出每个危化介质多因素危害性的转换分值评价依据，将12类危化多因素危害性对应的危化介质危害特性数据转换为危化介质多因素危害性的分值，危化介质多因素危害性分值评价策略流程如图1所示。

首先，利用危化介质多因素危害性与危化介质危害特性数据，根据GBZ230-2010给出危化介质前8类多因素危害性的转换分值评价依据，根据GB 30000.2-29给出扩充的危化介质多因素危害性(易燃易爆性、氧化性、加压性和环境危害性)的转换分值评价依据。

其次，根据危化介质多因素危害性转换分值评价依据，结合危化介质多因素危害性危害特性数据，即可得到危化介质多因素危害性分值S，其中S∈R

所述步骤三，具体包括：

基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重包括基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重和基于专家权威性的危化介质多因素危害性主观权重两部分。

(1)基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重

首先利用层次分析法(AHP)构建层次分析结构模型，如图2所示，图中层次自上而下分别为目标层、准则层和指标层。针对12类危化介质多因素危害性，其中健康危害包括急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性、实际危害后果与预后、扩散性和蓄积性共8类多因素危害性的权重已在GBZ 230-2010中明确给出，因此层次分析模型的三级评价指标(指标层)不再适用。为了使基于AHP获取的危化介质多因素危害性主观权重与GBZ230-2010给出的权重相适应，本发明所述方法将急性毒性的权重作为基准值，取急性毒性、易燃易爆性、氧化性、加压性和环境危害性作为二级评价指标(准则层)，将危化介质多因素危害性作为一级评价指标(目标层)，构建危化介质多因素危害性层次分析模型，如图3所示。

其次构建层次判断矩阵，根据危化介质多因素危害性层次分析模型发布调查问卷，调查对象为化学领域和特种设备领域的专家，对二级评价指标进行两两判断对比，通过表1构建层次判断矩阵A＝(a

表1层次判断标度表

然后计算同层次危化介质危害性权重与一致性检验，根据层次判断矩阵采用特征根法计算同层次各危化介质危害性主观权重，计算公式为

Au＝λ

式中，λ

式中，CR为一致性比例比率，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标，RI的值可通过表2获取。

表2平均随机一致性指标取值参考表

当CR＜0.1时，说明A满足一致性检验，若不满足条件，则层次判断矩阵需重新构建，直至满足一致性检验。

最后以GBZ 230-2010中的急性毒性权重作为基准值，将获取的指标权重同比放大，获得基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重V1，V1∈R

(2)基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重

根据危化介质多因素危害性层次分析模型发布调查问卷，调查对象为化学领域和特种设备领域的专家，获得层次分析模型中每个危化介质危害性的权重，专家主观权重矩阵如下

X

式中，p为专家人数，f为层次分析模型中危化介质多因素危害性个数。

专家权威性评估表如表3所示，并按照专家权威性评估表对专家主观权重矩阵进行加权处理，提高专家权重的可信度。

表3专家权威性评估表

专家权威性评估矩阵为H＝{h

式中，W∈R

V2＝XW (6)

在基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重V1和基于专家权威性的危化介质多因素危害性主观权重V2的基础上，获取基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重，计算公式如下

所述步骤四，具体包括：

将危化介质多因素危害性分值S作为熵权法(EW)的输入数据，则标准化后的数据为Y＝{y

信息熵为

式中，E

由于信息熵越小，权重越大，因此客观权重为

将GBZ 230-2010中的急性毒性权重作为基准值，将客观权重同比放大，获取基于EW的危化介质多因素危害性客观权重V4，V4∈R

所述步骤五，具体包括：

危化介质多因素危害性权重将基于专家知识的主观权重与基于EW的客观权重加权处理，获得最终的危化介质多因素危害性权重，公式如下，式中

通过式(12)计算危化介质多因素危害性权重

本发明的优点：本方法综合考虑了危化介质的多因素危害性(包括健康危害、环境危害和物理危害)，能够获取合理的危化介质多因素危害性分值与权重，有效地实现了危化介质多因素危害性的综合评价，为危化介质危害性分级标准的制订提供了基础。

附图说明

图1是危化介质多因素危害性分值评价策略流程图；

图2是AHP层次分析结构模型；

图3是危化介质多因素危害性层次分析模型；

图4是本发明所述的一种危化介质多因素危害性综合评价方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实例及附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，实施例并不限定本发明要求保护的范围。

实施例

承压设备相关危化介质(包括气体和液体)来源于2015年发布的危险化学品名录，共1770种。

将本发明应用到危化介质多因素危害性综合评价过程的具体步骤如下：

步骤一：危化介质多因素危害性分值。

利用危化介质危害特性数据获取危化介质多因素危害性分值。首先，利用危化介质多因素危害性相关的危害特性，结合危化介质危害特性数据，给出每个危化介质多因素危害性相关的危化介质危害特性数据。部分环境危害性的危害特性数据如表4所示。

表4部分环境危害性危害特性数据

其次，根据危化介质多因素危害性转换分值评价依据，获取1770种危化介质多因素危害性分值。部分危化介质多因素危害性分值如表5所示。

表5部分危化介质多因素危害性分值

步骤二：基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重。

利用基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重算法，结合危化介质多因素危害性与危化介质多因素危害性分值，获取危化介质多因素危害性权重。

(1)基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重

首先，利用图3危化介质多因素危害性层次分析模型发布调查问卷，最终获取65份有效调查问卷，通过表1构建出层次判断矩阵，如表6所示。

表6危化介质多因素危害性层次判断矩阵

其次，通过式(1)计算基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重，权重值如表7所示。

表7危化介质多因素危害性主观权重

通过式(2)进行一致性检验，CR＝0.0018＜0.1，符合一致性检验。

然后，将GBZ 230-2010中的急性毒性权重作为基准值，将步骤三获取的危化介质多因素危害性主观权重同比放大，获得基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重。已知GBZ 230-2010中的急性毒性权重为5，则基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重值如表8所示。

表8基于AHP的危化介质多因素危害性主观权重

接下来，利用图3危化介质多因素危害性层次分析模型发布调查问卷，权重范围依据GBZ 230-2010的规定设置为1到5，最终获取65份有效调查问卷，获得专家主观权重矩阵与专家权威性评估矩阵。部分专家权重矩阵如表9所示，部分专家知识评估矩阵如表10所示。

表9部分专家权重矩阵

表10部分专家权威性评估矩阵

通过式(5)计算专家权威性加权系数，部分专家权威性加权系数如表11所示，通过式(6)获得专家主观权重，如表12所示。

表11部分专家权威性加权系数

表12专家主观权重

从表12可以看出，经过调查问卷获取的专家权重中，急性毒性权重为5.0000，与GBZ 230-2010中给出的急性毒性权重相吻合，说明专家主观权重可信度强。最后，通过式(13)获得基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重，如表13所示。

表13基于专家知识的危化介质多因素危害性主观权重

(2)基于EW的危化介质多因素危害性客观权重

利用熵权法实现危化介质多因素危害性客观权重的获取。首先，通过式(7)将获取的危化介质多因素危害性分值标准化，其次，通过式(8)获取信息熵，然后，通过式(10)获取客观权重，权重值如表14所示。

表14危化介质多因素危害性客观权重

最后，以GBZ 230-2010中的急性毒性权重为基准值，将客观权重同比放大，获取基于EW的危化介质多因素危害性客观权重，如表15所示。

表15基于EW的危化介质多因素危害性客观权重

(3)基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重

获取主观权重和客观权重后，通过式(14)获得基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重，如表16所示。

表16基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重

由于GBZ 230-2010种给出的权重均为整数，将表16中基于AHP-EW的危化介质多因素危害性权重四舍五入，加上GBZ 230-2010给出的刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性、实际危害后果与预后、扩散性和蓄积性权重，即可得出最终的危化介质多因素危害性权重。由于急性毒性分为急性毒性经皮与急性毒性吸入，因此最终的危化介质多因素危害性权重如表17所示。

表17危化介质多因素危害性权重