中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法与流程

1.本技术属于企业粉尘爆炸风险防控技术领域，具体涉及一种中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估的方法。


背景技术：

2.中药生产过程中涉及对各类药材的洗药、润药、干燥、粉碎等工艺，其中粉碎过程属于中药前处理工序，且存在较大的粉尘爆炸风险，容易发生严重的粉尘爆炸事故。因此，有必要针对中医药企业前处理车间存在的粉尘爆炸风险开展深入研究分析，建立有效的粉尘爆炸风险评估方法，从而根据风险评估结果采取合理的管控技术，最终实现中药企业前处理车间粉尘防爆安全水平的有效提升，促进中药产业发展。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法，以有助于为中医药企业的安全生产提供有效技术支撑。
5.为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：
6.本技术提供一种中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法，该方法，包括：
7.确定中药企业前处理车间粉尘爆炸所涉及的风险因素；
8.基于所述风险因素，采用层次分析法原理构建用于评估爆炸风险的层次模型；
9.获取待评估对象的分析评价数据，基于所述层次模型根据所述分析评价数据计算所述待评估对象的风险值；
10.根据所述风险值确定所述待评估对象的风险等级。
11.可选地，所述构建用于评估爆炸风险的层次模型的过程，包括：
12.建立用于评估爆炸风险的指标体系，基于指标体系计算相应指标权重参数；
13.其中，所述指标体系的层级包括目标层、中间层和最低层，所述目标层对应于进行评估的最终目标，所述中间层中的指标为最终目标下一层次涉及到的评价指标，所述最低层中的指标为划分最精细的评价指标。
14.可选地，所述中间层中包括多个一级指标，以及用于确定各所述一级指标的值的若干二级指标；所述最低层中包括多个三级指标，所述三级指标用于确定各所述二级指标的值；
15.所述一级指标具体包括粉尘爆炸可能性指标、粉尘防控爆技术与安全管理指标、粉尘爆炸严重性指标；
16.用于确定粉尘爆炸可能性指标的值的二级指标包括粉尘爆炸敏感性指标、点火源控制指标；
17.用于确定粉尘防控爆技术与安全管理指标的值的二级指标包括粉尘防控爆技术
指标、安全管理水平指标；
18.用于确定粉尘爆炸严重性指标的值的二级指标包括粉尘爆炸强度评价指标、粉尘爆炸环境评价指标。
19.可选地，所述基于所述层次模型根据所述分析评价数据计算所述待评估对象的风险值，具体为：
20.根据所述分析评价数据确定各三级指标的值，并采用逐层加权求和的方式计算得到粉尘爆炸可能性指标的值p、粉尘防控爆技术与安全管理指标的值l、以及粉尘爆炸严重性指标的值s；
21.基于以下表达式计算所述待评估对象的风险值r：
[0022][0023]
可选地，用于确定粉尘爆炸敏感性指标的评价值的三级指标包括最小点火能指标；最小点火能指标的值的确定过程包括：
[0024]
在所述待评估对象的现场进行粉尘取样，对取样样本进行测量分析，根据分析结果形成所述分析评价数据中用于评价最小点火能指标的评价数据；
[0025]
基于预设评价标准，根据评价数据确定所述最小点火能指标的值。
[0026]
可选地，所述基于指标体系计算相应指标权重参数的过程，包括：
[0027]
将所述指标体系中，用于确定同一上层评价指标的当前层级评价指标进行两两对比评价，得到相应的标度值数据；
[0028]
根据所述标度值数据构建判断矩阵，并计算得到所述判断矩阵的特征向量，基于所述特征向量作归一化处理，得到权重向量；
[0029]
基于所述权重向量确定当前层级评价指标的权重参数。
[0030]
可选地，所述基于所述权重向量确定当前层级评价指标的权重参数的过程，包括：
[0031]
根据所述权重向量，计算所述判断矩阵的最大特征根；
[0032]
基于所述最大特征根进行所述判断矩阵的一致性检验，在一致性检验通过的情况下，将所述权重向量中各元素值对应确定为所述当前层级评价指标的权重参数，否则，将所述指标体系中，用于确定同一上层评价指标的当前层级评价指标重新进行两两对比评价，以相应得到新的标度值数据，并据此重新进行构建判断矩阵的步骤及其后续步骤。
[0033]
可选地，所述根据所述风险值确定所述待评估对象的风险等级，具体为：
[0034]
将所述风险值与预设门限值进行比较，确定该风险值所处的数值区间范围，将与该数值区间范围所对应的风险等级确定为所述待评估对象的风险等级。
[0035]
本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
[0036]
本技术的技术方案，以中药企业前处理车间为研究对象，采用层次分析法原理构建用于评价的层次模型，基于层次分析模型来实现粉尘爆炸风险评估，为中药企业前处理车间的粉尘爆炸风险评估提供了一有效的可实施方法，据此方法得到的风险评估结果，能够给各应急单位提供应对中药企业前处理车间粉尘爆炸的辅助指导，从而为中医药企业的安全生产提供了有力的技术支撑。
[0037]
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可
以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0038]
附图用来提供对本技术的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本技术实施例的附图与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，但并不构成对本技术技术方案的限制。
[0039]
图1为本技术一个实施例提供的中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法的流程示意图；
[0040]
图2为本技术一个实施例中层次模型的指标体系的说明示意图；
[0041]
图3为本技术一个实施例中用于确定中药粉尘爆炸自身敏感性等级的分级魔方示意图。
具体实施方式
[0042]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
[0043]
如背景技术中所述，中药生产过程中涉及对各类药材的洗药、润药、干燥、粉碎等工艺，其中粉碎过程属于中药前处理工序，且存在较大的粉尘爆炸风险，容易发生严重的粉尘爆炸事故。因此，有必要针对中医药企业前处理车间存在的粉尘爆炸风险开展深入研究分析，建立有效的粉尘爆炸风险评估方法，从而根据风险评估结果采取合理的管控技术，最终实现中药企业前处理车间粉尘防爆安全水平的有效提升，促进中药产业发展。
[0044]
针对于此，本技术提出一种中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法，将中药企业前处理车间作为研究对象，来具体进行粉尘爆炸风险评估，该方法有助于为中医药企业的安全生产提供有效技术支撑。
[0045]
如图1所示，在一实施例中，本技术提出的中药企业前处理车间粉尘爆炸风险评估方法，包括：
[0046]
步骤s110，确定中药企业前处理车间粉尘爆炸所涉及的风险因素；
[0047]
该步骤中，主要是基于现场调研，确定实际的中药企业前处理车间中所涉及的风险因素。
[0048]
之后，进行步骤s120，基于风险因素，采用层次分析法原理构建用于评估爆炸风险的层次模型；
[0049]
具体的，该步骤中，构建用于评估爆炸风险的层次模型的过程，包括：
[0050]
建立用于评估爆炸风险的指标体系，基于指标体系计算相应指标权重参数；
[0051]
其中，指标体系的层级包括目标层、中间层和最低层，所述目标层对应于进行评估的最终目标，所述中间层中的指标为最终目标下一层次涉及到的评价指标，所述最低层中的指标为划分最精细的评价指标；
[0052]
容易理解的是，上述指标体系的层级关系，基于层次分析法中目标、准则、对象之
间的关系确定。
[0053]
在该实施例中，指标体系中，中间层中包括多个一级指标，以及用于确定各一级指标的值的若干二级指标；最低层中包括多个三级指标，所述三级指标用于确定各二级指标的值；
[0054]
在一具体的应用场景下，建立的指标体系如图2所示，其包括3个一级指标、6个二级指标、25个三级指标；
[0055]
具体的，一级指标具体包括粉尘爆炸可能性指标、粉尘防控爆技术与安全管理指标、粉尘爆炸严重性指标；
[0056]
用于确定粉尘爆炸可能性指标的值的二级指标包括粉尘爆炸敏感性指标、点火源控制指标；用于确定粉尘防控爆技术与安全管理指标的值的二级指标包括粉尘防控爆技术指标、安全管理水平指标；用于确定粉尘爆炸严重性指标的值的二级指标包括粉尘爆炸强度评价指标、粉尘爆炸环境评价指标。
[0057]
下面再对三级指标的相关内容进行一下举例说明：
[0058]
基于对粉尘爆炸事故的相关研究，粉尘自身爆炸特性决定爆炸后释放的能量大小，可爆性含能粉尘属于第一类危险源，直接影响事故的后果严重程度，粉尘爆炸能量越高爆炸压力和爆炸指数越大，主要由爆炸超压(p
max
)、爆炸指数(k
st
)确定其等级大小，由此形成用于评价粉尘爆炸强度的2个三级指标，对这两个爆炸强度参数进行二维矩阵等级划分，并对
ⅰ‑ⅴ
对应赋值1-5，形成后续用于确定该两指标的值的等级划分表，该表如下表1所示：
[0059]
表1粉尘爆炸强度等级划分
[0060][0061]
基于对粉尘爆炸事故的相关研究，粉尘自身爆炸敏感性主要由最小点火能(mie)、粉尘云最小着火温度(mitc)、粉尘层最小着火温度(mit
l
)、粉尘爆炸下限(mec)进行综合度量，其中mit取mitc或mit
l
两者较低值，由此形成用于评价粉尘爆炸敏感性指标的3个三级指标；
[0062]
本技术中，通过大量文献调研并结合粉尘爆炸数据库，根据标准规范和学术研究测试分别得到各项指标的分级，并通过如图3所示的三维魔方矩阵确定粉尘爆炸敏感性的等级，具体的，将三维魔方体进行平行划分为5级，并对
ⅰ‑ⅴ
级对应赋值1-5，形成后续用于确定该三个指标的值的等级划分表，该表如下表2所示：
[0063]
表2粉尘爆炸敏感性分级
[0064]
[0065]
步骤s120中，构建用于评估爆炸风险的层次模型的过程中，还涉及基于指标体系计算相应指标权重参数的过程，该过程与现有技术类似，这里对该过程进行一下简要说明；
[0066]
该实施例中，基于指标体系计算相应指标权重参数的过程，包括：
[0067]
a、将指标体系中，用于确定同一上层评价指标的当前层级评价指标进行两两对比评价，得到相应的标度值数据；
[0068]
这里继续前文的举例，如同为三级指标的爆炸超压评价指标、爆炸指数评价指标用于确定同一二级指标(粉尘爆炸强度评价指标)，则将爆炸超压评价指标、爆炸指标评价指标进行两两对比评价，得到相应的标度值数据(实现中，一般基于相关技术专家对指标进行打分来实现)，与现有技术类似，对比的方式如下表3所示，
[0069]
表3标度值数据表
[0070] a1a2a111a211
[0071]
表3中，a1用于表征爆炸超压评价指标，a2用于表征爆炸指数评价指标，表3中的数字“1”为相应的标度值数据。
[0072]
需要说明的是，上述得到标度值数据涉及的对比评价规则(打分规则)如下述表4所示，
[0073]
表4标度含义表
[0074][0075]
b、根据标度值数据构建判断矩阵，并计算得到判断矩阵的特征向量，基于特征向量作归一化处理，得到权重向量，该过程可用以下表达式的计算推导来表示：
[0076]
构造的判断矩阵a的形式为：
[0077]
a＝[a
ij
],a
ij
∈a
ij
(1)
[0078]
表达式(1)中，a
ij
为判断矩阵中的元素，并且a
ij
的具体值适于通过上述标度数据
给出，且容易理解的是判断矩阵为方阵。
[0079]
将判断矩阵的每一行元素相乘：
[0080][0081]
表达式(2)中，n为一行元素的个数(或者说矩阵阶数)。
[0082]
计算mi的n次方根得到特征向量wi：
[0083][0084]
对权重向量w＝(w1，w2，
…
，wn)作归一化处理，以获取特征向量wi的近似解：
[0085][0086]
以近似解对权重向量中各元素进行更新，确定权重向量。
[0087]
c、基于权重向量确定当前层级评价指标的权重参数，具体的，该过程包括：
[0088]
根据权重向量，基于如下表达式计算判断矩阵的最大特征λ
max
：
[0089][0090]
表达式(5)中，a为判断矩阵；w为权重向量，wi为权重向量中各元素值。
[0091]
基于最大特征根进行判断矩阵的一致性检验，在一致性检验通过的情况下，将权重向量中各元素值对应确定为当前层级评价指标的权重参数，否则，将指标体系中，用于确定同一上层评价指标的当前层级评价指标重新进行两两对比评价，以相应得到新的标度值数据，并据此重新进行构建判断矩阵的步骤及其后续步骤。
[0092]
重复上述a-c步骤，直至确定满足要求的权重参数。
[0093]
上述过程中，步骤c中进行一致性检验的过程可基于以下表达式进行，
[0094]
计算矩阵一致性指标ci：
[0095][0096]
计算一致性比率cr：
[0097][0098]
表达式(7)中，ri为平均随机一致性指标，其取值为大量随机试验得出的平均数据，不同矩阵阶数n下该值一般不同；
[0099]
当cr《0.1时，表示构建的权重结果通过一致性检验，否则一致性检验不通过。
[0100]
继续回到图1，在步骤s120之后，进行步骤s130，获取待评估对象的分析评价数据，基于所述层次模型根据所述分析评价数据计算所述待评估对象的风险值；
[0101]
具体的，该步骤中，基于层次模型根据分析评价数据计算所述待评估对象的风险值，具体为：
[0102]
根据分析评价数据确定各三级指标的值，并采用逐层加权求和的方式计算得到粉尘爆炸可能性指标的值p、粉尘防控爆技术与安全管理指标的值l、以及粉尘爆炸严重性指标的值s；
[0103]
基于以下表达式计算待评估对象的风险值r：
[0104]
[0105]
需要说明的是，上述过程中各三级指标的值，主要是基于分析评价数据由专家匿名打分来进行确定的。
[0106]
举例而言，一具体场景下，待评估对象为北京某家中药企业前处理车间，邀请5名粉尘爆炸领域的专家，以现场调研获取的资料为依据，对层次模型中各三级评价指标实际运行状况进行匿名打分(分值范围为1-5)，确定各三级指标的得分；例如该场景下，层次模型中评价指标的权重参数及得分情况如下表5所示，表5某中药企业前处理车间各级权重和指标得分表
[0107][0108]
基于表5所示的三级指标的数据，这里设一级指标粉尘爆炸可能性的值为p，二级指标点火源控制分值为p1，权重值为a1，二级指标粉尘爆炸敏感性分值为p2，权重值为a2，则进行加权求和p＝p1×
a1+p2×
a2，其中p1和p2的值(得分)分别为3.21、3.72(基于相应三级指标的打分值进行加权求和来确定)，则粉尘爆炸可能性指标的值p＝3.47；
[0109]
类似的，设粉尘爆炸严重性的值为s，粉尘爆炸强度的值为s1，权重值为c1，粉尘爆炸环境的值为s2，权重值为c2,，则s＝s1×
c1+s2×
c2，则粉尘爆炸严重性的值s＝2.30；
[0110]
类似的，还可以计算得到粉尘防控爆技术与安全管理指标的值l＝3，其反映了评估对象的加工场所的安全管理有效水平，在本技术中也称l为安全补偿系数；
[0111]
得到p、s、l的值之后，采用上述表达式(8)计算得到待评估对象的风险值r＝2.66。
[0112]
此外需要说明的是，步骤s130中，进行打分的过程，是基于实际反映客观现实的数据进行的。举例而言，用于确定粉尘爆炸敏感性指标的评价值的三级指标包括最小点火能指标；最小点火能指标的值的确定过程包括：
[0113]
在待评估对象的现场进行粉尘取样，对取样样本进行测量分析，根据分析结果形成分析评价数据中用于评价最小点火能指标的评价数据；基于预设评价标准，根据评价数据确定最小点火能指标的值。
[0114]
再继续回到图1，步骤s130之后，进行步骤s140，根据步骤s130中得到的风险值确
定待评估对象的风险等级。
[0115]
具体的，该步骤中，将风险值与预设门限值进行比较，确定该风险值所处的数值区间范围，将与该数值区间范围所对应的风险等级确定为所述待评估对象的风险等级。
[0116]
需要说明的是，出于风险等级划分的科学合理性考虑，这里的预设门限值、及数值区间范围所对应的风险等级的配置方式为：
[0117]
事先假设企业将相关指标做到最好，则风险等级均ⅰ级，但不采取任何安全管理措施时，粉尘爆炸风险为一般。同理，对其余指标进行多次假设和极限得分预估，并将所赋值与等级压缩配合，来最终得到预设门限值、及数值区间范围所对应的风险等级的具体配置。
[0118]
举例而言，风险等级划分为五级，分别为特高、高、较高、一般、低，分别对应区间为r》4，3《r≤4，2《r≤3，1《r≤2，r≤1。结合步骤s130中的举例，在r＝2.66情况下，此时该北京某家中药企业前处理车间的风险等级为较高。
[0119]
本技术的技术方案，以中药企业前处理车间为研究对象，在对中药企业生产工艺及粉尘爆炸特征进行深入调研和测试分析的基础上，建立了粉尘爆炸风险评估指标体系。基于层次分析法对评估指标进行赋权，并基于风险评估基本原理，结合灾害预防的思想建立风险评估方法模型，为中医药企业的安全生产提供技术支撑。
[0120]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。