基于ANP和SD的石油化工产品运输安全风险分析与干预策略仿真研究

doi:10.3969/j.issn.2096-1693.2026.02.055

石油科学通报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (5): 1571-1582. doi: 10.3969/j.issn.2096-1693.2026.02.055

基于ANP和SD的石油化工产品运输安全风险分析与干预策略仿真研究

吴军¹(), 李锦昊¹, 黄宽¹, 江田汉², 刘春颖³, 邱睿³^,^*()

¹ 北京化工大学经济管理学院，北京 100029
² 中国安全生产科学研究院，北京 100012
³ 中国石油大学(北京)石油工程学院, 北京 102249

收稿日期:2026-04-01 修回日期:2026-08-19 出版日期:2026-10-15 发布日期:2026-10-31
通讯作者: ^*邱睿(1996年—)，博士，讲师，主要从事石油化工产品运输优化及智能化转型研究，rqiu@cup.edu.cn。
作者简介:吴军(1974年—)，博士，教授，主要研究方向为安全风险与应急管理，wujun@mail.buct.edu.cn。
基金资助:
北京市自然科学基金面上项目(9222024);国家能源集团安全生产管理体系研究(GJNY-23-1);国家重点研发计划项目(2022YFC3006400);中国安全生产科学研究院基本科研业务费项目(2024JBKY10);中国安全生产科学研究院基本科研业务费项目(2024JBKY11)

Safety risk analysis and intervention strategy simulation for petrochemical product transportation based on analytic network process and system dynamics

WU Jun¹(), LI Jinhao¹, HUANG Kuan¹, JIANG Tianhan², LIU Chunying³, QIU Rui³^,^*()

¹ School of Economics and Management, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China
² China Academy of Safety Science and Technology, Beijing 100012, China
³ College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China

Received:2026-04-01 Revised:2026-08-19 Online:2026-10-15 Published:2026-10-31
Contact: *rqiu@cup.edu.cn。

摘要/Abstract

摘要：

为了深入探究石油化工产品运输风险因素的动态作用机理并制定风险控制策略，本文以石油化工产品运输风险为研究对象，基于2018—2024年86起典型事故案例，通过物理—事理—人理(WSR)方法论系统识别3个维度下的11项关键风险因素。采用网络层次分析法(ANP)计算各因素权重，明确因素间相互影响关系，运用系统动力学(SD)构建石油化工产品运输风险水平仿真模型，探究不同策略对风险水平的影响规律。结果表明：“物理—事理—人理”3个维度的干预策略均可有效降低石油化工产品运输风险水平。其中人理维度投入增加对风险水平控制效果最为显著；各影响因素中政府监管力度对石油化工产品运输风险水平影响最大；物理维度最优干预为增加应急设施投入，事理维度为强化政府监管，人理维度为提升作业人员操作技能。研究结论可为石油化工产品运输安全管理提供决策参考：建议政府完善法规标准并强化监管，企业合理配置3个维度的安全投入，重点加强人员教育培训与技能提升，降低石油化工产品运输系统风险。

关键词: 石油化工产品, 安全风险, 物理—事理—人理方法论, 网络层次分析法, 系统动力学

Abstract:

To investigate the dynamic mechanisms of risk factors in petrochemical product transportation and thereby formulate risk control strategies, this study takes petrochemical product transportation risk as its research object. Based on 86 typical accident cases from 2018 to 2024, the Wuli-Shili-Renli (WSR, i.e., physical-logical-human) methodology is adopted to systematically identify 11 key risk factors across three dimensions. The Analytic Network Process (ANP) is employed to calculate the weights of these factors and clarify their mutual influencing relationships, and System Dynamics (SD) is used to construct a simulation model of the risk level of petrochemical product transportation, so as to explore the effects of different strategies on risk levels. The results show that intervention strategies across all three dimensions—physical, logical, and human—can effectively reduce the risk level of petrochemical product transportation. Among them, increased investment in the human dimension has the most significant effect on risk control; among all influencing factors, the intensity of government supervision has the greatest impact on the risk level of petrochemical product transportation; the optimal intervention in the physical dimension is increasing investment in emergency facilities, in the logical dimension is strengthening government supervision, and in the human dimension is improving the operational skills of workers. The conclusions provide a decision-making reference for the safety management of petrochemical product transportation: it is recommended that the government improve regulations and standards and strengthen supervision, that enterprises rationally allocate safety investments across the three dimensions, and that they focus on personnel education, training, and skill enhancement to reduce the risk of the petrochemical product transportation system.

Key words: petrochemical product, safety risk, wuli-shili-renli systems methodology, analytic network process, system dynamics

中图分类号:

TE88
X937

吴军, 李锦昊, 黄宽, 江田汉, 刘春颖, 邱睿. 基于ANP和SD的石油化工产品运输安全风险分析与干预策略仿真研究[J]. 石油科学通报, 2026, 11(5): 1571-1582.

WU Jun, LI Jinhao, HUANG Kuan, JIANG Tianhan, LIU Chunying, QIU Rui. Safety risk analysis and intervention strategy simulation for petrochemical product transportation based on analytic network process and system dynamics[J]. Petroleum Science Bulletin, 2026, 11(5): 1571-1582.

https://sykxtb.cup.edu.cn/CN/Y2026/V11/I5/1571

图/表 17

参考文献 28

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序号	事故名称	事故原因	风险因素
1	2023宁夏银川富洋烧烤店“6·21”特别重大燃气爆炸事故	相关企业违法违规经营，有关部门履职不到位，作业人员专业知识不足。	W	设备合规性、应急设备投入
			S	政府监管力度、教育培训力度
			R	作业人员操作技能、负责人安全意识
2	2022安阳市河南宇天化工有限公司“1·5”较大爆炸事故	工作人员违规作业，企业安全生产意识淡薄，安全生产属地管理职责落实不到位。	W	设备合规性
			S	政府监管力度、企业监管力度、作业的合理性
			R	作业人员安全意识、负责人安全意识
3	2021沧州市南大港东兴工业区鼎睿石化有限公司“5·31”火灾事故	违规动火作业，非法储存，事故单位安全生产主体责任不落实。	W	设备合规性、防护设施投入
			S	政府监管力度、改为作业的合理性、企业监管力度
			R	负责人安全意识、作业人员操作技能、作业人员安全意识
…	…	…	…	…
86	2020沈海高速温岭段“6·13”液化石油气运输槽罐车重大爆炸事故	驾驶员超速驾驶，旋转式防撞护栏未按设计施工，不符合相关技术标准要求。	W	设备合规性
			S	教育培训力度、政府监管力度、作业合理性
			R	作业人员安全意识、负责人安全意识

序号	事故名称	事故原因	风险因素
1	2023宁夏银川富洋烧烤店“6·21”特别重大燃气爆炸事故	相关企业违法违规经营，有关部门履职不到位，作业人员专业知识不足。	W	设备合规性、应急设备投入
			S	政府监管力度、教育培训力度
			R	作业人员操作技能、负责人安全意识
2	2022安阳市河南宇天化工有限公司“1·5”较大爆炸事故	工作人员违规作业，企业安全生产意识淡薄，安全生产属地管理职责落实不到位。	W	设备合规性
			S	政府监管力度、企业监管力度、作业的合理性
			R	作业人员安全意识、负责人安全意识
3	2021沧州市南大港东兴工业区鼎睿石化有限公司“5·31”火灾事故	违规动火作业，非法储存，事故单位安全生产主体责任不落实。	W	设备合规性、防护设施投入
			S	政府监管力度、改为作业的合理性、企业监管力度
			R	负责人安全意识、作业人员操作技能、作业人员安全意识
…	…	…	…	…
86	2020沈海高速温岭段“6·13”液化石油气运输槽罐车重大爆炸事故	驾驶员超速驾驶，旋转式防撞护栏未按设计施工，不符合相关技术标准要求。	W	设备合规性
			S	教育培训力度、政府监管力度、作业合理性
			R	作业人员安全意识、负责人安全意识

维度	因素	编号
物理维度	设备合规性	W1
	防护设施投入	W2
	应急设施投入	W3
事理维度	政府监管力度	S1
	企业监管力度	S2
	教育培训力度	S3
	作业合规性	S4
	应急处置	S5
人理维度	作业人员操作技能	R1
	负责人安全意识	R2
	作业人员安全意识	R3

维度	因素	编号
物理维度	设备合规性	W1
	防护设施投入	W2
	应急设施投入	W3
事理维度	政府监管力度	S1
	企业监管力度	S2
	教育培训力度	S3
	作业合规性	S4
	应急处置	S5
人理维度	作业人员操作技能	R1
	负责人安全意识	R2
	作业人员安全意识	R3

一级指标	一级指标权重	影响因素(二级指标)	局部权重	全局权重
W	0.264	设备合规率	0.424	0.112
		防护设施投入	0.267	0.070
		应急设施投入	0.310	0.082
R	0.244	作业人员操作技能	0.500	0.122
		负责人安全意识	0.063	0.015
		作业人员安全意识	0.437	0.107
S	0.492	政府监管力度	0.333	0.164
		企业监管力度	0.085	0.042
		教育培训力度	0.035	0.017
		作业合规率	0.405	0.199
		应急处置	0.140	0.069

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变量	因变量	SD方程
状态变量	风险减少总量	0.244×R维度作用量+0.492×S维度作用量+0.264×W维度作用量
速率变量	S维度作用量	0.333×政府监管力度+0.035×教育培训力度+0.140×应急处置+ 0.405×作业合规率+0.085×企业监管力度
	W维度作用量	0.310×应急设施+0.424×设备合规率+0.267×防护设施
	R维度作用量	0.437×作业人员安全意识+0.500×作业人员操作技能+0.063×负责人安全意识

方案	各维度投入比
方案	物理维度	事理维度	人理维度
初始状态	0	0	0
方案1	1	1	1
方案2	2	1	1
方案3	1	2	1
方案4	1	1	2

干预措施	干预结果	初始结果	影响幅度/%
设备合规率+10%	0.439	0.509	13.752
防护设施投入+10%	0.477	0.509	6.287
应急设施投入+10%	0.423	0.509	16.896

干预措施	干预结果	初始结果	影响幅度/%
应急处置+10%	0.461	0.509	9.430
作业合规率+10%	0.491	0.509	3.536
教育培训力度+10%	0.446	0.509	12.377
企业监管力度+10%	0.467	0.509	8.251
政府监管力度+10%	0.349	0.509	31.434

干预措施	干预结果	初始结果	影响幅度/%
负责人安全意识+10%	0.449	0.509	11.788
作业人员安全意识+10%	0.431	0.509	15.324
作业人员操作技能+10%	0.417	0.509	18.075

专家编号	所属单位类型	专业研究领域	职称/职务	从业年限	学历
E1	高校	管理科学与工程	教授	18年	博士
E2	高校	管理科学与工程	教授	15年	博士
E3	研究院	运筹优化	研究员	17年	博士
E4	研究院	风险管理、决策科学	副研究员	23年	博士
E5	企业	化工安全	高级工程师	32年	本科
E6	企业	化工安全与环保	高级工程师	17年	硕士
E7	企业	化工安全	高级工程师	15年	本科
E8	企业	化工机械、安全技术管理	高级工程师	18年	本科
E9	企业	化工安全	高级工程师	35年	大专

判断矩阵	CR (一致性比例)	检验结果 (CR<0.1)	判断矩阵	CR (一致性比例)	检验结果 (CR<0.1)
物理维度	0	合格	负责人安全意识 (事理维度)	0	合格
人理维度	0.037	合格	作业人员安全意识 (物理维度)	0.037	合格
事理维度	0.052	合格	作业合规率 (事理维度)	0	合格
设备合规率 (事理维度)	0.082	合格	教育培训力度 (人理维度)	0	合格
应急设施投入 (事理维度)	0	合格	教育培训力度 (事理维度)	0	合格
作业人员操作技能 (事理维度)	0	合格	政府监管力度 (人理维度)	0	合格
负责人安全意识 (物理维度)	0.018	合格	政府监管力度 (事理维度)	0.052	合格

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