第 1 章 绪论

1.1 研究背景

虽然我国消防安全工作近些年来取得了良好的成绩，总体发展速度较快，但是对比而言仍然是明显落后于发达国家，尚未真正实现消防工作的现代化，我国社会抵抗与处理意外事故的水平仍然偏低，重特大火灾事故时有发生，消防工作所面临的形势并不乐观。我国公安部消防局统计发现，我国在 2015 年发生的火灾事故达到 33.8 万件，其中，伤亡人数达到 2854 人，死亡人数达到 1742 人，受伤人数为 1112 人，为我国带来巨大经济损失，仅直接损失便达到 39.5 亿元。同比去年，火灾次数下降 14.5%，死亡人数下降 4%，受伤人数下降 26.5%，造成财产损失下降 16%。但从数据显示来看，火灾形势并不乐观。火灾事故不仅为国家带来严重的经济损失，而且还会造成人员伤亡，所以全球几乎所有的国家都高度重视消防安全工作，希望通过消防安全管理工作来降低火灾风险，从而有效消除火灾带来的经济损失和人员伤亡。可是，消防安全工作具有“预防为主，防消结合”的特征，很多企业并没有形成良好的消防意识，导致这些企业缺乏自主消防安全投入观念，认为消防工作应该由消防安全部门负责。还有的企业认为，消防安全投入越多，企业所获得的经济效益就会越高，但过量的投入不仅未达到企业的预期结果，同时使企业安全投入成本增加[1]。众多原因影响着我国企业消防安全问题，由此可见，消防安全投入缺乏合理性是导致消防安全工作出现诸多问题的一大原因。

近些年来，社会生产力有了很大提高，很多企业纷纷扩大生产规模，其中化工企业在生产所需要的原材料中可燃有机物所占的份额不断增大，生产方法多种多样、生产工艺高参数，加上化工企业大部分生产本身又伴随着化学反应的特点，决定了化工企业具有较大的火灾隐患。近年来，多起化工企业意外爆发事故吸引了大量的目光，引起了全国的关注。化工行业作为国内支柱产业之一，对国家的发展影响巨大。事故的发生不但会使企业遭受巨大的经济损失，也会影响社会的安定生产。随着全国经济的迅速发展以及 HSE(安全、健康、环境)管理体系的全面推行，企业的安全意识在不断提高，尤其更加重视安全投入方面。化工企业生产中所用的原材料和生产产品很多具有易燃、易爆、高温、高压的特点，这是化工行业被列为高危行业的原因之一。化工企业在生产过程中存在着大量的消防安全隐患，任何装置缺陷、管理疏漏、操作不规范等，都有可能造成火灾事故。
随着经济的发展，化工生产不仅在工业中占有十分重要的位置，而且在居民日常生活中也发挥着重要作用。化工企业生产中时常会应用到一些有毒、易爆、易燃或者具有强腐蚀性的材料，而且生产化工产品过程中一般会伴随着一系列的化学反应发生，

所以化工产品在生产、储存以及运输过程中如果出现任何的疏忽，非常容易导致爆炸、放射、火灾以及中毒等意外灾害出现，而且一旦出现意外灾害，会对社会产生很强的危害。化工企业意外灾害事故所产生的危害主要包括三个方面：第一，企业遭受重大财产损失，导致工作人员受伤或死亡；第二，由于化学原料常常具有易燃、易爆等特点，一旦发生火灾事故，火势蔓延速度快，事故现场极为复杂，救援工作很难实施，而且救援人员出现伤亡的可能性比较大；化工企业发生火灾后，化学原料很容易污染当地环境，出现水污染、空气污染等情况[2,3]。因此，化工企业的消防安全问题重于泰山，全社会都必须高度关注化工企业的消防安全工作。化工企业消防安全工作中要增加投入，保证企业的安全生产经营，为企业创造安全的生产环境，提高企业安全效益。

最近几年，我国化工企业出现重特大火灾意外事故的频率不断增加，并对整个社会产生严重影响，这要求化工企业高度重视消防安全工作，增加消防安全投入，可是仅仅加大消防安全投入是不够的，合理对消防安全进行投入，以最小的投入成本，预防火灾的发生，获得企业最大收益是企业应该关注的问题，研究企业消防安全投入优化配置就成为当前必须研究的课题

1.2 研究目的及意义

1.2.1  研究目的

化工企业一旦发生火灾，会产生严重的危害，因此企业需要关注消防安全投入。本文不仅分析了消防安全投入结构，阐述了安全投入优化原则，建立最低安全成本和最大安全度为双目标的优化模型，从而为企业的消防安全投入优化提供了相应的量化
标准，为化工企业消防安全投入决策提供了重要依据。企业的最终目的是在安全生产的前提下以最少的投入换取最大的产出，因而学界深入研究如何使企业的安全投入与经济效益之间保持平衡状态，如何实现最佳消防安全投入的问题具有重要现实意义。
1.2.2  研究意义
企业对消防安全投入资金的多少会对企业经济产生影响。企业日常生产与消防安全投入都会对经济产生影响，可是二者的本质存在很大的差异。企业日常生产会使企业资产增多或者减少，而消防安全投入对经济产生的影响却并非如此。消防安全投入能够保证企业的日常经营的安全，使企业能够顺利进行日常经营活动，消除火灾事故发生的可能，进而减少遭受经济损失的可能，实质上这种行为也为企业间接带来经济效益[6]。
改革开放以来，国家政策逐渐放开，大多化工企业发展迅速，可是这些企业一方面表现出蓬勃发展的景象，另一方面却也暴露出一些不适应的问题，安全生产问题便是其中之一。化工企业安全事故不仅为企业、政府以及社会带来严重的损失，而且也造成一定的人员伤亡，之所以会出现惨重的安全事故，主要原因不仅在于化工企业缺乏有效的火灾防范措施和应急预案，没有正确处理紧急意外事故，而且也在于化工企业高层管理者缺乏强烈的消防安全意识，片面重视企业生产，却忽视消防安全投入等，以至于发生火灾意外事故[7,8]。不仅如此，化工企业应增加消防安全投入，企业应该认识到，消防安全投入与所获得的经济效益之间并不是严格的正比例关系，因此，企业应该全面考虑如何合理分配有限的资金，如何使消防安全投入与生产投入保持均衡状态。如果化工企业管理者没有对这一问题形成正确的认识，就会使企业资金得不到有效利用，甚至为企业的日常生产带来一定的安全隐患，而企业的未来发展必然会受到严重影响。从当前来看，化工企业是火灾事故的多发地，因此化工企业必须高度重视消防安全投入。本文针对化工企业消防安全生产投入以及相关因素展开研究，要求化工企业应形成消防安全生产意识，尤其要在日常生产活动中重视消防安全；增加消防安全投入，企业消防安全投入与追求最大化利润之间并不是对立关系，而是互相促进互相影响关系，消防安全投入有利于减少火灾事故，从而减少相应的经济损失，由此降低了化工企业生产经营风险成本，企业因此能获得更大的收益[9]。合理规范的消防安全投入对预防火灾爆炸事故是十分有必要的。合理的消防安全投入能有效降低对于生产中的各种可能发生的危险。合理的消防安全投入规范是一份非常有说服力和借鉴作用的辅助工具，对化工企业安全生产的意义十分重大[10]。

化工企业深入研究消防安全投入，可以使企业获得更大效益，尽可能降低发生火灾的可能性，减少因火灾导致的经济损失以及人员伤亡等。本文首先对化工企业消防安全投入现状做了分析，指出了化工企业在消防投入中暴露出的问题，并以此为基础通过专家打分选取消防安全投入的五项主要投入项，阐述了消防安全投入优化原则，这为化工企业增加消防投入指明了正确的方向，同时也为优化消防安全投入提供了相应的依据。根据灰色理论对消防安全投入和效益进行分析，客观的对投入指标进行优化排序，使化工企业有合理的消防安全投入目标。拟合安全度与事故损失和安全投入的函数关系，建立最小安全成本和最大安全度，便于化工企业合理进行消防安全投入，同时减少生产成本，有助于预防火灾，控制火灾等安全生产事故，提高了化工企业安全生产的可能性。

1.3 国内外研究综述

1.3.1  国内研究综述

我国研究企业消防安全的时间尽管并不早，可是已经取得了一定的成绩，主要表现在如下几点：一是研究范围广，研究领域涉及煤炭、建筑、石油等多个行业。如以封雨为代表的研究者对油田安全效益的量化展开了深入研究；二是研究方向多样化，不仅包括消防安全评价，而且包括消防安全投入等；三是研究方法多样化，常见的研究方法有模糊层次分析法、灰色关联度分析法等。在《化工企业消防安全》[11]这本书中详细阐述了化工企业在生产过程中存在的火灾风险以及爆炸风险，同时还针对意外灾害事故提出了防火防爆管理方法和风险防范措施。可是，这些研究成果偏重于企业生产、储存和运输环节，专业性比较强，大众很难接受。不仅如此，从化工企业规模来看，大部分研究都以中小型化工企业为研究对象，所以关于中小型化工企业消防安全投入的研究成果数量较多。大部分研究者都是从消防安全管理的角度来研究化工企业消防问题，很少针对消防安全投入问题展开深入研究。从当前来看，我国关于消防安全投入的研究数量相对较少。罗云等（1999）详细分析了安全成本、安全效益以及事故损失等问题，所取得的研究成果可以适用于消防安全领域。崔效敬（2001）提出，企业消防安全投入的主要特征是超前性，消防投入的超前性是维持企业正常运转的基础，也只有这样才能有效减少火灾事故损失，减少人员伤亡[12]。段耀勇（2005）认为企业的消防安全投入涉及诸多领域，它包括消防安全监督投入，也包括消防设施投入等，消防安全投入可以为企业的正常生产提供正常的秩序，更重要的是，它可以保障员工生命权与健康权的实现[13]。艾志钢（2010）认为，企业的消防安全投入可以划分为两部分，一是安全管理成本，二是安全技术成本，消防安全投入属于固定支出的范畴。企业应该重视消防安全投入，如消防安全监督、安装和维护消防设施器材、重视安全管理等[14]。赵庆平、杨龙君（2014）首先对色会消防安全管理机制展开研究，然后以此为基础分析了企业在消防安全管理中暴露出的问题，并提出要构建社会消防安全诚信体系和消防产品质量长效机制，颁布实施网格化消防管理制度，与此同时，还要在实践中严格落实单位片组管理模式等[15]。陈俊（2007）针对消防安全投入与经济效益之间的关系展开分析，然后阐述了企业增加消防安全投入的必要性和意义，提出当消防安全投入的边际成本等同于边际效益时，企业获得的安全投入效益达到最佳状态。除此之外，研究者还剖析了当前我国消防安全投入不足的原因，针对投入不足探讨了相应的解决办法[16]。权莉（2012）将消防经济学理论和重庆市的实际情况结合在一起，并对重庆市中小企业消防投入中暴露出的不足展开深入分析，并提出了有效解决策略。祝志川（2014）用经济学理论论证消防投入的不足，并与消防安全投入影响因素相结合，阐述了企业增加消防安全投入的重要价值，认为企业应重视消防安全投入。李园（2007）采用回归法动态化分析了煤炭企业安全成本趋势，认为企业安全投入与安全保障度之间存在特定的函数关系，并通过建立相应的模型提出了优化煤炭企业安全成本的若干建议，即安全保障度一定，使安全成本最小，或者安全成本一定，使安全保证程度最优。

我国有越来越多的学者投身于化工企业消防安全投入研究，不仅研究范围更广，研究方法也有明显的进步。王健（2015）构建了化工企业消防安全评价体系，用多级可拓评价方法对化工企业消防安全进行评价[17]。马川川（2012）分析了煤矿安全投入的影响因素，阐述了灰色关联度分析法，并详细分析了矿山企业事故伤亡影响因素，最后还用 C 程序语言对某一具体矿山进行安全投入方向的实现[18]。艾志刚（2010）阐述了安全投入的内容，包括预防性投入、控制性投入，并对我国企业消防安全投入现

状进行了分析[19]。陈君超（2016）从化工企业自身特征出发，阐述了化工企业消防安全中暴露出的问题，如化工企业不重视消防安全工作、忽视消防管理、缺乏完备的消防装备、消防管理落不到实处，针对这些问题提出了化工企业消防安全的有效对策[20]。朱佳昌（2016）从企业人员消防安全意识、企业管理体系和生产设施建设三个方面对化工企业消防安全管理策略进行了探讨[21]。杨鹤（2010）分析了大型化工企业消防安全投入存在的问题，并对消防安全投入最优化含义进行了详细的介绍，结合安全经济学理论对企业消防安全投入做了定性分析，不仅指明了最佳消防安全投入点，而且分析了消防安全投入指标，建立了消防安全投入最优化数学模型，此模型是针对大型化工企业的，并不适用于所有化工企业消防安全投入优化分析[22]。马保（2014）结合DEA 方法的基本思想和基础模型，用 DEA 方法对我国化工企业投资效率进行分析[23]。石稳稳（2010）以马尔可夫理论为补充，利用灰色系统理论建立煤矿职工负伤率 GM（1,1）预测模型，并运用灰色关联度分析各项投入对事故损失的影响程度，根据影响程度提出了有效安全措施，保证了安全投入决策的制定和实施[24]。芳华（2009）针对煤矿企业安全成本的构成要素展开深入分析，并确立了安全成本与安全保真度关系模型在安全成本理论中的基础性地位，认为安全成本与构成要素之间存在特定的函数关系，并以此为依据引入了道格拉斯生产函数，建立了煤矿企业安全成本优化模型[25]。邢媛媛（2010）构建了煤炭企业安全生产成本指标体系，利用 STATA 软件对安全投入、事故损失以及安全成本与安全保障度进行了拟合分析，从而得出拟合方程以及相应的拟合曲线，使量化安全保障度成为可能[26]。何光辉（2011）等人针对我国石油化工企业安全状况，构建了人力、物力、财力、信息 4 个二级指标以及 24 个三级指标，健全完善了安全投入指标体系[27]。袁松如（2016）定义及辨析了消防经济学较为常用的概念，并根据各自特点论述了相关基本原理和原则。重点阐述了消防安全度的概念，解析了消防投资、成本与利润、利息的关系[28]。
在我国的消防学术界，关于当前的消防机制以及消防机制与市场经济是否适应的研究数量相对较多，可是关于消防安全投入的研究成果却十分有限，仅有的一些研究也只限于消防安全责任主体缺乏安全意识，无法主动承担起消防安全责任以及不能严格落实消防安全措施等方面。无论从宏观角度来分析，还是从微观角度来分析，关于化工企业加强消防安全投入的研究不仅数量少，而且缺乏系统性和权威性，当前的研究成果并没有明确界定出化工企业消防安全投入的内涵，也没有合理的方法和标准来量化化工企业消防安全投入产出的内容，另外，关于消防安全生产对实现企业经济效益、火灾事故对国家和社会的影响等方面的研究缺乏相应的理论基础，而且研究过程缺乏科学性[30-33]。国内外研究很少涉及政府部门对化工企业增加消防投入的激励政策和措施，引导化工企业关注消防投入以及增加消防安全投入对化工企业经济效益的影响等内容。国外研究者曾经对价值分析法、判定原理法以及期望损失工作日法等投资

方法展开研究，可是这些方法不足以解决化工企业在消防安全工作中出现的全部问题，也很难完全解决消防安全投入不合理的问题[34]。从当前来看，我国化工企业并没有明显改善消防安全投入问题，所以针对化工企业合理化的消防安全投入展开研究具有很强的现实性。
1.3.2  国外研究现状
消防安全是安全必不可少的组成部分，更是最重要的组成部分。对化工企业来说消防安全更为重要，化工行业的生产原料以及成品大多具有易燃、易爆的性质，如果在管理上稍有疏忽就会引发火灾事故。因此，化工企业必须高度重视消防安全问题，对化工行业发展水平较高的发达国家来说，这些国家已经将消防安全工作纳入化工领域。特别是从上世纪 90 年代开始，很多发达国家都不约而同地认为，消防安全问题与社会稳定以及经济发展的快慢之间存在直接的关系。如美国，包括欧盟一些国家已经在化工领域制定了消防安全管理体制，并且在实践中严格落实这一体制。消防安全管理体制不仅包括消防应急救援系统，同时也包括消防安全法规等。发达国家从事化工消防安全工作的部分专家也对这一问题展开了相应的研究，G.Ramachandran（1998）在其书中指出，实例验证成本效益分析和消防系统理论方面必须被应用于其他有关经济问题中，主要由防火保护措施、消防设施、消防宣传以及消防作业防火措施等几部分组成。为了实现最大化组合成本效益，应该全面考虑以上措施之间的关系[35]。Johan Lundin（2005）认为要构建完善的质量保证体系，对火灾质量控制体系的研究要从质量的角度分析[36]。Mena Bebawy（2011）提出，应该颁布实施有效的、多样化的、具有可操作性的措施来控制火灾事故。当构建起完善的火灾控制体系，才能减少火灾事故的发生[37]。Yuji Sato（2011）在研究化工厂的消防安全基础之上，确定了更加合理的预算分配方案，同时还提出了相关建议，从而减少了风险发生的可能性，提高了预算分配效率[38]。Alvarez A（2013）认为增加消防安全投入的同时应该消除其中的一些问题，这些问题主要表现为两种类型：第一，技术问题以及影响经济效益的问题；第二，可能会对经济利益产生影响的政治因素[39]。上世纪 80 年代后期，来自意大利的Andreoni  搭建了职业安全卫生费用模型。Kenneth.H 利用风险地图技术针对企业投资决策过程中出现的问题展开了研究。最近一些年，有学者针对消防安全投入决策展开研究，并提出了安全投入应低于事故减少价值的观点。尽管研究者提出了判定原理法、价值分析法等多种研究方法，可是这些方法并不能完全解决实践中的全部问题，尤其是对解决安全投入与经济效益之间的问题的效果并不明显。

1.4 研究方法、研究内容及技术路线

1.4.1  研究方法

 本文采用了文献研究法、理论分析法等，并采用了定量与定性相结合的分析方法，阐述了企业消防安全投入的构成、当前存在的问题，并对安全投入的优化原则分析，就如何优化企业的消防安全投入配置，建立了最低安全成本和最大安全度的双目标优化模型。与此同时，本文全面分析了消防安全投入与效益之间的关系，本文分析问题时从经济学角度展开，在分析化工企业消防安全投入与安全效益的灰色关联度的基础上，建立以最低安全成本和最大安全度为双目标的优化模型，通过 Matlab 计算得出目

 标模型的优化解，同时合理对各项投入进行分配，为提高企业效益提供了可能。
 1.4.2  主要研究内容
 本文不仅详细阐述了化工企业消防安全投入现状、消防安全投入优化原则，而且还搭建了消防安全投入模型以及最低安全成本和最大安全度的双目标优化模型，同时还制定了消防安全投入优先顺序，合理分配了化工企业消防安全投入。下面所示为文章结构安排。
第一章：绪论。主要阐述了本研究主题的背景、意义以及目的，简要论述了本文的研究流程，搭建起系统的研究内容框架。
 第二章：化工企业消防安全投入现状和构成。本章详细阐述了化工企业在消防安全投入中出现的问题，同时还明确界定了消防安全投入的概念，阐述了其中的特征，介绍了消防安全投入的基本构成，对消防安全投入的五项主要投入项进行阐述，并将五项主要投入项作为本文的研究基础。
第三章：化工企业消防安全投入优化分析。在分析消防安全投入科学性的基础上，根据安全成本函数以及效益函数等理论，采用定性分析法描述了企业消防安全投入，同时还界定了企业消防安全优化的定义及原理。并对优化方法进行选取。
第四章：化工企业消防安全投入优化模型的建立。本章首先阐述了消防安全保障度的概念，分析安全保障度和安全投入之间的关系，然后还搭建了消防安全投入优化模型，分析了企业消防分项安全投入与安全效益的灰色关联度，以灰色关联度的结果作为优化模型的一个约束条件，将定性的关系定量化，通过分项安全投入与事故损失的函数拟合和分项安全投入与安全度的函数拟合，建立以最低安全成本和最大安全度为双目标的优化模型。
第五章：化工企业消防安全投入优化配置案例分析。对案例进行分析，证明在分析安全投入与安全效益的灰色关联度的基础上，在有限的事故损失投入的基础上，通过建立最低安全成本和最大安全度为双目标优化化工企业消防安全投入具有可行性。
第六章：结论与展望。
1.4.3  技术路线

资料搜集
 化工企业消防安投入现状及构成
 化工企业消防安全投入优化分析
 建立化工企业消防安全投入优化模型灰色理论 关联度分析分项安全投入与事故损失的函数拟合

Matlab 计算 双目标优化模型
案例分析
分项安全投入与安全度
的函数拟合

结论与展望

图 1.1   技术路线图

Fig.1.1 Technology Roadmap

1.5 创新之处

用灰色关联度分析法，在分析化工企业消防分项安全投入与安全效益的灰色关联度的基础上，拟合安全投入与事故损失和安全度的函数关系，建立了以最低安全成本和最大安全度为双目标的优化模型，通过 Matlab 编程解决建立的非线性化模型，使模型可以在满足安全水平的条件下使有限的安全投入产生最佳效益，这有利于化工企业制定最合理的消防安全投入决策。

1.6 本章小结

本章阐述了论文选题的目的和意义，介绍了消防安全在国内外的研究现状，进而提出了本文的研究目标，确定了本文主要的研究内容和技术路线。

第 2 章 化工企业消防安全投入的现状及构成

2.1 化工企业消防安全投入的基本概念与主要特征

2.1.1  企业消防安全投入

 学者段耀勇（2005）研究认为，企业的消防安全投入涉及多个方面，不仅包括消防安全教育投入、购买消防设施支出，还包括安全消防设备的维护费用支出、消防前期预防投入等。企业进行消防安全投入，为企业的正常生产提供必要保障，保证企业工作人员生命权与健康权的实现，使企业获得更多的效益。消防安全投入蕴含着很大的价值，事实上企业的消防安全投入属于有目的的前期投入，它不仅能有效减少火灾事故发生，而且还能最大限度地降低火灾事故带来的经济损失和人员伤亡[40]。
2.1.2 化工企业消防安全投入构成主要特征
 化工企业消防安全投入构成能够对企业消防安全管理工作完成得好坏产生直接影响，化工企业消防安全投入要科学化、合理化，否则就难以实现企业预期目标。企业消防安全投入构成具有五种特征：
（1）强制性特征
 化工企业的消防安全投入时不但要全面考虑自身生产经营状况，而且要考虑相关法律法规，这样才能使化工企业消防安全布局以及各项标准达到我国消防法规的要求。化工企业应该依照消防法律法规来适当增加消防安全投入，保证消防安全工作落到实处[41]。
（2）公益性特征
 从化工企业本身来看，化工企业消防安全直接关系到企业的健康发展，从社会层面来分析，化工企业消防安全直接关系到社会的稳定以及生命财产的安全。化工企业消防安全工作具有公益性，首先，有利于维护企业员工的生命权和健康权，使企业能够健康、稳定发展；其次，有利于维护社会正常的经济秩序，对社会的长远发展具有促进作用。
（3）前瞻性特征
 化工企业之所以增加消防安全投入，主要是为了避免或减少事故的发生，企业定期或不定期的根据企业自身生产特点对企业内部存在的消防安全隐患的进行检查，根据检查结果增加消防安全投入，这样才能有效减少事故的发生，甚至能完全制止潜在发生的火灾事故。前瞻性的消防投入能够为企业的正常运行提供重要保障，使企业发生火灾事故的可能性降低到最低水平，从而减少火灾事故损失和人员伤亡。
（4）多样性特征
 化工企业消防安全投入表现出多样性特征：首先，包括购买消防设施、维护和维
 修消防设施等方面的投入；其次，包括消防技术投入，如创新消防科学技术、变革相

关技术等产生的投入；最后，包括员工消防安全行为培训投入、宣传消防知识投入等。只有让企业员工树立良好的消防安全观念，增强消防安全技术能力，才能保证在发生火灾事故时，员工能够冷静对待，及时从事故场地逃脱[41]。
（5）效益隐蔽性特征
 化工企业从自身生产实际情况出发，有效、合理的进行消防安全投入，能够有效的排除内部火灾隐患，使火灾风险保持在最低水平。不仅如此，也有利于减少生产中的人员伤亡，降低了企业经济损失。正是因为消防安全投入具有前瞻性特征，所以才能及时消除各种火灾隐患，事实上，如果没有发生火灾事故，企业消防安全投入的效益很难直观显现出来，所以很多人并不能正确认识到消防安全投入能够增加企业收益。

2.2 化工企业消防安全基本现状

2.2.1  存在问题分析

 随着我国市场经济体制越来越完善，化工企业在发展过程中拥有了更多的自主权，它们在市场中发挥着主体作用，具有自主经营、自负盈亏的特征。尽管很多化工企业开始认识到消防安全投入的重要性，可是消防安全工作中却仍然暴露出一些问题：
（1）消防安全投入数量较低
 企业的最终目的是获得最大化效益，因而企业通常会重视产品质量、产品价格等与市场竞争力直接相关的因素，可是却并不重视消防安全问题，很多企业并没有看到消防安全导致的企业财产损失、人员伤亡、信誉度降低等问题。大部分企业只重视直接效益因素，而且消防工作实行“预防为主，防消结合”的原则，并在实践中严格落实责任人制度，因此如果企业的管理者忽视消防安全投入，操作人员缺乏应有的安全管理技能，就非常容易发生火灾事故[42]。
（2）消防安全投入收益不明显
 有些企业尽管认识到消防安全工作的重要性，并重视消防安全投入，可是却以为投入与所获得的收益之间呈正比例关系，认为越是增加消防安全投入，所产生的安全效果就会越明显，而所获得的收益也就约突出。因而，这些企业常常在没有制定投入计划的情况下便胡乱投入，造成企业重视消防安全的假象，尽管这种做法确实在一定程度上增加了企业效益，可是安全管理效果并不明显。由此可见，如果消防安全投入不合理，不仅会造成企业成本的增加，而且也会降低企业资产的利用效率，尤为需要指出的是，这种做法很难真正发挥消防安全投入的应有作用，无法将安全隐患及时扼杀在摇篮之中。
（3）消防安全投入缺乏合理性
 有些化工企业并没有全面认识自身的消防安全投入结构，无计划、摸索着投入，没有整体和细节上的规划，一味的对企业消防某一指标增加资金投入，认为其他方面的投入可有可无。举例来说，过于重视消防知识宣传教育投入，可是却不舍得购买新的消防安全设备，这种错误做法无疑增加了消防安全隐患[43,44]。

 我国很多学者从“投入不足”，“投入过量”这两个方面针对化工企业消防安全工作展开研究，可是关于化工企业消防安全投入的内涵、特征、结构等方面的研究，以及消防安全投入对企业、社会的重要实践意义方面的研究并不多。总之，我国学界关于化工企业消防安全投入的研究并不够系统，而且很少研究者针对优化化工企业消防安全投入问题展开研究。
2.2.2  问题形成根源分析之所以产生以上问题，主要源于五种原因：一是企业消防规划落后于经济发展速度；二是企业数量增长较快，但消防监督力量较弱；三是消防安全教育培训不及时；四是正常申报审批较慢；五是生产管理经验丰富，但消防法制观念的加强落后，具体分析如下：
（1）企业的经济发展速度，但消防规划落后
 化工企业相比较其他企业来说，对消防安全问题更加重视，但有的化工企业消防安全规划落后企业的发展速度。根据相关法律法规，企业消防安全规划应该具有前瞻性，而且企业在生产过程中要重视消防设备的维护和更新，同时要根据生产实际情况以及消防安全工作的需要及时扩建、改建车间、厂房。可是从现实来看，部分化工企业却并不重视消防安全设计，甚至会在没有验收合格的情况下便擅自使用。尽管企业规模有所扩大，生产环境也得到明显改善，可是却不能及时更新消防安全设备，也很少向公安机关消防机构提出申报，要求消防安全机构对自身的消防安全设施进行验收，结果导致火灾事故发生的可能性大大增加。
（2）企业数量增长较快，但消防监督力量较弱
 近年来，化工企业的数量呈现不断增长的趋势，而且部分企业规模不断扩大，可是公安机关消防机构的监督力度却没有随之加大，通过调查研究可知，公安机关消防监督人员的数量没有随着企业的增多而增多，导致消防监督力度非但没有增加，相反却出现减弱的趋势。另外，由于人事的调整，公安机关消防监督队伍并不稳定，全面了解和掌握化工企业是否存在安全隐患的消防监督人员的数量有限，导致不能及时发现化工企业的消防安全隐患。
（3）消防安全教育培训滞后
 企业消防安全工作中最重要的环节之一是消防安全教育培训工作，同时，消防安全教育培训也是企业消防安全管理的重要组成部分。可是从现实来看，大部分化工企业根本不培训员工消防安全知识，也很少举行消防演练活动，一旦发生火灾事故，人员伤亡数量肯定不会降低。如今，化工企业扩大了生产规模，企业员工的数量也随之增加，化工企业只有重视消防安全培训工作，才能增强员工的消防安全知识和能力，

才能在火灾事故中不慌乱，才能防止火灾蔓延，保证员工生命安全。化工企业要组织员工的消防安全教育培训活动，引导和鼓励员工积极学习消防安全知识[45]，全面提升员工消防素养。需要指出的是，企业尤其要对新员工开展消防安全教育培训活动，为车间的安全生产提供重要保障。
（4）正常申报与审批手续繁复 
消防审批流程存在诸多问题，如审批要求过于严格，审核手续复杂，审核流程繁琐，同时也有时间期限。企业在建立初期投入大量成本，在以尽早能看到效益为基础的前提下，大部分企业对这些严格的要求和法定的时间期限都自然会选择逃避，一旦建成就急于投入使用生产，把消防审批程序抛到脑后，或者延迟申报，事实上，现实中也曾经出现过不少尚未通过消防审核便发生火灾事故的案例。部分企业上报审批后，对消防审核过程中出现问题，却不能做到及时整改，导致无法及时消除消防安全隐患,为日后火灾事故的发生埋下了不安全因素[46]。不少化工企业的态度是经营后投入，对消防安全的投入等企业生产经营到一定程度时再进行，可是大部分企业不愿意在消防安全领域增加投入，再加上监管机构监督管理力度较弱，导致消防安全工作被很多企业抛之脑后。
（5）生产管理经验丰富，但消防法制观念落后从现实来看，尽管很多企业的管理者拥有较高的管理能力，可是却缺乏消防法制观念，没能真正认识到消防安全工作对企业安全生产的重要性。即便不得不组织员工学习消防法律知识，可也只是在监管机构检查之前才进行，上至高层管理者，下至普通员工，都不重视消防法律知识的学习，甚至很多企业不了解消防安全隐患具体存在于生产过程中的哪些环节，就更不要说采取有效措施来消除消防安全隐患了，这为企业消防安全工作带来了很大的难度，一旦消防安全隐患转变为火灾事故往往会产生严重的危害，甚至为整个社会带来无可挽回的损失[47]。

2.3 化工企业消防安全投入构成

2.3.1 化工企业消防安全投入的基本构成

 针对消防安全投入构成展开深入研究，不仅有利于提高各种资源的利用效率，而且有利于增强消防安全投入效益。按照消防目的，可以将安全投入分类方法划分为不同的类别。
通过借鉴发达国家的先进经验，并与国内外消防安全专家的研究成果相结合，我们将消防安全投入划分为主动投入与被动投入两种类型，前者属于预防投入，后者属于事故投入。企业在购买消防安全设施方面的投入属于建立安全生产条件的费用，这部分投入对企业是否实现安全生产具有决定作用，所以企业建立安全生产条件的投入也被称之为本质安全化投入。这部分投入常常表现为一次性投入，可是却能换来长期的收益，由此可见，这部分投入在企业安全生产中发挥着重要的作用。针对火灾发生后的一系列投入为事故投入，这项投入是不可控的，因此也称为被动投入。

 （1）前期投入
 消防安全投入包括一般投入项、深入研究项和强制研究项三类。按 MIL-STD-882D的定义，风险是一种可以反映发生事故的可能性与严重程度的指标。如果从火灾风险角度来分析，消防安全投入的真正价值在于减少企业发生火灾的可能性，降低火灾损失。消防安全投入要合理化、科学化，这样才能在最大程度地降低火灾风险的同时保证企业能获得最大化利益[49]。但在考虑成本和效益的基础上安全投入没有必要无限增加，而是应该寻找最佳投入量，也就是说要在有效安全投入的基础上保证企业获得最大化经济效益，即寻找最优投入点。
通常来讲，化工企业系统主要包括人、机、管理和环境四部分，从本质安全管理原则出发，可以将化工企业消防安全投入划分为人、机、管理和环境四方面的投入。第一，人的投入包括劳动保护投入、工伤保险投入以及教育培训投入等；第二，设备投入包括采购消防安全设备、维护和更新安全设备等；第三，管理投入包括制定安全制度投入以及日常安全监督管理投入等；第四，环境投入指的是营造安全的自然环境和生产环境等方面的投入。
消防安全投入属于固定投入的范畴，它由消防安全管理投入和消防安全技术投入两部分组成。首先从管理成本来看，包括运营和管理消防安全设备、监督和管理消防安全，还包括向消防安全施的检查、维护以及组织培训活动等方面的支出；从技术成本来看，它包括建设消防安全设施以及购买消防安全设备等方面的支出。
（2）事故损失部分
 损失性安全成本指的是由于遭受意外事故而引发的全部损失，既包括经济损失，也包括人员伤亡损失。根据不同的表现形式，可以把损失性安全成本统一划分成四个类型，具体可见图 2.1 所示：

图 2.1  损失性安全成本构成图

Fig 2.1 Loss of security costs composition

可列出的直接经济损失：主要有两个方面，一个是事故导致的直接财产损失，另一个则是在事故处理过程中所形成的费用。前者涉及到了设备、产品、工具、材料以及设施等方面出现的损失；而后者则是涉及到了事故处理费、救助费、抚恤金、治疗费以及丧葬金等，还有因事故而需要支付的诉讼费、违约金以及行政处罚金等。可列出的间接经济损失：主要有员工招聘、人员安置以及教育培训等方面的费用支出。隐藏的直接经济损失：主要有相关资源以及组织生产等方面的损失。隐藏的间接经济损失：主要有企业外部声誉受损、客户订单数量减少以及生产效率下降等。
2.3.2 消防安全投入五项主要投入项通过 对化工企业消防安全投入分析 ，根据 现实中化工企业消防安全投入情况 ，查阅资料，结合《企业安全生产费用提取和使用管理办法》，可将化工企业消防安全投入分为五项主要投入项，具体如下：

（1）安全技术服务投入：企业消防安全技术服务主要包括 技术指导、技术培训、技术引进方面 的投入。消防安全培训投入 包括为了提高相关人员的消防安全素质，而对其进行安全意识教育和操作技能培训等方面需要支付的投入 。大多数企业的特殊岗位人员需经消防安全培训才能上岗，如消防控制室操作人员必须经培训并参加考试合格后才能持证上岗。

（2）宣传教育投入：主要包括编印有关消防安全技术、消防劳动保护方面的书刊。

此外，目前很多企业采用多种教育方式，如电脑教学等等，因此还包括购置用于教学 所需的高级设备等；设立专门防火安全教育 场所、举办消防安全 展览会等所需的费用。

（3）应急物质投入：包括灭火救援 药剂，企业内部的化学救援，处置危险化学品事故的车辆和各类吸附材料、堵漏器材、破拆物资，火灾发生时用到的各种物资投入等。
（4）辅助管理投入：包括监督和检查现场消防安全 、危险化学品储藏投入，消防器材、设施的保管、维护和更新投入、消防设备使用培训以及逃生训练 支出等。
（5）基础设施投入：主要包括用于购买以及安装消防 器材、消防设施的费用，购买生产、储存和装卸易燃易爆危险品的装置的费用，易燃易爆气体和液体的充装站、供应处设置费用等。

2.4  本章小结

本章对化工企业消防安全投入的基本概念和主要特征进行了阐述，分析了化工企业消防安全基本现状，介绍了化工企业消防安全投入的基本构成，并对五项主要投入项安全技术服务投入、应急物资投入、宣传教育投入、辅助管理投入、基础设施投入进行了阐述，将五项主要消防安全投入项作为本文的研究基础。

第 3 章 化工企业消防安全投入优化分析

3.1 安全经济学分析

企业在生产与经营以及管理的过程中，要使员工、机器设备设施的正常运作得到充分的保障，同时不断优化环境，从而保持生产与经营以及销售等环节的正常运作。为了保障企业的正常运作，要以消防安全的投入为基础性前提，其投入涵盖消防基础设施建设与消防安全技术以及等多个层面。熵增流程指的是在企业生产运作的过程中、消防安全隐患的整体变化流程，涵盖诸多持续形成的不安全性因素。熵（S）所描述的是标识系统混乱性的物理变量，涵盖熵产生与熵流环节，前者是基于系统的内部、通过不可逆流程形成的熵变，表示为diS ；后者是由于系统与外界环境之间的作用而导致的熵变，表示为deS ，朱丽华等（2009）基于经济学角度针对企业消防安全问题构建了函数模型[52]：

dS = diS + deS (3-1)

企业自始至终地存在生产与营销以及管理活动，所以diS 将永久性地大于等于零。以涵盖于系统论中的耗散结构框架理论为依据，在deS < 0 的情况下，同时 deS ³ diS ，则dS = diS + deS £ 0 。在这种情况下，企业的消防安全工作的发展将变得极有秩序。

即假如使企业形成良性循环的状态，要对负熵流予以键入，使系统里自发呈现的熵得以抵消，此负熵流即是在消防安全方面的投入部分。图 3.1 描述了安全状态与企业在消防安全方面的投入之间的关联。在消防安全投入量基于 0 至 P1 间的时候，将在某种程度上优化且改善了安全的态势；在持续性增加安全投入的时候，即投入量在

P、P 间
1 2

的时候，将大幅度地优化了安全的态势，且基于P2 的时候企及最大值，之后即使是持续性地增加了安全的投入，也不能再优化安全的态势。
图 3.1 描述了安全状态与企业在消防安全方面的投入之间的关联，企业的消防安全态势紧密地联结着企业的效益。图 3.2 表明，安全投入量的值企及 P1 的时候，效益将突然产生改变。在安全投入量比 P2 值大之后, 即使是持续性地增加了安全的投入，也不能再优化安全的态势,而是创造了负效益。综上得到如下结论：安全投入量的值需要处在

P、P 中间。
1 2

安全状态

安全投入

图 3.1 安全投入-安全状态曲

Fig.3.1 Safety Input - Safety Status Curve

图 3.2  安全投入-效益曲线

Fig.3.2 Safety inputs - benefit curve
日、美等发达国家在城市中合理地布局了完备而先进的公共消防设施，且提高消防技术技能水平；在消防安全方面的投入占据了极高的比率，其投入量比 P1 大，即进入良性循环发展的态势。现阶段绝大多数的化工企业缺乏完备的消防设施设备，其管理能力极低。有的化工企业虽然消防安全投入量在

P - P 之间，但存在安全投入缺乏
1 2

合理性有效性的情形。化工企业要在消防安全方面合理地投入，从而创造经济效益。研究数据表明，如果消防安全方面的投入趋于合理性，将能够使化工企业获取比投入额度高出数倍的效益。

3.2 企业消防安全投入优化原理

3.2.1  消防安全投入具体含义

 企业在消防安全方面的投入优化指的是基于一定的范畴内有效地控制消防安全事故的损失，使在消防安全方面的成本支出最小（其成本支出涵盖投入与安全事故的遭遇损失的和值）。为达到消防安全投入的最优化，本文建立的是实现最低安全成本和最大安全度的双目标。

 3.2.2  消防安全投入优化原理
（1）安全功能函数
下图当中所描述的是安全功能函数。以安全经济学的理论为依据，安全投入发挥以下功能作用：第一，有效地规避或缩减了事故及危害程度，缩减了无益处的损耗，

表示为损失函数 L(S) ；第二，对经济增值的流程予以维系，使劳动的条件得到充分的保障，使社会间接地增值，可表示为增值函数 I (S) 。

图 3.3 安全功能函数示意图

Fig.3.3 Safety function diagram
当安全性等于 S0 的时候，增值函数与损失函数的曲线相交，彼时安全增值等于事故的损失值，也就是相互抵消了安全增值和由事故而导致的损失值，如果事故损比安全增值大，则安全性比 S0 小；如果安全增值比事故损失大的时候，则安全性比 S0 大，那么系统将获取正效益，说明提高了安全性能，系统获取良好的安全效益[53]。安全经济功能的构成元素是上述基本性功能。表示为安全功能函数 F(S) ，把损失函数与“-”号相乘之后，表示成能够把它挪至第一象限，且叠加增值函数 I (S) ，获取安全功能函数F(S) 。F(S) = I (S) - L(S) (3-2)

剖析 F(S) 函数得到：第一，如安全性向零趋近，则效益小于零，将会导致的损失与无穷大趋近；第二，如果安全性企及 S0 的时候，抵销了正、负功能，功能值等于零。S0 为安全性的基本性下限。如 S 比 S0 大，则正功能出现，随着 S 值的增加，功能呈递增的态势；第三，基于

S  点等安全性与 100%趋近处，在自身功能的深刻影响下，功能的增速呈循序渐进的降低趋势，且最后为自身功能所局限。也就是说不能通过安全改变自身所创造的效益，然而使效益得到了维系与保障，彰显安全价值。消防安全投入的优化介于 S0 至SU 间，探索适宜的消防安全投入点，从而降低损耗与增加和值，也就是形成最佳状态：企业小损耗且降低安全成本支出，且获取显著的良好安全效果。

（2）消防安全成本支出
安全功能函数体现安全输出的情形；显而易见，为了提升或优化安全性能，要投入诸多的成本或付出相应的代价；同时所需要的投入与安全性能的要求成正比。基于理论方面，为了全方位地企及安全状态，其投入与无穷大趋近[54]。其安全成本函数 C（S）为：C(S) =Cexp[c/(1-S)]+C0,C >0,C0 <0 （3-3）安全成本曲线具体可见图 3.4 所示：

图 3.4 安全成本及效益函数

Fig.3.4 Security cost function and benefit function
第一，如果系统的安全程度较小，则需要少量的成本支出。成本支出随着 S 的增长而增加；如果 S 与 100%趋近，则成本向无穷大趋近；第二，当 S 与 100%中某点趋近的时候，则抵消了安全性功能和耗费的成本支出，使系统不能创造相应的效益。
（3）安全效益

函数 F(S) 与C(S) 相减，获取安全效益，表示为安全效益函数 E(S) ：

E(S) = F(S) - C(S) （3-4）

图 3.4 描绘了 E(S)曲线：基于 S0 点，E(S)获取了最大值。S 基于理论方面的上下

限取决于 S1 与 S2，成为安全经济的盈亏点；基于 S0 点的附近可获取最佳的安全效益。S 由 S1 增长到 S2 的时候，成本增值将显著地比功能增值小，所以基于 S1 的时候，要适宜地提升 S；在 S 由 S2 持续续增长的时候，成本增值比功能增值大，所以在 S2 之后，如继续增加 S 将缺乏合理性。
（4）化工企业消防安全边际
 企业的终级目标是实现利润的最大化，所以其任务目标是追求既有成本条件下的效益最大化还是追求既定效益水平的成本最小化，均要以边际决策原则为依据，采取最优化的技术手段执行战略措施。

图 3.5  边际投入、边际损失与最佳安全点的关系

Fig.3.5 Marginal inputs, marginal losses and the relationship between the best safety points
在上图当中所描述的是边际投入与边际损失以及最佳安全点之间的关联。以遵循边际原则为依据，企业安全性显著地负相关于边际损失 MR ，且正相关于边际投入MC 。因此边际投入负相关于边际损失。按照经济学理论，如果在消防投入方面的边际损失与边际投入相等的时候，两曲线呈相交的状态，也就是说MR = MC的时候，企业将实现利润的最大化。企及S0 的时候获取了最好的的安全效益值，即最佳的消防安全方面的投入点。假如MC < MR，对比于消防安全损耗的减量，其投入的增量小，安全度比S0 小，要充分考虑对消防安全的投入予以提升；假如MC > MR，对比于消防安全损耗的减量，其投入的增量大，安全度比S0 大，要考虑到缩减消防安全方面的投入，因此企业在决策消防安全投入的时候，要遵循边际法则、对最佳投入点予以明确。

3.3 化工企业消防安全投入优化原则

具体而言，化工企业消防安全投入应遵循两个原则，即安全消耗最低以及安全经济效益最大，分别追求的是最低消耗与最大效益。

3.3.1  最低消耗原则
消防安全牵涉到以下经济损耗：事故的损失与安全方面的投入；其和值标识了人类安全的经济负担和值，表示为安全负担函数 B(S) ， B(S) = L(S) + C(S) ， B(S) 体现了消耗的总和值。

图 3.6  安全负担函数

Fig.3.6 Safety burden function

安全经济最优化的主要目标是使 B(S) 最小化，基于S0 处存在 B min ，S0 通过下式获取dB(S) / dS = 0

3.3.2  最大效益原则

安全效益函数 E(S) 彰显安全效益的规律。图 3.4 表明基于S0 处存在 E max ，彼时S点通过下式获取dE(S) / dS = 0 。

（1）基于S1 与S2 并没有安全效益，表示安全程度极低或极高，安全总效益低。

（2）以最大效益原理为依据，可将安全性取值有效地划分为三个阶段[55]。在S < S1的时候，投入少且损耗极大，获取了极差的综合性效益，要使系统的安全性能得到优化，提升在安全方面的投入；在的时候，如与 S0 趋近，说明取得了良好的基于安全方面的综合性效益，在优选的范畴之中；在S > S2 的时候，损失小安全投入高，综合效益较差，需要力求保持安全性，降低成本，减少投入，改善综合效益，有效地缩减成本支出。

3.4 优化方法

基于安全经济管理体系中，优化安全投入是主要的研究内容。现阶段，由于缺乏在安全方面的投入，使国家的安全生产的发展遭遇了相应的阻碍。不能科学化与合理化地规划配置有限的资源，针对已投入的安全资源作出优化配置同样具有盲点，使实现安全效益的最大化受到禁锢。因为安全投资而获取的效益与其余投资所获取的效益不同，后者投资效益的衡量标准为货币或者实物，然而普遍情况下，安全投资效益要在较长的时间段内加以呈现，所以在实践操作的过程中，很难客观准确地评估由安全投入所获取的产出效益。针对明确企业安全投入占据生产投入的比率方面，现阶段常采取的手段是国际比较与历史比较以及系统预推等。以上手段需极多的历史资料与数据信息，研究者以上述资料与信息为依据，对此区域企业能够接受的投资结构框架予以明确。然而企业的自身情形与所处于的区域不同，各种类型因素的影响程度存在相应的差异，基于不同的企业之内，难以应用单一化的评价手段。即便是不同企业的投资结构框架与投入的额度相同，所获取的安全效益将存在不同之处。

安全科学在国民经济中的地位日益显著，随着研究的逐步深化，形成且发展了安全经济学，从而实现安全投资决策手段与模式的多元化与个性化。基于所查询的文献，针对化工企业在消防安全方面的投入优化配置的研究分析集中于以下层面：第一，充分利用灰色系统理论，构建效益与安全投入之间紧密关联的模型；第二，合理设置企业目标，即实现企业利润的最大化，有效地缩减或规避安全事故，以上述目标为依据，构建规划安全投资决策模型。第三，充分运用基于安全投资方面的边际效益技术，对企业最优安全投资规模予以明确，以不变替代弹性生产函数（CES）为依据，构建安全投资效益模型，获取优化与配置安全资源的比率。第四，利用 C-D 生产函数构建安全投资分配模型，采取多元回归手段计算，且获取安全投资项目比率系数。所牵涉到的研究手段是：安全投入方面的评价手段、“利益—成本”决策、柯布—道格拉斯生产函数、灰色综合评价法。
3.4.1  项目合理评价法
根据价值工程原理，安全投入的合理性和有效性可用投资方案的“功能—成本”比或“效益—成本”比来评价。由此建立如下评价模型：SIRDj=安全效益安全投入=åPL Ri i i/C（3-5）在上式当中，SIRD j 代表的是第 j 种方案合理程度；Pi —第i 种危险的发生概率；Li代表的是第i 种风险带来的损失后果上限； Ri   代表的是第i 种风险消除度；C j 代表的是第 j 种安全方案总体投入。安全投入策略不同，所获取的安全效果存在相应的差异，且安全投入的合理度存在相应的不同之处。要以SIRD值为依据，选择最优的策略。如所选择策略的合理度比1 大的时候，其方案具备合理性，如若不然，则缺乏合理性。策略的优质程度与安全投入的合理度成正比。

3.4.2 “利益—成本”分析决策方法

在安全投资决策的过程中，采取利益—成本手段，即计算安全措施的利益值，其
遵循的原则是：
（1）安全方案效果求解

安全方案的效果 R = 事故损失期望U ´ 事故概率P

（2）安全方案效益求解安全方案的利益B

（3）安全效益求解安全效益C 代表的是安全方案所需投资。其安全方案的优选策略步骤为：E = B / C

第一步，采取 FTA 等危险分析技术，基于系统的原始状态，计算事故发生的概率P0

第二步，分别计算出在各种安全措施方案实施后的系统事故发生概率P1(i) j , i = 1,2,3L

第三步，在已知事故损失期望U 的情况下，计算安全措施前的系统事故后果(状况)：R0=U0
第四步，计算各种安全措施方案后的系统事故效果：