基于ANP理論的應(yīng)急物流風(fēng)險評價模型

祝廣志，卜 雷（同濟大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院，上海 201804）

0 引言

近年來，地震、海嘯、雪災(zāi)等各類非常規(guī)突發(fā)事件頻發(fā)，造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。非常規(guī)突發(fā)事件的因素幾乎全部是不同于常態(tài)的、超乎尋常的，是常規(guī)應(yīng)急措施難以預(yù)防、控制及消除的，因此對應(yīng)急管理提出了更高的要求。

應(yīng)急物流是指在應(yīng)對突發(fā)性事件中所采取的一種物流運作模式，具有時間緊、任務(wù)重、協(xié)調(diào)難、風(fēng)險大等特點。這里的突發(fā)事件包括了自然災(zāi)害、事故災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件、社會安全事件及其它緊急事件。從近年來應(yīng)對各種突發(fā)事件中的物流運作情況看，有效地實施應(yīng)急物流運作過程中的風(fēng)險管理已成為應(yīng)急物流成功運作的關(guān)鍵之一[1]。

隨著國內(nèi)外對突發(fā)應(yīng)急事件處置的逐漸重視，國內(nèi)外在應(yīng)急物流風(fēng)險評價領(lǐng)域的研究成果也逐漸豐富。國外研究如Philip T.Evers（1999年）對突發(fā)物流（emergency transshipments）與訂單分割（order splitting）對物流風(fēng)險的影響進行了比較研究[2]。S．M．Hong-Minh等[3]（2000年）運用仿真的方法對供應(yīng)鏈中的突發(fā)性物流風(fēng)險進行了研究。LINET ZDAMAR等[4]（2004年）提出將一種計劃模型加入因自然災(zāi)害引起的緊急物流決策系統(tǒng)。在國內(nèi)，趙勇，封少娟等[5]提出了應(yīng)急物流風(fēng)險分析的框架模型，包括應(yīng)急物流風(fēng)險辨識、風(fēng)險評估和風(fēng)險等級劃分三個過程。李志偉[6]從AHP法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)縱向相結(jié)合的角度構(gòu)建了應(yīng)急物流風(fēng)險評估與預(yù)測模型，確立改進的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評價體系。付潮淵[7]從風(fēng)險識別體系的建立、風(fēng)險估算和風(fēng)險對策等三個方面構(gòu)建應(yīng)急物流風(fēng)險評估體系。王楊，楊佳[8]通過建立應(yīng)急物流保障能力指標(biāo)體系及ANP網(wǎng)絡(luò)模型，并得出各影響指標(biāo)因素的權(quán)重，并以此作為依據(jù)確定各指標(biāo)對于整體能力的重要程度。趙玉忠，宋揚等[9]構(gòu)建了應(yīng)急物流方案的評價維度，并使用熵度量值對應(yīng)急物流方案的總體風(fēng)險程度進行分析。

然而，現(xiàn)有研究并沒有系統(tǒng)地對應(yīng)急物流風(fēng)險評價的影響因素進行研究。同時，現(xiàn)有的應(yīng)急物流風(fēng)險的評價方法也沒有建立相對完整的評價指標(biāo)體系，也沒有考慮各指標(biāo)因素間的相互影響，對評價結(jié)果的準(zhǔn)確性造成了很大的影響。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，通過對應(yīng)急物流風(fēng)險的主要影響因素進行歸納，建立基于網(wǎng)絡(luò)分析法的評價模型來對應(yīng)急物流系統(tǒng)風(fēng)險進行評價，將各因素間的相互影響納入考慮范疇，能更系統(tǒng)、更準(zhǔn)確地分析出所有因素對風(fēng)險的重要程度，有利于發(fā)現(xiàn)實際中的問題，促進應(yīng)急物流風(fēng)險評價體系的建設(shè)和改善。

1 ANP理論介紹

1.1 網(wǎng)絡(luò)分析法簡介。網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）與層次分析法（AHP）的決策原理基本相同，不同的是前者建立的是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，而后者建立的是層次結(jié)構(gòu)模型。層次分析法是非常實用的多準(zhǔn)則決策方法，可以將問題分為不同的層次結(jié)構(gòu)依次分析，且只考慮上層元素對下層元素的支配作用，同一層次中的元素被認(rèn)為是彼此獨立的，并對不同的元素進行重要性的主觀比較，又運用一致性檢驗來解決主觀判斷不一致的問題。層次分析法最大的缺點就是沒有考慮元素之間可能出現(xiàn)的相互影響，事實上同一層次結(jié)構(gòu)里面的元素很可能存在不同程度的影響和反饋作用，因此AHP法在處理復(fù)雜元素之間的影響時顯然是不夠準(zhǔn)確的。為了解決AHP法的不足，匹茲堡大學(xué)的Thomas.L.Saaty教授在層次分析法的基礎(chǔ)上于1996年提出了一種相似的用于評價帶反饋的多屬性網(wǎng)絡(luò)的方法，稱為網(wǎng)絡(luò)分析法（Analytic Network Process，ANP）[10]。ANP法能夠更準(zhǔn)確地描述客觀事物之間的聯(lián)系，它是一種由AHP法延伸發(fā)展得到的適用范圍更廣、準(zhǔn)確性和真實性更高的決策方法。傳統(tǒng)的層析分析（AHP）法只是網(wǎng)絡(luò)分析（ANP）法的一個特例。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型要遠(yuǎn)比層次結(jié)構(gòu)模型復(fù)雜，因此在權(quán)重合成方面，網(wǎng)絡(luò)分析（ANP）法應(yīng)用到了更加復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識，其中比較重要的概念是超矩陣的應(yīng)用和分析。網(wǎng)絡(luò)分析法中最重要的兩個方面是網(wǎng)絡(luò)模型的表示以及權(quán)重的合成。

1.2 ANP的結(jié)構(gòu)原理。ANP的結(jié)構(gòu)包括控制層與網(wǎng)絡(luò)層這兩個主要的部分?？刂茖右话惴譃榭偰繕?biāo)與決策準(zhǔn)則兩個層級，決策準(zhǔn)則直接由總目標(biāo)支配，它們之間是彼此獨立不相關(guān)的，但有時控制層也可以沒有決策準(zhǔn)則，但至少有一個目標(biāo)。對于網(wǎng)絡(luò)層，由所有受控制層支配的元素組組成，而且里面的元素相互依存、相互影響，元素和層次之間內(nèi)部并不是獨立的，而是相互依存反饋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般在控制層中會有一個總目標(biāo)G和P1,P2,…,Pm這m條準(zhǔn)則，在網(wǎng)絡(luò)層中會有Cl,C2,…,Cn這n個元素組，而且元素組與元素組之間會相互影響，元素組內(nèi)部元素之間也會相互影響，圖1所示的就是一個典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 典型的ANP結(jié)構(gòu)

一般使用ANP模型的基本步驟如下：（1）分析問題。將決策問題進行系統(tǒng)的分析、組合，形成元素和元素組，這是非常重要的一步，歸類要正確，主要分析判斷元素層次是否內(nèi)部獨立，是否存在依存和反饋，可用會議討論、專家填表等形式和方法進行。（2）構(gòu)造典型的ANP結(jié)構(gòu)。首先是構(gòu)造控制層次（Control Hierarchy），先確定決策目標(biāo)，再確定決策準(zhǔn)則，各個準(zhǔn)則相對決策目標(biāo)的權(quán)重用AHP法得到。（3）構(gòu)造ANP超矩陣計算權(quán)重LANP賦權(quán)的核心工作，即解超矩陣。這是一種非常復(fù)雜的計算過程，手工運算幾乎不可能，實際應(yīng)用中一般都用計算機軟件進行，如Super Decision軟件。

2 基于ANP理論的應(yīng)急物流系統(tǒng)風(fēng)險評價模型構(gòu)建

2.1 應(yīng)急物流系統(tǒng)風(fēng)險特征。應(yīng)急物流風(fēng)險是指應(yīng)急物流運作過程中在規(guī)定的費用、進度和技術(shù)等約束條件下的實際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的偏離，包括所有風(fēng)險事件及其相互關(guān)系，是風(fēng)險性事件發(fā)生的概率及其后果的函數(shù)：R=f（ P,C ）。式中，R為風(fēng)險，P為風(fēng)險事件發(fā)生的概率，C為風(fēng)險事件發(fā)生后的后果。應(yīng)急物流中的風(fēng)險具有以下特征：（1）關(guān)聯(lián)性。應(yīng)急物流中諸多風(fēng)險本身及它們之間的相互關(guān)系可能模糊不清，并且可存在于整個應(yīng)急活動中的各個環(huán)節(jié)、各個層面中。例如，由于氣候風(fēng)險的存在，可能導(dǎo)致運輸、配送過程難以實施快速作業(yè)，進而引發(fā)進度風(fēng)險。（2）動態(tài)性。應(yīng)急物流中的風(fēng)險不是一成不變的，它具有較強的動態(tài)性，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是隨著時間的變化，應(yīng)急物流中的風(fēng)險會呈現(xiàn)各種不同的具體狀態(tài)；二是在實施應(yīng)急物流風(fēng)險處理的過程中，利用資源、風(fēng)險處理方法及風(fēng)險構(gòu)成因素的變化會相應(yīng)地引起風(fēng)險狀態(tài)呈現(xiàn)階段性的變化。（3）時效性。應(yīng)急物流風(fēng)險顯現(xiàn)突然、節(jié)奏變化快，要求在應(yīng)急物流風(fēng)險管理中做到：風(fēng)險辨識快速、風(fēng)險評估準(zhǔn)確、風(fēng)險處理及時、風(fēng)險監(jiān)控實時。此外，應(yīng)急物流風(fēng)險的動態(tài)性特征也進一步?jīng)Q定了其時效性特征。（4）隱蔽性。由應(yīng)急物流的本質(zhì)特性決定，應(yīng)急物流風(fēng)險并非都十分明顯，反而非常隱蔽、難于辨識，并且有些風(fēng)險的壽命周期非常短，出現(xiàn)跳躍式發(fā)展，一旦為人們所注視，已難以對其進行有效控制。

2.2 ANP理論對應(yīng)急物流系統(tǒng)風(fēng)險評價的適用性分析。處理多指標(biāo)綜合評價問題，傳統(tǒng)上最常用的方法是層次分析法（AHP）。但是層次分析法處理的是元素內(nèi)部獨立的遞階層次結(jié)構(gòu)，任意一個元素隸屬于一個層次；同一層次中任意兩個元素之間不存在支配和從屬的關(guān)系，且層次的內(nèi)部獨立；不相鄰的兩個層次的任意兩個元素之間不存在支配關(guān)系。事實上，這個假設(shè)過于嚴(yán)格，實際中往往難以滿足。在實際研究中，我們發(fā)現(xiàn)所選取的指標(biāo)之間常常會存在一定的關(guān)聯(lián)性，因此指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性成為選擇評價方法的一個重要原則。Thomas L.Saaty教授在層次分析法的基礎(chǔ)上于1996年提出的網(wǎng)絡(luò)分析法能更準(zhǔn)確地描述客觀事物之間的聯(lián)系，比AHP法適用更廣泛、更有效。

基于上文分析的應(yīng)急物流中諸多風(fēng)險本身及它們之間的相互關(guān)系可能模糊不清，并且可存在于整個應(yīng)急活動中的各個環(huán)節(jié)、各個層面中，各個風(fēng)險因素之間也存在著互相影響。ANP法除了考慮了不同的層次之間的從屬和支配關(guān)系外，還考慮了同層元素之間的相互依存關(guān)系。在應(yīng)急物流風(fēng)險評價指標(biāo)體系中，最突出的特點就是同級指標(biāo)之間存在眾多相互影響，如風(fēng)險可存在于應(yīng)急物流管理中心，也可存在于某單個配送、倉儲或運輸操作作業(yè)中，同時由于氣候風(fēng)險的存在，可能導(dǎo)致運輸、配送過程難以實施快速作業(yè)，進而引發(fā)進度風(fēng)險。因此，運用ANP法建立應(yīng)急物流風(fēng)險評價模型，能充分考慮各指標(biāo)因素間的相互影響，利用超矩陣對各相互影響的因素進行綜合分析得出其混合權(quán)重，所得到的評價結(jié)果也更符合實際。

2.3 應(yīng)急物流風(fēng)險評價指標(biāo)辨識。影響應(yīng)急物流運作的風(fēng)險因素很多，各因素之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，且各風(fēng)險因素所引起的后果嚴(yán)重程度也不同。風(fēng)險辨識指對應(yīng)急物流運作各個方面和各個關(guān)鍵性技術(shù)過程進行考察研究，從而辨識并記錄所有風(fēng)險，以及做出對其后果的定性估量的過程。它是進行風(fēng)險分析前要首先進行的重要工作，其主要確定有哪些風(fēng)險應(yīng)當(dāng)考慮，引起這些風(fēng)險的主要因素是什么以及這些風(fēng)險所引起的后果的嚴(yán)重程度如何。傳統(tǒng)風(fēng)險辨識的主要方法有結(jié)構(gòu)分解法、故障樹法、頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法及幕景分析法等。在進行風(fēng)險辨識時，風(fēng)險辨識的參與者應(yīng)盡可能的包括：應(yīng)急物流管理隊伍、風(fēng)險管理小組及來自風(fēng)險領(lǐng)域的專家。

應(yīng)急物流中的風(fēng)險很多，為了便于識別和控制，本文將應(yīng)急物流中的風(fēng)險分為四大類：技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險及操作風(fēng)險。在此主要從技術(shù)、環(huán)境、管理、操作四個方面對應(yīng)急物流運作的風(fēng)險因素進行辨識，得出各風(fēng)險如表1所示。

表1 應(yīng)急物流風(fēng)險指標(biāo)體系

2.4 基于ANP的應(yīng)急物流風(fēng)險評價模型構(gòu)建。本文以應(yīng)急物流風(fēng)險評價作為總目標(biāo)，通過對影響應(yīng)急物流系統(tǒng)各影響因素的衡量，構(gòu)建應(yīng)急物流系統(tǒng)的風(fēng)險評價模型。應(yīng)急物流系統(tǒng)風(fēng)險既是評價的目標(biāo)，又是唯一的評價準(zhǔn)則，G代表應(yīng)急物流風(fēng)險評價。網(wǎng)絡(luò)層是由各類風(fēng)險因素組成的。

基于前一節(jié)構(gòu)建的應(yīng)急物流風(fēng)險評價指標(biāo)體系，結(jié)合在1.1節(jié)介紹的基于網(wǎng)絡(luò)分析理論的評價方法，構(gòu)建應(yīng)急物流風(fēng)險評價ANP網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

建立應(yīng)急物流ANP模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖后，要確定各風(fēng)險的重要性程度，即風(fēng)險因素排序。確定各風(fēng)險的重要性，即確定權(quán)重，首先要做的是對指標(biāo)的相對重要性進行比較，建立判斷矩陣。本文建立的應(yīng)急物流風(fēng)險ANP模型中，控制層只有一個元素，也就是說所有的判斷矩陣都是在一個總準(zhǔn)則下，以各成分各元素為次準(zhǔn)則進行比較的。

由于ANP的計算極為復(fù)雜，必須借助計算軟件完成。上述模型的求解過程可以計算機上實現(xiàn),可采用Thomas L.Saaty教授編制的Super Decision軟件，完成從模型的構(gòu)建到權(quán)重向量的最終獲得的所有計算任務(wù)。

圖2 基于ANP的應(yīng)急物流風(fēng)險評價模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3 結(jié)論與展望

我國是一個自然災(zāi)害多發(fā)的國家，災(zāi)害的到來會給國家經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展帶來許多不利影響，同時也給受災(zāi)民眾生活帶來痛苦。通過對應(yīng)急物流風(fēng)險評價方法的研究，可有效促進應(yīng)急物流的順利實現(xiàn)，從而有效減輕災(zāi)害程度、減少災(zāi)害影響范圍、縮短災(zāi)害持續(xù)時間。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，抗災(zāi)救災(zāi)要求會越來越高，對應(yīng)急物流的研究會越來越深入，應(yīng)急物流的應(yīng)用也會越來越廣。

基于網(wǎng)絡(luò)分析法理論的應(yīng)急物流風(fēng)險評價首先需要對各風(fēng)險因素進行篩選、歸類和分析，建立完備的評價指標(biāo)體系，通過對專家咨詢和問卷調(diào)查的形式確定各指標(biāo)因素的重要度和相互影響關(guān)系及相對重要程度，利用超矩陣進行綜合分析，從而得到應(yīng)急物流風(fēng)險體系中各指標(biāo)的相對優(yōu)先度和排序，并以此確立新的應(yīng)急物流風(fēng)險評價體系。但是不可否認(rèn)，對于應(yīng)急物流風(fēng)險評價指標(biāo)體系設(shè)立的合理性以及部分指標(biāo)量化困難等方面，值得在未來研究中進一步探討。能夠客觀地、大幅度地提高應(yīng)急物流風(fēng)險評估與預(yù)測系統(tǒng)的精度。

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