徐西立 張娟 裴建華

【摘 要】 為準確評價長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險，提升風險防控能力，運用“4M”理論對耙吸式挖泥船疏浚施工風險進行分析，確定風險評價指標體系，將集值統(tǒng)計與物元可拓理論相結(jié)合，構(gòu)建風險評價模型，并以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工為例進行案例分析。結(jié)果表明：該船疏浚施工風險等級為Ⅱ級，屬于一般風險。該模型的科學(xué)合理性和實際操作性在長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險管理工作中具有推廣價值。

【關(guān)鍵詞】 耙吸式挖泥船;疏浚施工;“4M”理論;集值統(tǒng)計;物元可拓;風險評價

0 引 言

長江口航道是長江水運船舶入海的必經(jīng)之路，是長江黃金水道中通航條件最好、貨流密度最大的區(qū)段，是關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展全局的重要戰(zhàn)略運輸通道。耙吸式挖泥船作為長江口航道維護疏浚的主力船型，在整個長江口航運體系中具有重要的地位。開展耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價研究對防范或減少生產(chǎn)安全事故、提升長江口整體風險防控能力具有重要意義。

目前，國內(nèi)外學(xué)者針對風險評價進行了很多研究。孟貝貝等[1]運用Reason模型對影響航道的通航安全因素進行辨識，建立了港區(qū)航道安全評價指標體系，并利用熵權(quán)模糊模型對港區(qū)航道通航安全進行風險評價。張仕元等[2]采用云模型對LNG船舶通航環(huán)境風險進行評價;吳長越[3]運用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對水路危險品運輸風險進行評價;LOIS等[4]在對游艇事故風險進行辨識和評價時，根據(jù)游艇事故類型，結(jié)合游艇自身特征，采用經(jīng)驗法篩選出導(dǎo)致事故發(fā)生的風險因素，進而采用FSA風險評估方法對游艇風險源進行風險分析，得出提高游艇的安全性需從人員可靠性、防火設(shè)備及人員溝通方面進行改進的結(jié)論。上述評價模型雖具備一定的科學(xué)性，但受主觀因素影響較大，可操作性不強，難以在生產(chǎn)實際中運用。

針對上述問題，本文通過對長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險進行分析，將集值統(tǒng)計與物元可拓理論結(jié)合，建立風險評價模型，增加了模型的科學(xué)性、合理性和可操作性，使結(jié)果更加準確。

1 基于“4M”理論的耙吸式挖泥船疏浚施工風險分析

“4M”理論認為事故的發(fā)生是由于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、不良環(huán)境、管理缺陷直接或間接引起的。從“人―機―環(huán)境―管理”的角度深入分析耙吸式挖泥船疏浚施工流程中的風險，有助于確定耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標，為風險評價工作提供理論依據(jù)。

（1）人為因素。在耙吸式挖泥船疏浚施工期間，駕駛員的疏忽導(dǎo)致未及時獲取來自VTS、VHF等通航安全信息、未與航道正常行駛的船舶保持正常聯(lián)系，對來船航速、距離估計不準，操耙員未按規(guī)程操作，這些都容易引發(fā)水上交通安全事故。此外，船員心理不健康，船員不具備適任條件，對相關(guān)操作規(guī)程不熟悉，也容易出現(xiàn)危險舉動。

（2）物的因素。物的不安全狀態(tài)包括船舶航行動態(tài)異常和設(shè)施設(shè)備故障。船舶航行速度過快，航行線路不正確，未在安全環(huán)境下進行會船或掉頭操縱，容易與其他船舶發(fā)生碰撞;船舶通信導(dǎo)航設(shè)備發(fā)生故障，疏浚機具動力、操作、液壓系統(tǒng)異常，疏?？刂圃罊C，也極易引發(fā)水上交通安全事故。

（3）環(huán)境因素。不良航行環(huán)境包括不良水域環(huán)境、不良氣象環(huán)境和不良施工環(huán)境。船舶在疏浚過程中會受到急流、潮汐、水位落差、流態(tài)等因素制約，易發(fā)生安全事故;雷雨大風天氣、能見度不良、雨雪霜凍等均會增加船舶操縱難度，若處理不當就會導(dǎo)致船舶失去穩(wěn)性，從而發(fā)生傾覆;在施工過程中挖到鋼絲繩、尼龍繩、爆炸物等，也容易引發(fā)水上交通事故和安全生產(chǎn)事故。

（4）管理因素。在施工過程中，相關(guān)操作規(guī)范制度不完善、執(zhí)行不佳，主管部門監(jiān)督不嚴，均會導(dǎo)致船員工作懈怠、操作不規(guī)范，極易引發(fā)人為安全事故。

2 風險評價指標體系構(gòu)建

根據(jù)上述分析，咨詢相關(guān)專家，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、獨立性、適用性的原則，構(gòu)建長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標體系，共包括4個一級指標、14個二級指標（見圖1）。

3 長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價模型

3.1 風險等級劃分和風險指標量化

為了對長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險進行評價，需要劃分風險等級并明確各等級的取值范圍。通過收集長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價資料，本文將耙吸式挖泥船風險等級分為5級：稍有風險被定為Ⅰ級;一般風險被定為Ⅱ級;顯著風險被定為Ⅲ級;高度風險被定為Ⅳ級;極高風險被定為Ⅴ級。另外，為了使各個評價指標量綱相同，將各個風險指標統(tǒng)一規(guī)劃在[0，10]這個區(qū)間進行量化。具體分數(shù)和風險等級劃分見表1。

由于耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標具有一定模糊性，如果按照傳統(tǒng)的評分方法對每個指標給定一個確定的值，難以讓專家充分表達自己的觀點，也會影響評價結(jié)果的準確性。本文采用集值統(tǒng)計法對耙吸式挖泥船疏浚安全生產(chǎn)風險評價指標進行量化，減少專家在打分過程中的誤差。

根據(jù)專家對各風險評價指標實際情況的判斷，結(jié)合上述取值范圍，對各個評價指標進行賦值。假設(shè)共有n名專家參與打分，每位專家對于風險程度的判斷為一個區(qū)間，記為（t表示第t名專家，t=1，2，…，n），所有專家量化區(qū)間可形成一個集值統(tǒng)計序列：，，…，，將這些子集疊加在分數(shù)軸上形成一種評分分布，并采用樣本落影函數(shù) 來描述：

該式表示評分值的模糊覆蓋概率，其中

假設(shè)某評價指標評分最小值為 min、 最大值為max，則該評價指標的最終評分為

可以證明：

則有：

在特殊情況下，若所有專家都對該項評價指標進行評分，即==…=c （常數(shù)），則該評價指標評分值為=c。

3.2 確定經(jīng)典域、節(jié)域及待評物元

（1）確定經(jīng)典域。通常給定事物名稱N、事物特征C、量值V，以有序三元組R=（N，C，V）作為描述事物的基本元，簡稱物元。

耙吸式挖泥船疏浚施工風險有14個評價指標、5個風險等級，其經(jīng)典域為

Rj==（7）

式中：Tj表示耙吸式挖泥船疏浚施工風險為j級（j=1，2，…，5，分別對應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、…、Ⅴ級風險）; Ck表示耙吸式挖泥船疏浚施工風險風險評價的第k個指標（k=1，2，…，14）; xjk=（ajk， bjk）是耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價等級Tj關(guān)于 Ck的取值范圍。

（2）確定節(jié)域。可由耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標確定整個評價體系中的節(jié)域Rp，為

Rp==（8）

式中： Tp為耙吸式挖泥船疏浚施工全部風險等級; xpk=（apk， bpk）表示Tp關(guān)于評價指標Ck的取值范圍。

（3）確定待評物元。對待評的耙吸式挖泥船疏浚施工風險等級設(shè)為T，將評價指標數(shù)據(jù)用物元表示，則待評物元R為

R=（9）

式中， xk表示待評耙吸式挖泥船疏浚施工風險等級T關(guān)于評價指標Ck的取值范圍。

3.3 構(gòu)建關(guān)聯(lián)函數(shù)

耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標中第k個評價指標Ck的取值范圍xk與第j級風險等級的關(guān)聯(lián)程度Kj（xk）由下式表示：

Kj（xk）=（10）

（xk，xpk）=| xk （apk + bpk）|（bpk apk）

（11）

（xk，xjk）=| xk （ajk + bjk）|（bjk ajk）

（12）

xjk=| bjk ajk | （13）

式中：（xk，xpk）表示點xk到節(jié)域xpk=（apk，bpk）的距離;（xk，xjk）表示點xk到經(jīng)典域xjk=（ajk，bjk）的距離。

3.4 確定指標權(quán)重

由于耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標具有一定不確定性，為減少主觀因素對各指標的影響，提高風險評價結(jié)果的準確性，本文采用客觀賦權(quán)的熵權(quán)法確定各指標權(quán)重。

3.5 計算關(guān)聯(lián)度并確定風險等級

綜合關(guān)聯(lián)度計算式為

Kj（p）=k? Kj（xk）（14）

式中：Kj（p）表示第k個指標所處的風險等級;k為第k個風險評價指標在整個評價指標中所占的權(quán)重值;Kj（xk）為待評物元xk在第j級風險下第k個評價指標的初等關(guān)聯(lián)函數(shù)值。

風險等級計算式為

Kj（xk）=? Kj（R） （15）

4 案例分析

本文以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工現(xiàn)場為例進行案例分析，各數(shù)值計算結(jié)果如下：

（1）定義域、節(jié)域和待評物元。依據(jù)表1，選擇風險評價等級的取值范圍作為經(jīng)典域和節(jié)域;再選取8名專家對評價指標進行打分，運用集值統(tǒng)計計算各指標評分值，確定待評物元R，則其經(jīng)典域Rj、節(jié)域Rp和待評物元R為

Rj=

Rp=R=

（2）權(quán)重和關(guān)聯(lián)函數(shù)值。根據(jù)熵權(quán)法計算出該船疏浚施工風險各評價指標的權(quán)重，其結(jié)果見表2。

根據(jù)式（10）～（13）計算出該船疏浚施工風險各評價指標的關(guān)聯(lián)函數(shù)值，其結(jié)果見表3。

（3）關(guān)聯(lián)度和風險等級。根據(jù)式（14）計算出該船疏浚施工各風險等級關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表4。

根據(jù)式（15），耙吸式挖泥船疏浚施工風險等級是由各風險等級關(guān)聯(lián)度的最大值決定，即Kj （xk）= K2（xk）=0.123。結(jié)果表明，該船疏浚施工風險等級為Ⅱ級，屬于一般風險，與實際情況基本符合。說明該模型具有一定的科學(xué)合理性和實際操作性。

5 結(jié) 語

（1）本文基于“4M”理論對耙吸式挖泥船疏浚施工風險進行分析，構(gòu)建耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價指標體系，并將集值統(tǒng)計與物元可拓理論相結(jié)合，建立長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風險評價模型。

（2）以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工為例進行案例分析，對該船疏浚施工風險進行評價，得到該船疏浚施工風險等級為Ⅱ級，屬于一般風險，結(jié)果與實際情況基本符合。

（3）通過對某耙吸式挖泥船疏浚施工進行風險評價，驗證了模型的科學(xué)合理性和實際操作性，表明該模型在滾裝運輸船舶安全生產(chǎn)管理工作中具有較高的推廣價值。

參考文獻：

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[2] 張仕元，劉德新，朱景林，等.基于云模型的LNG船舶通航環(huán)境風險評價[J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018（3）：325-331.

[3] 吳長越.基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的水路危險品運輸風險評價 [J].中國海事，2016（4）：42-45.

[4] LOIS P， WANG J， WALL A， et al. Formal safety assessment of cruise ships[J]. Tourism Management， 2004（1）：93-109.