戴婧，畢軍，馬宗偉

(南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023)

·前沿評述·

風(fēng)險排序及其在環(huán)境風(fēng)險管控中的應(yīng)用

戴婧，畢軍，馬宗偉*

(南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023)

從風(fēng)險排序的概念及應(yīng)用需求出發(fā)，系統(tǒng)闡述了風(fēng)險排序在當(dāng)前風(fēng)險管理特別是環(huán)境風(fēng)險管控領(lǐng)域中的意義。指出風(fēng)險排序是對風(fēng)險定義在管理實(shí)踐層面的應(yīng)用深化。從風(fēng)險排序影響因子的類別劃分、來源構(gòu)成、演化趨勢以及排序方法的發(fā)展規(guī)律和優(yōu)劣特征等角度進(jìn)行系統(tǒng)綜述，指出目前風(fēng)險排序影響因子的界定及選取已呈現(xiàn)由風(fēng)險理論限定過渡至突出服務(wù)風(fēng)險管理為導(dǎo)向；風(fēng)險排序方法學(xué)也逐步由單一方法排序過渡至多元方法互補(bǔ)排序的新階段，逐步實(shí)現(xiàn)對風(fēng)險排序結(jié)果的綜合考量和準(zhǔn)確度量。在此基礎(chǔ)上，對風(fēng)險排序方法在環(huán)境領(lǐng)域的實(shí)證研究進(jìn)行歸納分析。總結(jié)指出了當(dāng)前風(fēng)險排序研究多以結(jié)果的量化表征為焦點(diǎn)，而其排序方法及配套排序指標(biāo)選取的適用性、綜合性及代表性檢驗(yàn)仍需進(jìn)一步研究分析，尤其是對排序機(jī)理、風(fēng)險理論及風(fēng)險管控需求間內(nèi)在相互關(guān)系的系統(tǒng)解析將是未來實(shí)現(xiàn)風(fēng)險排序客觀全面提升的重要基礎(chǔ)及意義所在。

環(huán)境風(fēng)險；風(fēng)險排序；風(fēng)險等級；風(fēng)險管理

1 風(fēng)險排序概念及在環(huán)境管理領(lǐng)域的應(yīng)用需求

風(fēng)險通常指遭受某種傷害或損失的可能性[1]，而環(huán)境風(fēng)險則特指由自然原因或人類活動引起的，通過降低環(huán)境質(zhì)量對人類健康、自然生態(tài)產(chǎn)生損害事件的可能性，其表征由環(huán)境事件發(fā)生概率及后果大小的綜合結(jié)果來確定，即：環(huán)境風(fēng)險水平=事件導(dǎo)致的損失大小×風(fēng)險事件發(fā)生的概率[2]。上述定義明確了環(huán)境風(fēng)險表征的兩個基本屬性，也是風(fēng)險辨識與風(fēng)險管控在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用的重要理論基礎(chǔ)[3]。由于環(huán)境風(fēng)險源種類繁多，且風(fēng)險源與風(fēng)險受體之間的作用機(jī)制交錯復(fù)雜，面對當(dāng)前有限的環(huán)境風(fēng)險管控能力和人員物質(zhì)基礎(chǔ)，為合理配置風(fēng)險管控資源及提升管控效果，實(shí)現(xiàn)基于有限投入下環(huán)境風(fēng)險管控效益最大化的目標(biāo)，十分有必要對眾多環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行差別化評估，辨識出風(fēng)險大小的水平級別和管控優(yōu)先順序，以最大限度地為環(huán)境風(fēng)險管理層提供決策依據(jù)，確保風(fēng)險管控對策實(shí)施的針對性和高效性[4]。

對于環(huán)境風(fēng)險排序的需求，實(shí)質(zhì)上是對環(huán)境風(fēng)險定義在管理實(shí)踐層面的應(yīng)用和深化。近年來國內(nèi)外眾多學(xué)者在“風(fēng)險排序”理論研究與實(shí)踐應(yīng)用中給出了較為一致的解析[5-9]，Turner[6]認(rèn)為風(fēng)險等級是基于風(fēng)險影響排序結(jié)果而得出，這一表述在界定風(fēng)險內(nèi)涵的同時描述了風(fēng)險排序過程[5]；Simon等[7]將風(fēng)險的概率和影響量化賦分以形成“風(fēng)險排列次序”；Ward等[8]通過“風(fēng)險重要性”和“風(fēng)險排列次序”來表達(dá)風(fēng)險水平的差異化；多英全等[9]提出基于“事故概率和后果分析”的風(fēng)險排序方法，并在應(yīng)用至重大危險源監(jiān)察和管理的優(yōu)先序確定時得到了很好的驗(yàn)證效果。由此可見，風(fēng)險排序的核心思想是對風(fēng)險概率和風(fēng)險影響集成效應(yīng)的量化評估，從一定程度上看，評估結(jié)果越高，風(fēng)險排序位次越高，其管控的重要性和緊迫性越強(qiáng)。

2 風(fēng)險排序的影響因子

風(fēng)險排序的影響因子是風(fēng)險排序中用于衡量風(fēng)險等級的作用因子，通常以“風(fēng)險排序指標(biāo)”的形式進(jìn)行量化表征。而環(huán)境風(fēng)險排序的影響因子則是針對環(huán)境類風(fēng)險事件在排序過程中對評估結(jié)果產(chǎn)生作用的相關(guān)因子。風(fēng)險排序結(jié)果通常受到風(fēng)險發(fā)生的概率與后果的嚴(yán)重性兩個維度指標(biāo)的影響。張鐳等[10]在醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)λ幤匡L(fēng)險管控表征時，從風(fēng)險發(fā)生的可能性及后果的嚴(yán)重性出發(fā)，采用德爾菲法實(shí)現(xiàn)藥品管理風(fēng)險等級排序；黃凌等[11]在評估工程建設(shè)安全風(fēng)險時借助大壩潰壩概率和潰壩后果系數(shù)兩項指標(biāo)計算出不同大壩建設(shè)過程的風(fēng)險指數(shù)，并將該指數(shù)指標(biāo)作為表征不同類型水壩建設(shè)安全風(fēng)險排序的依據(jù)；學(xué)者張亞東等[12]在交通運(yùn)輸類風(fēng)險排序中從危害事件的發(fā)生頻率和后果嚴(yán)重度兩方面構(gòu)建風(fēng)險評價指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上針對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中風(fēng)險事件進(jìn)行排序。上述方法的共同特征是：風(fēng)險排序的影響因子由風(fēng)險概率與后果的二維指標(biāo)度量，與風(fēng)險定義的內(nèi)涵十分吻合。此外，Charette[13]提出了風(fēng)險二維指標(biāo)之外的風(fēng)險排序影響因素的第三維度——風(fēng)險“預(yù)見性”，目的是在包含風(fēng)險排序客觀影響因子的基礎(chǔ)上增加工程運(yùn)營后對實(shí)際管理的主動性考量。上述指標(biāo)變化趨勢已在近期相關(guān)研究中得到肯定或借鑒，如Haimes[14]發(fā)現(xiàn)僅使用二維常規(guī)的客觀性指標(biāo)評價風(fēng)險期望值并不充分。Wynne[15]針對風(fēng)險衡量標(biāo)準(zhǔn)的表征與排序提出了基于“風(fēng)險、不確定性、無認(rèn)知和不明確”的細(xì)化影響因子，使得對風(fēng)險排序影響因子的研究進(jìn)入更加細(xì)致深入的探究階段。近年來我國學(xué)者在針對常規(guī)風(fēng)險值計算公式中忽略了風(fēng)險是否能被監(jiān)測到的問題，引入“風(fēng)險監(jiān)測能力”指標(biāo)來增加對風(fēng)險水平及排序結(jié)果的進(jìn)一步優(yōu)化[16]。

從上述針對風(fēng)險排序影響因子的分解研究不難看出，對于風(fēng)險排序的客觀評價通常是基于風(fēng)險認(rèn)知的二維影響因子來確定，而環(huán)境風(fēng)險排序的主觀管理需求則不僅需要考量風(fēng)險影響的大小和風(fēng)險出現(xiàn)的可能性這些客觀因子，還需依據(jù)風(fēng)險類型和特征的差異識別其他主觀需求下的環(huán)境管理響應(yīng)因子，如環(huán)境風(fēng)險發(fā)生的可控性和可監(jiān)測性、環(huán)境風(fēng)險發(fā)生后可行的響應(yīng)措施性質(zhì)以及可以用于響應(yīng)的時間需求等[8]，這些因子的引入為后續(xù)風(fēng)險排序結(jié)果的解讀及應(yīng)用提供了更充分的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與可行性依據(jù)。

3 風(fēng)險排序方法比較

風(fēng)險排序方法通常是在識別風(fēng)險排序影響因子基礎(chǔ)上，對風(fēng)險大小及管控優(yōu)先程度進(jìn)行定量、半定量或定性判別的具體手段。通常受風(fēng)險類型、影響因素以及風(fēng)險發(fā)生的規(guī)律性差異等客觀因素影響，對風(fēng)險排序時通常采取不同的表征方式，現(xiàn)行的常規(guī)排序方法有：層次分析法、風(fēng)險矩陣法、蒙特卡羅法、模糊邏輯方法等四大類。其中，(1)層次分析法主要用于在多因素情況下集中確定主要風(fēng)險因素，具體而言是將組成復(fù)雜問題的多個元素權(quán)重的整體判斷轉(zhuǎn)變?yōu)閷@些元素進(jìn)行“兩兩比較”，然后再轉(zhuǎn)為對元素的整體權(quán)重進(jìn)行排序判斷，最后確立各元素的權(quán)重[17]；(2)風(fēng)險矩陣法是依據(jù)風(fēng)險定義的二維影響因子來判定危險有害因素分級的方法，該方法依據(jù)事故發(fā)生的可能性和后果的嚴(yán)重度，針對各種不同類型(如人失誤、設(shè)備故障)的危險有害因素進(jìn)行分級，同時兼顧人員傷亡和設(shè)備損壞等方面的危險后果[18]；(3)蒙特卡羅法(又稱為統(tǒng)計試驗(yàn)方法)是針對歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)充分、具有較強(qiáng)可控規(guī)律的各類風(fēng)險，在排序時通過該法構(gòu)建風(fēng)險排序評估模型。其基本思想是將所求風(fēng)險變量作為某一特征隨機(jī)變量，通過某一給定分布規(guī)律特征的大量隨機(jī)數(shù)值，解算出相應(yīng)統(tǒng)計量(即所求風(fēng)險變量的近似解構(gòu)建分析模型)。該法通常在全面考慮風(fēng)險事件影響因素基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)進(jìn)行處理，且對概率分析要求一般最小[19]，且該法能通過大量模擬提高結(jié)果的有效性和可信度[20]；(4)面對風(fēng)險發(fā)生概率和后果缺乏足夠歷史數(shù)據(jù)的情景下，通常需要借助專家基于經(jīng)驗(yàn)分析的主觀判斷開展風(fēng)險排序，此時對風(fēng)險因素的估計難以用數(shù)字精確定量，往往以定性方式表征，比如模糊邏輯方法[21]，該法能夠避開精確描述風(fēng)險概率及其后果的困難，同時定性分析結(jié)果在某種程度上會比量化方法增加了除風(fēng)險發(fā)生概率及其后果以外的更多信息，但同時不確定性也隨之增加。

上述風(fēng)險排序的主要方法因方法論構(gòu)建的理論基礎(chǔ)和適用條件不同，在實(shí)際操作中也具有各自的特點(diǎn)和局限性。(1)層次分析法缺陷是判斷矩陣的建立很困難，不適合大型復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險排序[19]；(2)風(fēng)險矩陣法雖應(yīng)用過程簡便但通常不夠精準(zhǔn)，且評估得到的風(fēng)險等級較少；在危險有害因素數(shù)量較多時，大量存在不同危險有害因素處于同一風(fēng)險等級的情況，不能實(shí)現(xiàn)危險有害因素的精細(xì)化排序，影響風(fēng)險防控對策的合理制定[18]；(3)蒙特卡羅法具有較高的精準(zhǔn)度，但往往對適用條件要求苛刻，通常需要滿足大量的風(fēng)險樣本統(tǒng)計基礎(chǔ)且具有明確的概率分布表征[22]；(4)而模糊邏輯方法雖可以提供超出風(fēng)險概率排序方法的信息和判定要素，但對風(fēng)險排序分析人員的理論基礎(chǔ)和工作經(jīng)驗(yàn)往往要求較高，且存在不同專家對于相同結(jié)果會做出不同解釋的主觀性差異性[21]。

鑒于上述風(fēng)險排序方法的優(yōu)劣特征，目前許多風(fēng)險研究學(xué)者通過方法改進(jìn)或配合使用，實(shí)現(xiàn)不同方法在風(fēng)險排序過程中的互補(bǔ)。具體改進(jìn)有：(1)集對分析(SPA)法，即運(yùn)用模糊集排序方法對風(fēng)險進(jìn)行排序，說明風(fēng)險事件發(fā)生可能性中模糊的一面；該方法雖不能說明風(fēng)險事件發(fā)生的隨機(jī)特性，但能夠有效處理模糊、隨機(jī)以及其他方法無法處理的中介不確定性問題[23]；(2)改進(jìn)后的風(fēng)險矩陣法(即：風(fēng)險矩陣法+Borda序值法)，該方法最初由美國空軍電子系統(tǒng)中心將投票原理引入到風(fēng)險矩陣中[24]，并提出運(yùn)用Borda序值法(即：結(jié)合風(fēng)險事件發(fā)生的后果嚴(yán)重度及可能性進(jìn)行排序的方法)處理眾多的風(fēng)險結(jié)或風(fēng)險模塊。改進(jìn)后的風(fēng)險矩陣法在一定程度上改進(jìn)了風(fēng)險分級時的精細(xì)化程度，但該法對于距離真正實(shí)現(xiàn)風(fēng)險水平的逐個降序排列還有一定差距[18]；(3)基于直覺模糊多屬性群決策的風(fēng)險排序方法(即：運(yùn)用直覺三角模糊數(shù)與多屬性群決策理論的結(jié)合法)[25]，是在考慮了隸屬度、非隸屬度和猶豫度三方面信息基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)險模糊性本質(zhì)的進(jìn)一步描述和客觀表征，在表征不確定風(fēng)險影響因子時具有更強(qiáng)的表現(xiàn)能力。具體而言，運(yùn)用直覺三角模糊數(shù)進(jìn)行風(fēng)險排序，對于全面匹配決策者的信息和需求具有良好的效果和借鑒意義，不過該法通常只能由一位專家打分，受個人影響較大。為此，借助群體決策理論可以綜合群內(nèi)所有專家意見形成群體偏好，是解決直覺三角模糊數(shù)結(jié)果存在個體差異的有效方法。因此基于直覺模糊多屬性群決策的風(fēng)險排序方法對于風(fēng)險排序的準(zhǔn)確度具有較好的提升效果。

從上述風(fēng)險排序方法的發(fā)展脈絡(luò)和比較研究不難得出，風(fēng)險排序準(zhǔn)確度的完善已經(jīng)從應(yīng)用單一方法逐漸向組合評估方法過渡，且不同方法及組合應(yīng)用的效果具有不同的特點(diǎn)和適用性。通?？梢砸罁?jù)目標(biāo)排序風(fēng)險的所屬領(lǐng)域、復(fù)雜程度、排序目的和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)差異，選取滿足排序需求的方法進(jìn)行風(fēng)險評估與排序。

4 風(fēng)險排序方法在環(huán)境領(lǐng)域的研究應(yīng)用

隨著風(fēng)險排序方法應(yīng)用研究的逐漸深入，其應(yīng)用范圍和對象也不斷拓展。鑒于目前嚴(yán)峻的環(huán)境風(fēng)險形勢及風(fēng)險管控壓力、多元復(fù)雜的環(huán)境風(fēng)險源構(gòu)成，環(huán)境風(fēng)險已逐步成為風(fēng)險排序研究的重要應(yīng)用焦點(diǎn)，其研究結(jié)果對于指導(dǎo)環(huán)境風(fēng)險管控具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前風(fēng)險排序方法在環(huán)境風(fēng)險管控領(lǐng)域的研究應(yīng)用多集中在基于單一風(fēng)險源的風(fēng)險影響排序和區(qū)域綜合風(fēng)險排序兩大類。前者多以環(huán)境污染物、危險化學(xué)品等單一要素類目標(biāo)為對象，采用模糊邏輯與多標(biāo)準(zhǔn)決策分析(MCDA)結(jié)合法[26]、環(huán)境風(fēng)險源分級矩陣法[27]以及風(fēng)險評估指數(shù)模型[28-29]等方法，通過定性和定量的影響指標(biāo)分析以及專家判斷，識別基于該要素的風(fēng)險管理優(yōu)先順序。通常該類風(fēng)險排序方法對風(fēng)險表征指數(shù)的量化要求不高，省去了其他方法所需更多表征健康影響的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而對于區(qū)域綜合風(fēng)險排序的應(yīng)用，目前的研究成果多基于多群體準(zhǔn)則的層次分析法[30]、蒙特卡洛模擬[31-32]等方法為基礎(chǔ)：其中多群體準(zhǔn)則的層次分析法是以環(huán)境風(fēng)險管理者、環(huán)境風(fēng)險源(如企業(yè))、環(huán)境風(fēng)險公眾受體為對象，分別構(gòu)建指標(biāo)體系及權(quán)重分析后，利用層次分析結(jié)果制定圍繞風(fēng)險源管控(如：源頭準(zhǔn)入)、風(fēng)險過程監(jiān)管(如：分級管理、日常監(jiān)管、生態(tài)安全防控)等多方面的環(huán)境風(fēng)險管理建議；而蒙特卡洛模擬通常用于大區(qū)域且受多項因素影響的綜合性風(fēng)險排序，如同時考慮風(fēng)險的時空分布規(guī)律、風(fēng)險所在環(huán)境的屬性特征及其對風(fēng)險水平的壓力響應(yīng)關(guān)系等，通常蒙特卡洛模擬的風(fēng)險排序結(jié)果能夠?yàn)楹暧^和區(qū)域?qū)用嫣峁╋L(fēng)險管控政策、預(yù)防策略的科學(xué)參考依據(jù)。

5 結(jié)語

綜上所述，目前的風(fēng)險排序研究及其在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用在排序指標(biāo)(影響因素)選取和量化方法論層面均進(jìn)入到以需求為導(dǎo)向、日趨綜合的完善階段。其中排序指標(biāo)的設(shè)置已不再局限于風(fēng)險度量中“概率和影響”雙維度的理論限制，并逐步延展至綜合風(fēng)險可預(yù)見性、管理邊際效率、風(fēng)險承受能力等現(xiàn)實(shí)管控需求，重復(fù)體現(xiàn)了風(fēng)險排序研究已日漸趨向于服務(wù)當(dāng)前風(fēng)險管理的有效性和匹配性。同時，對于風(fēng)險排序方法論的研究與應(yīng)用目前也開始進(jìn)入由單一方法向多元方法綜合應(yīng)用的新階段，由于系統(tǒng)科學(xué)、模糊理論方法、決策論等相關(guān)學(xué)科的理論方法在風(fēng)險排序研究中得到深入實(shí)踐，使得風(fēng)險排序的對象范圍逐步拓展至多要素、多層次和大尺度的綜合評估。然而，目前針對不同類型及具體風(fēng)險對象的排序研究多以排序方法的精確性為焦點(diǎn)，其排序方法及配套排序指標(biāo)選取的符合性、全面性及代表性檢驗(yàn)仍不夠充分，尤其是排序機(jī)理、風(fēng)險理論及風(fēng)險管控需求的內(nèi)在相互關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)解析，這也是實(shí)現(xiàn)未來風(fēng)險排序結(jié)果更加客觀全面的重要前提。

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欄目編輯 李文峻

Risk Ranking and Its Applications in Environmental Risk Management

DAI Jing，BI Jun，MA Zong-wei*

(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，SchooloftheEnvironment，NanjingUniversity，Nanjing，Jiangsu210023，China)

Based on the concept and practical demands of risks ranking， this work gives a systematic demonstration of risks ranking in the present risks management， especially in environmental fields by highlighting the pragmatic significances， and suggests that risks ranking is the deep understanding of the application of risk theory in risk management and prevention. Meanwhile， we have systematically reviewed the impact factors of risks ranking from the views of the classification， sources and evolutions， as well as the development laws and the characteristics of risks ranking， and indicated that the definition of impact factors associated with the risk ranking has evolved from rationalistic acknowledge into a stage emphasizing on services for risks management， while the methodology of risks ranking is gradually changing from single-factor into the complementation of multifactorial and integrated mechanism to obtain a more integrated and accurate risk ranking results. Then， the empirical studies of risks ranking methodology and their applications in environmental fields were reviewed and analyzed in this work. Finally， this work summarized that the present studies of risking ranking mainly focus on the measurability， while the applicability， comprehensiveness and representativeness of the ranking methodology and its associated ranking indexes still require further investigations. Most importantly， study on the internal interactions among the ranking mechanism， ranking theory and risk controlling is the key factor to improve the risks ranking in future.

Environmental risks； Risk ranking； Risk rating； Risk management

2016-01-05

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目(71433007)

戴婧(1985—)，女，工程師，博士，從事環(huán)境規(guī)劃與風(fēng)險管理研究。

*通訊作者：馬宗偉 Email：njumazw@163.com

X32.022

A

1674-6732(2016)01-0001-04