范麗先， 鄭 嵐

(上海大學(xué) 管理學(xué)院， 上海 200444)

作為國際貿(mào)易主要運(yùn)輸方式——海上運(yùn)輸承擔(dān)著重要的國際貨物運(yùn)輸?shù)呢?zé)任，起著無可替代的作用。但由于海上運(yùn)輸容易受環(huán)境變化、人為因素以及船舶自身屬性的影響，海上交通事故時(shí)有發(fā)生。并且海上交通事故一旦發(fā)生，通常會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境破壞以及人員傷亡。由于環(huán)境和人為因素的不可控性，通過對船舶自身的監(jiān)控來降低船舶風(fēng)險(xiǎn)，從而減少海上交通事故的發(fā)生顯得尤為重要。而港口國監(jiān)控(PSC)則是改善不符合標(biāo)準(zhǔn)的船舶，保障船舶安全航行的重要措施之一[1]。通過對入港船舶檢查，有助于發(fā)現(xiàn)船舶在設(shè)備、操作、人員等方面的缺陷，并保證其滿足相關(guān)國際公約規(guī)定。通常認(rèn)為，港口國監(jiān)控在減少高風(fēng)險(xiǎn)船舶、提高海上交通安全方面起著非常重要的作用[2]。Cariou等[3]認(rèn)為整體PSC檢查(通常由海事安全局實(shí)施)對于發(fā)現(xiàn)不明顯但致命的船舶缺陷至關(guān)重要，它可以顯著減少海事事故。Knapp和Heij[4]對過去檢查結(jié)果和船舶事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)從全球?qū)用鎭砜?，?0.2%的事故船舶在發(fā)生事故前三個(gè)月內(nèi)未被檢查，但從非常嚴(yán)重的事故船舶看，則有75.4%的船舶未被檢查。由此認(rèn)為，未被PSC檢查過的船舶發(fā)生事故的可能會(huì)明顯升高。因此，PSC檢查對船舶事故的影響吸引了眾多學(xué)者的研究。H?nninen等[5]利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)建了船舶檢查與船舶事故的影響關(guān)系，最終發(fā)現(xiàn)船舶類型、港口國監(jiān)控檢查類型以及船舶缺陷數(shù)量是最大的影響因素。Fan等[6]也發(fā)現(xiàn)船齡、船型等船舶固有屬性和PSC檢查結(jié)果對船舶事故有重要影響。

雖然港口國監(jiān)控檢查對船舶事故有重要影響，但港口檢查設(shè)備和人員資源有限，通常船舶檢查需要高昂的成本，所以港口并不會(huì)對所有到港船舶進(jìn)行檢查。但是如果存在不標(biāo)準(zhǔn)船舶未被檢查、缺陷未能被及時(shí)修復(fù)，則船舶容易發(fā)生事故，造成嚴(yán)重后果。一般來說，港口會(huì)依據(jù)特定因素進(jìn)行評估，比如船齡、船旗、船舶類型等船舶自身固有屬性以及船舶先前檢查記錄，選擇可能存在較高風(fēng)險(xiǎn)的船舶檢查[7]，或者對不符合國際公約的船舶進(jìn)行檢查[8]。Yang等[9]利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行分析，從而得出影響PSC檢查的因素。當(dāng)PSC檢查結(jié)果表明被檢查船舶不適合繼續(xù)航行時(shí)，被檢查船舶將被強(qiáng)制扣留和修理[10]。PSC檢查結(jié)果也能夠預(yù)測船舶未來的風(fēng)險(xiǎn)，Heij和Knapp[11]對PSC檢查的預(yù)測能力進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)上一年P(guān)SC檢查結(jié)果認(rèn)為表現(xiàn)較差的船舶在這一年發(fā)生事故的概率更高。因此，歷史檢查數(shù)據(jù)是提高PSC檢查效率和有效性的重要指標(biāo)。Heij等[12]從安全收益的角度分析，發(fā)現(xiàn)港口國對船舶檢查時(shí)，考慮可能的傷亡風(fēng)險(xiǎn)則可以獲得更大的潛在安全收益，這為港口國監(jiān)控檢查的有效性分析增加了新的維度。

文獻(xiàn)分析可知，PSC檢查有效性引起了越來越多專家學(xué)者的關(guān)注。大多關(guān)于PSC檢查有效性以及目標(biāo)船舶的選擇研究都依據(jù)PSC檢查結(jié)果和船舶固有屬性進(jìn)行分析，而且對PSC檢查有效性的研究也大多分析單次的檢查結(jié)果。但是，對比船舶被檢查多次與被檢查1次，PSC的動(dòng)態(tài)檢查有效性仍有待研究，且如何依據(jù)船舶歷史被檢查次數(shù)對船舶未來的事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測也處于空白階段。因此，本研究以PSC對船舶的動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)為出發(fā)點(diǎn)，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立對船舶的動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)和船舶固有屬性與船舶事故間的關(guān)系，研究各MoU中船舶的動(dòng)態(tài)檢查如何影響船舶事故率，并探討PSC動(dòng)態(tài)檢查的有效性。

1 數(shù)據(jù)來源及模型構(gòu)建

本研究主要從船舶固有屬性和船舶動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)進(jìn)行分析，船舶數(shù)據(jù)主要來自于英國勞氏船級社(LR)的超過12萬艘船舶的信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后最終數(shù)據(jù)為包含船舶所有固有屬性信息的101 423艘船舶。船舶檢查數(shù)據(jù)來自于東京諒解備忘錄(Tokyo MoU)、印度諒解備忘錄(Indian MoU)和巴黎諒解備忘錄(Paris MoU)中2016至2018年7月的PSC檢查數(shù)據(jù)，共涉及36 593艘船舶。另外，在此期間的國際海事組織(IMO)的事故數(shù)據(jù)用來衡量船舶的最終風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。

作為強(qiáng)大的定量建模工具，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常被用來研究航運(yùn)安全問題[13]。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)信息或者根據(jù)數(shù)據(jù)估計(jì)進(jìn)行構(gòu)建，最終形成一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和箭頭組成的有向無環(huán)圖。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表一個(gè)變量，箭頭指出的節(jié)點(diǎn)叫做“父節(jié)點(diǎn)”，指向的節(jié)點(diǎn)叫做“子節(jié)點(diǎn)”，箭頭則代表相連接的兩個(gè)變量之間的因果關(guān)系。變量及相應(yīng)狀態(tài)之間的依賴關(guān)系通過條件概率值(Conditional Probability Table, CPT)給出，這為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的定量分析提供了條件[14]。

本研究中將對船舶的動(dòng)態(tài)檢查分為4個(gè)變量，分別為至少檢查1次(One)、至少檢查2次(Two)、至少檢查3次(Three)以及至少檢查4次(More)，這4個(gè)變量均包含是(Yes)、否(No)兩個(gè)狀態(tài)。除此之外，對于船舶固有屬性變量，則選取了船齡(Age)、船型(Type)、船旗(Flag)、船舶尺度(Size)以及認(rèn)證組織(IACS)。其中，由于本研究僅選取了2016年至2018年7月的船舶檢查數(shù)據(jù)，船舶在被檢查時(shí)的船齡變化不大，因此以2018年時(shí)船齡為準(zhǔn)，根據(jù)平均船齡及船齡分布[15]將其分為新船(New)、舊船(Old)及中齡船(Middle)，船齡不大于10為新船，大于30為舊船，而在10～30的為中齡船；船型則分為干散貨船(Bulker)、集裝箱船(Container)、油船(Tanker)、客船(Passenger)和其他類型船舶(Others)；由于不同類型的船舶噸位也會(huì)有較大差別，因此船舶尺度按照不同船型的船舶總噸位分布各自分為大型船(Large)、小型船(Small)及中型船(Middle)(具體分類如表1所示)；船旗按照其登記制度的不同分為開放登記制度(Open)、傳統(tǒng)船舶登記制度(National)以及國際船舶登記制度(International)；而認(rèn)證組織根據(jù)船舶是否被國際船級社協(xié)會(huì)(IACS)認(rèn)證分為IACS認(rèn)證船(Yes)和非IACS認(rèn)證船(No)。而對于船舶事故(Incident)變量只按船舶是否發(fā)生過事故分為是(Yes)和否(No)。最終，根據(jù)變量之間的關(guān)系建立相應(yīng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型(如圖1)，并且對模型結(jié)果從不同MoU以及3個(gè)MoU的檢查數(shù)據(jù)合并后進(jìn)行分析。

表1 船舶尺度按船型分類標(biāo)準(zhǔn)(單位：總噸位，GT)

圖1 本研究的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型

2 敏感性分析

為驗(yàn)證模型結(jié)果的準(zhǔn)確性及變量選取的有效性，本研究對模型變量進(jìn)行了敏感性分析，且對不同狀態(tài)下事故后驗(yàn)概率的變化進(jìn)行了方差分析(ANO-VA)。首先對于船舶固有屬性變量對船舶事故的影響敏感性進(jìn)行了分析；其次，由于不同MoU對船舶的檢查不同，需對各個(gè)MoU的檢查次數(shù)對船舶事故的敏感性分別進(jìn)行分析。

2.1 船舶固有屬性對船舶事故的敏感性分析

在此依據(jù)3個(gè)MoU檢查數(shù)據(jù)合并后的模型概率分析船舶固有屬性對船舶事故的影響，3個(gè)MoU檢查數(shù)據(jù)合并后的模型初始概率分布如圖2所示，船舶固有屬性對船舶事故的敏感性分析結(jié)果如表2所示。

圖2 3個(gè)MoU檢查數(shù)據(jù)合并的模型初始概率分布

表2 船舶固有屬性對船舶事故的敏感性分析

由方差分析的F統(tǒng)計(jì)量可知，船舶固有屬性對船舶事故的影響都非常顯著。從船型來看，客船和集裝箱船的事故率最高，其次為油船、干散貨船及其他類型船舶。從船齡來看，新船和舊船的事故率都相對于中齡船較高，新船可能由于船員過度自信且疏忽大意使船舶易在遭遇極端天氣時(shí)導(dǎo)致事故發(fā)生[16]，而舊船一般由于各項(xiàng)指標(biāo)的下降而易發(fā)生事故。對于船舶尺度來講，通常認(rèn)為船舶越大越難控制，因而發(fā)生事故的概率相對較高；而小船對于突發(fā)情況的抵御能力則不如大船，所以其事故率通常也較高。另外，通常認(rèn)為被國際船級社認(rèn)證的船舶其安全水平相對較高，因而其事故率也較非國際船級社認(rèn)證的船舶低。對于船旗來講，一般認(rèn)為，懸掛開放式船旗的船舶其事故率通常較高[17]。而從此研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國際船舶登記制度的船舶事故率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開放登記的船舶。

由于一些國家所實(shí)施的船舶登記制度較為嚴(yán)格，導(dǎo)致大量船舶選擇開放登記，這也促使了第二船籍登記制度的產(chǎn)生，如國際船舶登記制度。相對于傳統(tǒng)船舶登記制度而言，其條件相對較寬松，且為船舶提供了更多的優(yōu)惠政策，這導(dǎo)致更多的船舶可能為逃避承擔(dān)有關(guān)義務(wù)而選擇這種登記制度。因此該制度為擴(kuò)大本國航運(yùn)市場作出一定貢獻(xiàn)，但同時(shí)也對船舶的安全水平監(jiān)管不足，不能有效減少高風(fēng)險(xiǎn)船舶，這將給航運(yùn)發(fā)展造成負(fù)面影響。由本研究結(jié)果可知，國際船舶登記制度的船舶其事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他登記制度的船舶，這也說明國際船舶登記制度對船舶監(jiān)管缺乏有效性。

2.2 動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)對船舶事故的敏感性分析

船舶被PSC的動(dòng)態(tài)檢查與船舶事故之間也有明顯關(guān)系。由于不同MoU對進(jìn)入其港口的船舶的檢查次數(shù)也不盡相同，通過對不同MoU中船舶被檢查次數(shù)對船舶事故的敏感性分析(如表3)，確保了模型結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表3 模型中動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)對船舶事故的敏感性分析

由表3結(jié)果可知，各模型中檢查次數(shù)變量對船舶事故的影響的敏感性較強(qiáng)。且無論對任何MoU的檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，都可發(fā)現(xiàn)被檢查過的船舶發(fā)生事故的概率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未被檢查的船舶，這是由于通常港口檢查機(jī)構(gòu)在選擇被檢查的目標(biāo)船舶時(shí)，會(huì)根據(jù)船舶風(fēng)險(xiǎn)等級選擇有較高風(fēng)險(xiǎn)的船舶，以提高其航運(yùn)安全。對于Tokyo MoU、Paris MoU和Indian MoU來說，被檢查至少一次的船舶事故率分別為18%、17%和26%，Indian MoU檢查過的船舶事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Tokyo MoU和Paris MoU檢查過的船舶事故率，因此說明Indian MoU對船舶的檢查未能有效降低船舶事故風(fēng)險(xiǎn)，其檢查有效性相對于其他兩個(gè)MoU較低。若能使各個(gè)檢查機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)溝通，依據(jù)船舶先前被檢查數(shù)據(jù)評估船舶風(fēng)險(xiǎn)水平，而不僅僅是增加對某些船舶的檢查次數(shù)，將能夠更有效地提高船舶安全，降低船舶事故率。

3 模型結(jié)果分析

船舶被檢查過說明船舶至少被檢查1次。由于船舶檢查次數(shù)的節(jié)點(diǎn)表示船舶至少被檢查的次數(shù)，因此若表示船舶被檢查1次，則除節(jié)點(diǎn)“One”之外，其他檢查次數(shù)的節(jié)點(diǎn)均為“否”；以此類推，若船舶被檢查2次，則至少被檢查2次為“是”，至少被檢查3次和4次為“否”；同理可表示船舶被檢查3次及超過3次。對于不同MoU來說，被檢查次數(shù)不同的船舶其事故率也不相同，因此若船舶根據(jù)船舶事故率隨不同的檢查次數(shù)的變化，可判斷船舶發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)大小。若各MoU的檢查數(shù)據(jù)能夠在所有檢查機(jī)構(gòu)之間被聯(lián)合使用，則可依據(jù)船舶在相應(yīng)期間內(nèi)的檢查次數(shù)預(yù)測船舶事故率，為檢查機(jī)構(gòu)對船舶的檢查提供更有效的依據(jù)。為確定對于不同MoU來講PSC對船舶的動(dòng)態(tài)檢查如何影響船舶事故風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行了以下分析。

3.1 Tokyo MoU

對于Tokyo MoU來說，整體來看其被檢查過(即至少被檢查1次)的船舶發(fā)生事故的概率為18%。通過對其船舶被檢查次數(shù)如何動(dòng)態(tài)影響船舶事故率進(jìn)行分析(如表4)，以發(fā)現(xiàn)Tokyo MoU區(qū)域的PSC檢查有效性隨檢查次數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。

表4 Tokyo MoU檢查的船舶被檢查次數(shù)對事故率的影響

由上表可以看出，船舶事故率隨著檢查次數(shù)的增加先升高后降低。在研究期間內(nèi)，只檢查過1次的船舶事故率最低，且在檢查次數(shù)不超過3次時(shí)，事故率隨著檢查次數(shù)的增加而升高；而當(dāng)檢查次數(shù)超過3次時(shí)，事故率明顯偏低。說明任意增加船舶檢查的次數(shù)并不一定會(huì)有效提高船舶安全水平，隨檢查次數(shù)的增加PSC檢查對船舶的有效性會(huì)先降低后升高，在本研究中，被檢查3次的船舶發(fā)生事故的概率最高，即PSC檢查的有效性最低，而當(dāng)繼續(xù)對船舶進(jìn)行檢查，PSC檢查對船舶安全的有效性將更加明顯，會(huì)有效降低船舶事故率。因而對于Tokyo MoU來講，在相應(yīng)期間內(nèi)，最好依據(jù)船舶被檢查次數(shù)對船舶事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估計(jì)，進(jìn)而明確船舶事故率高低，而非盲目增加對船舶的檢查。

3.2 Paris MoU

對于Paris MoU來說，其被檢查過的船舶發(fā)生事故的概率為17%。對船舶被檢查次數(shù)如何動(dòng)態(tài)影響船舶事故率進(jìn)行分析(如表5)，發(fā)現(xiàn)其船舶事故率隨檢查次數(shù)的變化趨勢，進(jìn)而探究Paris MoU區(qū)域的PSC檢查有效性隨檢查次數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。

表5 Paris MoU檢查的船舶被檢查次數(shù)對事故率的影響

由上表可以看出，船舶事故率隨著檢查次數(shù)的增加逐漸升高。在研究期間內(nèi)，被檢查次數(shù)只有1次的船舶，事故率最低，且低于被檢查過的船舶的整體事故率，此類船舶安全水平較高，事故風(fēng)險(xiǎn)較低；但隨著繼續(xù)增加對船舶的檢查，船舶事故率開始升高且高于整體事故率水平，說明PSC檢查對于降低船舶事故風(fēng)險(xiǎn)的有效性較低。整體來看，船舶事故率隨檢查的動(dòng)態(tài)變化呈上升趨勢，對船舶增加檢查次數(shù)未能有效降低其事故風(fēng)險(xiǎn)。這表明Paris MoU整體的檢查有效性并未因?qū)Υ霸黾訖z查次數(shù)而提高。因此，對Paris MoU而言，提高每次檢查的有效性比增加對船舶的檢查次數(shù)更重要。

3.3 Indian MoU

對于Indian MoU來說，其被檢查過的船舶發(fā)生事故的概率為26%。對Indian MoU區(qū)域船舶被檢查次數(shù)如何動(dòng)態(tài)影響船舶事故率進(jìn)行分析(如表6)，能夠發(fā)現(xiàn)Indian MoU區(qū)域的PSC檢查有效性的動(dòng)態(tài)變化趨勢。

表6 Indian MoU檢查的船舶被檢查次數(shù)對事故率的影響

由上表可以看出，船舶事故率隨著檢查次數(shù)的增加逐漸升高。與Paris MoU相似，在研究期間內(nèi)，Indian MoU中被檢查1次的船舶事故率最低，而隨著對船舶檢查次數(shù)的增加，船舶事故率也隨之升高，增加對船舶的檢查次數(shù)未能有效降低船舶事故率。且整體來看，無論船舶是否被多次檢查，船舶事故率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他2個(gè)MoU區(qū)域，這也說明Indian MoU的PSC檢查對于船舶的有效性相比另外2個(gè)MoU較低。因此，對于Indian MoU來講，一味增加檢查次數(shù)并不能有效降低船舶風(fēng)險(xiǎn)，而應(yīng)進(jìn)一步提高檢查有效性。

4 結(jié) 論

本文利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)研究不同MoU對船舶的動(dòng)態(tài)檢查次數(shù)與船舶事故率的數(shù)量關(guān)系，并分析各MoU的PSC檢查對船舶的動(dòng)態(tài)有效性。研究發(fā)現(xiàn)，對于Tokyo MoU來講，其PSC檢查能夠有效降低船舶風(fēng)險(xiǎn)，一定條件下增加對船舶的檢查能夠降低船舶事故率，因此，可適當(dāng)增加對某些船舶的檢查，但應(yīng)注意過多的檢查也會(huì)增加船東和港口檢查機(jī)構(gòu)成本。而對于Paris MoU和Indian MoU，隨著對船舶檢查的增加，船舶事故率反而逐漸升高，甚至遠(yuǎn)高于所有被檢查過的船舶的整體事故率，這表明該區(qū)域PSC檢查的動(dòng)態(tài)有效性需進(jìn)一步提高。另外，從三個(gè)MoU的整體檢查數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，船舶固有屬性均對船舶事故率有顯著影響，特別是船旗變量。一般認(rèn)為開放登記的船舶其事故率相對較高，然而結(jié)果顯示，國際船舶登記制度的船舶事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開放登記的船舶。

本研究結(jié)論可對各MoU的港口國監(jiān)控檢查提供指導(dǎo)。首先，從船旗來看，開放登記和第二船籍登記制度對船舶的監(jiān)管相對不足[18]，此外，國際船舶登記制度下的船舶事故率也相對較高，因此各檢查機(jī)構(gòu)應(yīng)對由國際船舶登記制度登記的船舶加強(qiáng)監(jiān)督檢查，提高船舶安全水平，有效控制船舶事故風(fēng)險(xiǎn)。其次，依據(jù)對各MoU的PSC檢查有效性的分析，對不同區(qū)域的船舶實(shí)施相應(yīng)的檢查策略。對于Tokyo MoU來說，加強(qiáng)對船舶的監(jiān)督檢查管理對降低船舶事故風(fēng)險(xiǎn)有明顯作用，因此在提高PSC檢查有效性的同時(shí)也可適當(dāng)增加對某些船舶的檢查，以進(jìn)一步降低船舶風(fēng)險(xiǎn)。而對于Paris MoU和Indian MoU來說，增加對船舶的檢查并未降低船舶事故率，因而應(yīng)增強(qiáng)這兩個(gè)MoU區(qū)域港口國監(jiān)控檢查的力度，提高PSC檢查對船舶安全的有效性，并降低船舶事故風(fēng)險(xiǎn)。

本研究仍具有一定的局限性。首先，檢查有效性可能會(huì)受兩次檢查間隔的影響，本次檢查若與上次檢查間隔較長時(shí)間，則上次檢查對船舶的效用逐漸減小甚至消失，未來研究可將檢查之間的時(shí)間間隔對于船舶事故率的影響考慮在內(nèi)。其次，船舶事故易受環(huán)境和人為因素影響，若考慮到此類因素，研究將更加完善。