王少雄　張明文

0 引 言

近年來，我國危險貨物運輸行業(yè)快速發(fā)展，危險貨物運輸事故也逐年增多。數(shù)據(jù)顯示，約80%的危險貨物事故發(fā)生在運輸環(huán)節(jié)。[1]盡管危險貨物運輸事故較少，但一旦發(fā)生將會造成嚴重的人身財產(chǎn)損失，因此有專家學者針對危險貨物運輸過程中的風險進行了相關研究。申嘉輝等[2]采取層次分析法與模糊數(shù)學相結(jié)合的方法針對危險貨物物流公司的安全狀況進行了評價，并通過計算歐幾里得貼近度對評價結(jié)果進行了驗證;王玉等[3]對危險貨物運輸車輛或船舶駕駛員的不穩(wěn)定因素進行了識別，并采用模糊層次分析法與三角模糊數(shù)相耦合的方法對駕駛員差錯與其致因之間的關系進行了分析;黃文成等[4]采用熵權法計算道路危險貨物運輸系統(tǒng)的耦合度、協(xié)調(diào)度和耦合協(xié)調(diào)度，從而針對道路危險貨物運輸系統(tǒng)的風險進行了評價;徐文星等[5]通過引入類決策樹剪枝法對危險貨物車輛運輸過程中的路徑進行了優(yōu)化，并通過現(xiàn)場應用驗證了優(yōu)化方法的可行性。上述研究主要側(cè)重于危險貨物道路運輸過程中人、機、環(huán)、管等4個子系統(tǒng)方面的安全評價，關于內(nèi)河航道危險貨物運輸風險評估的研究相對較少。

內(nèi)河水體具有相對封閉、自凈能力較弱等特點，一旦危險貨物泄漏將對內(nèi)河生態(tài)環(huán)境造成極大危害。王超[6]采用多層次分析法對內(nèi)河水路運輸?shù)娜?、船、環(huán)境、貨物和管理等5個方面進行了風險評價;田茂軍等[7] 對1～9標度的層次分析法進行了改進，采用三標度層次分析法構建判斷矩陣來確定內(nèi)河航道運輸風險等級;鄭大明等[8]采用風險分析和網(wǎng)格化定量風險評估方法，對杭州內(nèi)河通航水域進行了風險量化評估。

上述針對內(nèi)河航道危險貨物運輸風險的評價研究存在兩方面問題：

（1）評估指標選取有待優(yōu)化。環(huán)境因素指標通常集中在氣象、水文等自然環(huán)境，忽略了船舶流量、橋梁等交通環(huán)境因素對運輸風險的影響;指標選取時一級指標和二級指標中定量的指標較少，定性指標較多且難以量化導致評估結(jié)果與實際存在偏差。

（2）二級指標權重系數(shù)確定方法有待改進。大多數(shù)的內(nèi)河危險貨物運輸風險評估在確定二級指標權重系數(shù)時通常沿用一級指標使用的層次分析法，該方法依賴專家打分的客觀程度，且指標增多導致計算過程繁瑣。

筆者對內(nèi)河航道危險貨物運輸風險評估指標進行了優(yōu)化，并對傳統(tǒng)的層次模糊綜合評價法進行了改進，對一級指標和二級指標分別采取不同的方法來確定相應的權重系數(shù)，將專家權重系數(shù)與熵權法相結(jié)合以降低專家打分的主觀影響，提高最終評估結(jié)果的客觀性。

1 內(nèi)河航道危險貨物運輸風險評估指標體系的構建

筆者通過對內(nèi)河航道、錨地、碼頭、橋梁等風險因素的現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合內(nèi)河危險貨物運輸?shù)奶攸c構建了內(nèi)河危險貨物運輸風險評估指標體系（見圖1），指標多為易定量且影響較大的風險指標。內(nèi)河危險貨物運輸風險評估指標體系分為3層：第1層為目標層;第2層為準則層，共有環(huán)境因素、設備設施因素、人員因素、危險貨物因素、管理因素等5個一級指標;第3層為指標層，共有日均通航船舶數(shù)、橋梁適航度、航道等級、氣象條件等14個二級指標。

2 各級指標權重系數(shù)的計算

2.1 計算一級指標的權重系數(shù)

一級指標共有5個影響因素，由于評估對象不多且對精度要求高，因此采用層次分析法來確定各個指標的權重系數(shù)。邀請專家對照1～9標度表對各個指標進行兩兩比較確定重要性程度，形成專家判斷矩陣M。

對判斷矩陣的處理有兩種思路：一種是計算判斷矩陣的特征值和對應的特征向量，并進行一致性檢驗，然后對特征向量進行歸一化處理得出各個一級指標的權重系數(shù);另外一種方法是先對判斷矩陣進行簡化處理再進行相容性計算，如果判斷矩陣相容則進行歸一化處理，從而得出各一級指標的權重系數(shù)。

由于一致性檢驗對于低階判斷矩陣可以通過查表得出，而判斷矩陣階數(shù)增多，其對應的一致性指標無法直接獲取，本文采用第二種方法來計算一級指標的權重系數(shù)。根據(jù)專家的評估結(jié)果建立判斷矩陣M，見式（1）;對判斷矩陣M進行簡化，矩陣M中大于等于1的元素記為1，小于1的元素記為0，得到簡化矩陣M'，見式（2）;將簡化后的矩陣M'進行自乘運算，即M"=M'xM'，計算結(jié)果見式（3）。M"簡化后的矩陣與簡化矩陣M'一致，因此判斷矩陣M具有相容性。

由于判斷矩陣M具有相容性，準則層的5個一級指標權重系數(shù)算法見式（4），計算結(jié)果見式（5）。對向量W?進行歸一化處理即可得到5個一級指標最后的權重系數(shù)，見式（6）。

式中：M為一級指標的專家打分標度;i= 1，2，…，5; j= 1，2，…，5。

2.2 計算二級指標的權重系數(shù)

筆者采用熵權法簡化二級指標權重系數(shù)的計算過程，同時在矩陣計算中增加專家信心指數(shù)來提高最后計算結(jié)果的精度。

熵權法確定指標權重系數(shù)的思路是通過計算指標的信息熵來確定指標的變異程度，如果該指標信息熵的值較大，則其變異程度較大，對評估結(jié)果的影響也就越大，其對應的權重系數(shù)也就越大。

（1）內(nèi)河危險貨物運輸風險評估指標體系共有14個二級指標，邀請5名港航方向的專家對這14個二級指標進行賦值打分，每個指標的分值區(qū)間為1～100，分值越高則表明該指標的重要性越大。專家打分結(jié)果見表1。根據(jù)表1建立二級指標專家判斷矩陣D：

式中：m為一級指標個數(shù)，m=1，2，…，5; n為二級指標個數(shù)，n=1，2，…，14。

（2）對二級指標專家判斷矩陣D進行標準化計算，見式（8）。標準化處理后的結(jié)果見表2。

式中： max（T）為指標T的最大值; min（T）是指標Tij的最小值。

（3）計算各個二級指標的信息熵Ei及對應的權重系數(shù)Fi，見式（9）、式（10），結(jié)果見表3。

筆者共邀請5名專家對二級指標進行賦值打分，每位專家的信心指數(shù)S通過式（11）計算。

式中：a、b、c、d分別表示各個專家的指標評估自信度、專業(yè)領域熟悉度、專業(yè)技術職稱以及工作年限，具體對應分值見表4。

5名專家的具體得分K見式（12）。將專家得分K進行歸一化計算，得到專家信心系數(shù)，見式（13）。對二級指標專家判斷矩陣D按照式（14）進行歸一化計算，各二級指標專家指數(shù)權重Fi' 通過式（15）進行計算，計算結(jié)果見表3。

熵權法得到的二級指標權重系數(shù)Fi與專家信心指數(shù)權重系數(shù)F'進行耦合計算得出最終的二級指標權重系數(shù)W'，耦合計算見式（16），計算結(jié)果見表3。

2.3 實例應用

嘉興內(nèi)河水網(wǎng)密布，碼頭泊位主要分布在低等級航道及小港支流上，危險貨物運輸主要通過杭申線、杭平申線、乍嘉蘇線、京杭運河等干線航道及其支線航道。筆者選取杭平申線來驗證內(nèi)河航道危險貨物運輸風險評估指標體系的合理性和有效性。

（1）邀請杭平申線航道上30名危險貨物經(jīng)營企業(yè)的安全管理人員和危險貨物運輸企業(yè)的負責人，結(jié)合杭平申線航道危險貨物運輸裝卸的實際情況，對各個二級指標進行評價，評價等級分為差、較差、一般、較好和好等5個等級。將評價結(jié)果進行歸一化處理，處理結(jié)果見表5，形成二級指標模糊判斷矩陣Bi，見式（17）。

（2）將二級指標模糊判斷矩陣Bi與二級指標權重系數(shù)Wi'進行乘積計算確定杭平申線航線的整體評估矩陣N，計算結(jié)果見式（18）。將一級指標權重系數(shù)W與整體評估矩陣Ni相乘得到最終的評價矩陣G，計算結(jié)果見式（19）。對照風險等級評估分值（見表6）按照式（20）計算杭平申線航道最終的風險等級L。杭平申線航道最終的風險等級評估分值為70.6分，評估分值介于60～80，為一般風險。

3 結(jié) 語

（1）構建內(nèi)河航道危險貨物運輸風險評估指標體系時盡量選取易定量且對風險等級影響較大的因素，在環(huán)境因素中除自然環(huán)境因素外還增加了船舶流量、橋梁等交通環(huán)境因素。

（2）在傳統(tǒng)的模糊層次分析法的基礎上，采用熵權法來簡化二級指標權重系數(shù)計算過程，同時在矩陣運算中增加專家權重系數(shù)來降低專家的主觀性和不確定性對評估結(jié)果的影響，提高了最終評估結(jié)果的精度和可信度。

（3）采用模糊評價法進行風險評估指標體系實例應用時，由于14個二級指標沒有完全定量化，收集到的危險貨物經(jīng)營企業(yè)安全管理人員和危險貨物運輸企業(yè)負責人的打分結(jié)果部分存在雷同和主觀影響，需要邀請更多行業(yè)內(nèi)從業(yè)人員參與評估過程或者對各二級指標進行進一步優(yōu)化來消除這方面的影響。

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