基于可拓物元模型的我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全評價(jià)及提升路徑研究

張玉潔，段曉峰，丁仕偉

（國家海洋信息中心，天津 300171）

引 言

自改革開放以來，隨著我國對外貿(mào)易量的快速增大，海洋交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛。包括遠(yuǎn)洋旅客運(yùn)輸、沿海旅客運(yùn)輸、遠(yuǎn)洋貨物運(yùn)輸、沿海貨物運(yùn)輸、水上運(yùn)輸輔助活動(dòng)、管道運(yùn)輸業(yè)、裝卸搬運(yùn)及其他運(yùn)輸服務(wù)活動(dòng)等在內(nèi)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)均取得了質(zhì)和量的同步發(fā)展[1]。作為中國海洋產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵行業(yè)，中國海洋交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)承擔(dān)著內(nèi)與外的鏈接作用，未來無論是國家戰(zhàn)略部署、資源運(yùn)輸層面，還是人民的生活福利層面，都離不開海洋交通運(yùn)輸。而且隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，海洋交通運(yùn)輸?shù)男枨笠矊⒊掷m(xù)增加，在這種情況下，海洋交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的安全問題顯得尤為重要且十分迫切。

1 我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)值變動(dòng)情況

受國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢尤其貿(mào)易形勢復(fù)雜多變的影響，近年來我國海洋運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)值變動(dòng)幅度較為明顯（如圖1所示），最高的2010年海洋運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)值增長達(dá)20%，而2009年受國際金融危機(jī)影響，全年產(chǎn)值下降達(dá)10%。但總體來看，海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)值仍呈現(xiàn)波動(dòng)性上漲，2015年產(chǎn)值達(dá)到2005年的2.4倍。

圖1 2005-2015年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)增加值變動(dòng)情況

2 我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全評價(jià)的可拓物元模型構(gòu)建

2.1 可拓物元模型的構(gòu)建

通過對評價(jià)模型的分析與對比，選取以可拓工程學(xué)為基礎(chǔ)的可拓物元模型，結(jié)合海洋產(chǎn)業(yè)安全特性，對可拓物元評價(jià)模型進(jìn)行修訂，以構(gòu)建出適宜的海洋產(chǎn)業(yè)安全度評價(jià)模型。

2.2 可拓物元模型的原理

可拓模型，是指以可拓學(xué)原理為基礎(chǔ)，用形式化模型模擬事物變化的規(guī)律與方法，對其拓展的可能性和拓展創(chuàng)新進(jìn)行描述的模型。它是以物元、事元和關(guān)系元三種基本元組成邏輯細(xì)胞，即以事物特征及關(guān)于該特征的量值三者所組成的三元組，利用可拓變換這一種有用的形式化工具來解決事物矛盾問題的方法[2]。

在可拓模型中，首先以描述客觀世界的物元為最基本工具，并和事元、關(guān)系元共同來描述事物不停運(yùn)動(dòng)和變化的狀態(tài)，而描述這些運(yùn)動(dòng)變化的形式化方法即為可拓變換。其次以可拓變換對研究對象進(jìn)行分解或者變?yōu)榱硪粋€(gè)對象，從而對可拓變換事物的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)進(jìn)行了表達(dá)。再次從定性、定量來描述元素分別屬于可拓變換劃分的范圍，并用關(guān)聯(lián)函數(shù)值的大小對于元素位置進(jìn)行確定。在實(shí)變函數(shù)中規(guī)定：“區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)與該區(qū)間的距離均為0”，將量變與質(zhì)變結(jié)合起來，在距離相同的規(guī)定下，描述的是“類內(nèi)即為同”。最后分析綜合函數(shù)所得結(jié)果及屬于的閥域，獲得解決矛盾問題的辦法。

2.2.1 物元

物元是描述事物物質(zhì)與量關(guān)系的工具，它包括事物的名稱、特征和量值三要素：一是事物的名稱N，表示客觀世界存在的物質(zhì)客體、各種事情和各種現(xiàn)象。二是特征c和量值v，特征c指能夠?qū)⑹挛锱c其他事物區(qū)別開又能與一些事物合成同類的事物的性質(zhì)、功能、關(guān)系、狀態(tài)和行為等；量值v，表示該事物只有某一特征下的程度、數(shù)量和范圍等。三是有序三元組合R=（N，c，v）。

設(shè)n個(gè)特征c1，c2，…，cn描述事物N，其對應(yīng)的量值為v1，v2，…，vn，則可建立多元特征物元矩陣R，稱R為n維物元，記為R=[N，c，v]，即：

其中：Ri=（Ni，ci，vi）（i=1，2，…，n）稱為R的分物元。

通過對事物的分析來看，任何事物的本質(zhì)特征都是通過一系列的特征來刻畫的，每一個(gè)特征又能夠通過反映其本質(zhì)特征的量域來表達(dá)，則這些量域?yàn)樵擃愂挛锏慕?jīng)典域X0，因此性質(zhì)不同的各類事物，在同一評判標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)具有同一特征下的不同的經(jīng)典域。相類似的事物對于設(shè)定的評判標(biāo)準(zhǔn)，其特征具有最基本的取值范圍，這個(gè)基本取值范圍成為節(jié)域Xp，它又與經(jīng)典域存在包含關(guān)系，即：X0∈Xp。而對于要評判的具體事物的物元矩陣，稱為待測物元，其特征往往用具體的量值來表達(dá)。

2.1.2 關(guān)聯(lián)函數(shù)

關(guān)聯(lián)函數(shù)是可拓模型進(jìn)行運(yùn)算的重要內(nèi)容，通過關(guān)聯(lián)函數(shù)值可以定性、定量地描述某一元素分別屬于哪一個(gè)值域即正域、負(fù)域還是零界，還可以數(shù)值的大小來判斷該元素處于一個(gè)域的不同位置。

2.3 海洋交通運(yùn)輸業(yè)經(jīng)典域物元和節(jié)域物元的確定

設(shè)Nj為海洋產(chǎn)業(yè)安全度的標(biāo)準(zhǔn)等級，關(guān)于特征指標(biāo)Ci的量值范圍為Voji=〈Aoji，Boji〉（j=1，2，…，n；i=1，2，…，m） 時(shí)，m為等級個(gè)數(shù)，則經(jīng)典域的物元矩陣如下：

對綜合評測海洋產(chǎn)業(yè)安全各因素指標(biāo)允許的范圍進(jìn)行設(shè)定，形成節(jié)域物元Rp，是由標(biāo)準(zhǔn)等級Nj的全體加上海洋產(chǎn)業(yè)安全度可能存在的狀態(tài)所組成的物元Vpk=〈apk，bpk〉，且vojk∈vpk；j=1，2，…，n；k=1，2，…，m。則形成的節(jié)域物元矩陣如下：

2.4 待評價(jià)交通運(yùn)輸業(yè)物元矩陣的確立

對于待評價(jià)的我國海洋產(chǎn)業(yè)安全N，各個(gè)因素指標(biāo)所檢測到的數(shù)據(jù)或分析結(jié)果為待測物元量值，組成帶測物元矩陣如下：

2.5 海洋交通運(yùn)輸業(yè)的可拓學(xué)研究方法

待評價(jià)指標(biāo)值Vk與經(jīng)典域區(qū)間V0jk和節(jié)域區(qū)間Vpk的“接近度”計(jì)算。即計(jì)算點(diǎn)與區(qū)間的“距離”公式如下：

則建立關(guān)聯(lián)函數(shù)為：

其中：j=1，2，…，n；k=1，2，…，m，K（jVk）為待測物元的第k個(gè)因素指標(biāo)Xk關(guān)于第j級海洋產(chǎn)業(yè)安全度的關(guān)聯(lián)度。

通過可拓學(xué)理論中采用加權(quán)的綜合關(guān)聯(lián)度值，設(shè)計(jì)出綜合評定值，從而能夠得到指標(biāo)評價(jià)結(jié)果。關(guān)于各因素i等級j的綜合關(guān)聯(lián)度kij（Nx）為：

影響因素的安全等級為：

最后，總的關(guān)聯(lián)度為Kj（Nx）：

3 基于可拓物元模型的我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全評價(jià)實(shí)證分析

3.1 安全評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重賦值

按照產(chǎn)業(yè)安全理論及相關(guān)理論成果，同時(shí)與海洋交通運(yùn)輸業(yè)自身所具有的發(fā)展特點(diǎn)相結(jié)合，建立起相應(yīng)的海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全評價(jià)指標(biāo)體系。確定產(chǎn)業(yè)環(huán)境安全、產(chǎn)業(yè)競爭力、產(chǎn)業(yè)控制力為海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全評價(jià)的3個(gè)二級指標(biāo)，確定沿海主要港口碼頭泊位數(shù)、中國進(jìn)出口總額、國際貿(mào)易總額、波羅的海干散貨運(yùn)價(jià)指數(shù)為產(chǎn)業(yè)環(huán)境安全下的三級指標(biāo)，確定海洋交通運(yùn)輸業(yè)增加值、海洋運(yùn)輸船舶數(shù)量、主要海上活動(dòng)船舶總噸位、沿海地區(qū)貨物周轉(zhuǎn)量為產(chǎn)業(yè)競爭力下的三級指標(biāo)，確定海上搜救成功率、海洋交通運(yùn)輸業(yè)從業(yè)人員數(shù)為產(chǎn)業(yè)控制力下的三級指標(biāo)[3]，如表1所示。

表1 海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全評價(jià)指標(biāo)體系

在權(quán)重的選取上，運(yùn)用德爾菲法，經(jīng)過計(jì)算取多名專家對于指標(biāo)權(quán)重的平均值為指標(biāo)權(quán)重。

3.2 產(chǎn)業(yè)環(huán)境安全評價(jià)經(jīng)典域、節(jié)域和待評物元的確定

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)把海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全評價(jià)劃分成 5個(gè)等級，分別為：（1）N01：安全；（2）N02：較安全；（3）N03：臨界安全；（4）N04：較不安全；（5）N05：不安全。根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對海洋交通運(yùn)輸業(yè)的深入研究和探索，掌握并分析國際交通行業(yè)先進(jìn)國所采用的指標(biāo)參數(shù)，與此同時(shí)，充分借鑒現(xiàn)有的研究成果，從而得出評價(jià)模型中所包含的節(jié)域物元矩陣及經(jīng)典域物元矩陣，其中節(jié)域物元矩陣用RP進(jìn)行表示，經(jīng)典域物元矩陣分別為R01、R02、R03、R04及R05，具體結(jié)構(gòu)如下所示：

選中需進(jìn)行判斷的物元，也就是選中評價(jià)對象各指標(biāo)Xk的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)來自于中國海洋統(tǒng)計(jì)年鑒、中國統(tǒng)計(jì)年鑒、中國交通運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)年鑒中所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算得到的結(jié)果，取2011-2015年為例證，得到其對應(yīng)待判物元矩陣為：

3.3 關(guān)于各指標(biāo)安全等級的關(guān)聯(lián)度

將2011年的數(shù)據(jù)代入模型，利用物元可拓公式即可計(jì)算得到不同指標(biāo)與評價(jià)等級之間存在的關(guān)聯(lián)度。按照對應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，K1（v1）=maxKj（v1），j∈ （1，2，3，4，5），可以得出，首個(gè)指標(biāo)的安全級別為N02，也就是所謂的較安全級別；以此類推，即可得出2011年度每一項(xiàng)指標(biāo)與其等級的關(guān)聯(lián)度和安全級別。

將前面計(jì)算得出的關(guān)聯(lián)度與其對應(yīng)權(quán)重（見表2）利用加權(quán)求和的方式即可得到各指標(biāo)對應(yīng)評價(jià)等級的綜合關(guān)聯(lián)度：

K1（p2011）=-0.385，K2（p2011）=-0.104，K3（p2011）=-0.204，K4（p2011）=-0.259，K5（p2011）=-0.045，按照標(biāo)準(zhǔn)K1（p2011）=maxKj（p2011），j∈（1，2，3，4，5）可知，2011年海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全級別為N02。表2中詳細(xì)介紹了我國2011年度海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全水平的相關(guān)數(shù)據(jù)，具體如下所示：

表2 2011年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平相關(guān)計(jì)算結(jié)果

3.4 我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)關(guān)于安全等級j的關(guān)聯(lián)度及安全等級評定

用上述方法計(jì)算我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)2012-2015年的產(chǎn)業(yè)安全水平，如表3、表4、表5、表6所示，結(jié)果匯總于表7。

表3 2012年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平相關(guān)計(jì)算結(jié)果

表4 2013年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平相關(guān)計(jì)算結(jié)果

表5 2014年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平相關(guān)計(jì)算結(jié)果

表6 2015年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平相關(guān)計(jì)算結(jié)果

表7 2011-2015年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)安全水平計(jì)算結(jié)果

3.5 海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)境安全評價(jià)結(jié)果分析

由表7可以得出，從2011-2015年我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全略有下降，2011年、2012年和2014年處于較安全狀態(tài)，而2013年和2015年處于臨界安全狀態(tài)。我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)的安全狀態(tài)一方面受國際航運(yùn)市場低迷的影響，另一方面與我國調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革有關(guān)。從表格的計(jì)算結(jié)果來看，沿海主要港口碼頭泊位數(shù)（X1）、波羅的海干散貨運(yùn)價(jià)指數(shù)（X4）、海洋運(yùn)輸船舶數(shù)量（X6）、主要海上活動(dòng)船舶總噸位（X7）、沿海地區(qū)貨物周轉(zhuǎn)量（X8）、海洋交通運(yùn)輸業(yè)從業(yè)人員數(shù)（X10）成為制約我國2011-2015年海洋交通運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)業(yè)安全的瓶頸因素，急需改善。相對較好的中國進(jìn)出口總額（X2）、國際貿(mào)易總額（X3）、海洋交通運(yùn)輸業(yè)增加值（X5）、海上搜救成功率（X9）則影響較小。隨著世界經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)，海上交通運(yùn)輸業(yè)將企穩(wěn)回暖，但只有提升薄弱環(huán)節(jié)，才能確保我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)的長期平穩(wěn)發(fā)展。

4 我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)提升路徑

海洋交通運(yùn)輸業(yè)是國際貿(mào)易運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑菄夜?jié)省外匯支付，增加外匯收入的重要渠道之一，有利于改善國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和國際貿(mào)易出口商品結(jié)構(gòu)。但與其他海洋產(chǎn)業(yè)相比，我國海洋交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了明顯滯后，且由于產(chǎn)業(yè)自身特點(diǎn)受國際貿(mào)易環(huán)境影響較大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展波動(dòng)特征突出，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中的貢獻(xiàn)度有所下降，產(chǎn)業(yè)自身安全度也隨之降低，為改善這一不利局面，未來有必要在硬件建設(shè)和軟實(shí)力提升方面同時(shí)下功夫：沿海主要樞紐港口應(yīng)向大型化、滲水化和集約化方向發(fā)展；開拓現(xiàn)代物流要成為港口的重要發(fā)展方向；港口科技管理、信息現(xiàn)代化水平要不斷提高，服務(wù)意識要進(jìn)一步增強(qiáng)；現(xiàn)代港口城市及腹地要區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展；港口結(jié)構(gòu)要有較大調(diào)整[4]。

對于國內(nèi)海運(yùn)企業(yè)來說，一是要抓住金融危機(jī)后全球經(jīng)濟(jì)緩慢復(fù)蘇的有利時(shí)機(jī)，加快進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)整，控制各項(xiàng)成本。受2008年國際金融危機(jī)影響，航運(yùn)企業(yè)業(yè)務(wù)量下滑，而且不同線路的業(yè)務(wù)受到的影響不同。航運(yùn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求量科學(xué)配置企業(yè)活動(dòng)資產(chǎn)和人員規(guī)模，以降低企業(yè)運(yùn)行成本；二是要在積極走出去的同時(shí)挖掘國內(nèi)市場潛力，實(shí)施內(nèi)需和外需同時(shí)并舉戰(zhàn)略。由于國際海運(yùn)量的波動(dòng)加劇，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整可能會(huì)產(chǎn)生一些新的機(jī)遇，航運(yùn)企業(yè)要繼續(xù)關(guān)注國際市場的變動(dòng)，根據(jù)國際形勢調(diào)整國際貿(mào)易方式，同時(shí)要積極開拓國內(nèi)運(yùn)輸市場，降低企業(yè)運(yùn)行市場風(fēng)險(xiǎn)；三是要?jiǎng)?chuàng)造條件進(jìn)行上下游兼并收購，或者與上下游企業(yè)積極進(jìn)行戰(zhàn)略合作，建立物流園區(qū)，發(fā)展倉儲(chǔ)物流業(yè)務(wù)，不斷拓展產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)企業(yè)多元化發(fā)展，抵御市場風(fēng)險(xiǎn)。此外，海運(yùn)企業(yè)還要盡快建立和完善公司管控體系，實(shí)施全面風(fēng)險(xiǎn)管理，尤其要著眼未來，積極拓展多元化融資渠道，夯實(shí)企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的資金保障。