長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

徐西立 張娟 裴建華

【摘 要】 為準(zhǔn)確評價(jià)長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)，提升風(fēng)險(xiǎn)防控能力，運(yùn)用“4M”理論對耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，確定風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，將集值統(tǒng)計(jì)與物元可拓理論相結(jié)合，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，并以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工為例進(jìn)行案例分析。結(jié)果表明：該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級為Ⅱ級，屬于一般風(fēng)險(xiǎn)。該模型的科學(xué)合理性和實(shí)際操作性在長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)管理工作中具有推廣價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】 耙吸式挖泥船;疏浚施工;“4M”理論;集值統(tǒng)計(jì);物元可拓;風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

0 引 言

長江口航道是長江水運(yùn)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(jì)發(fā)展全局的重要戰(zhàn)略運(yùn)輸通道。耙吸式挖泥船作為長江口航道維護(hù)疏浚的主力船型，在整個(gè)長江口航運(yùn)體系中具有重要的地位。開展耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究對防范或減少生產(chǎn)安全事故、提升長江口整體風(fēng)險(xiǎn)防控能力具有重要意義。

目前，國內(nèi)外學(xué)者針對風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)進(jìn)行了很多研究。孟貝貝等[1]運(yùn)用Reason模型對影響航道的通航安全因素進(jìn)行辨識，建立了港區(qū)航道安全評價(jià)指標(biāo)體系，并利用熵權(quán)模糊模型對港區(qū)航道通航安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。張仕元等[2]采用云模型對LNG船舶通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià);吳長越[3]運(yùn)用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對水路危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià);LOIS等[4]在對游艇事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識和評價(jià)時(shí)，根據(jù)游艇事故類型，結(jié)合游艇自身特征，采用經(jīng)驗(yàn)法篩選出導(dǎo)致事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而采用FSA風(fēng)險(xiǎn)評估方法對游艇風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)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(jìn)行改進(jìn)的結(jié)論。上述評價(jià)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(qiáng)，難以在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，將集值統(tǒng)計(jì)與物元可拓理論結(jié)合，建立風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(zhǔn)確。

1 基于“4M”理論的耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)分析

“4M”理論認(rèn)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(jī)―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(fēng)險(xiǎn)，有助于確定耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)，為風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(shí)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(jì)不準(zhǔn)，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(xiǎn)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(jìn)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(jī)具動力、操作、液壓系統(tǒng)異常，疏浚控制元件死機(jī)，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?xì)庀蟓h(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(fēng)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(dāng)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(yán)，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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)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(dú)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，共包括4個(gè)一級指標(biāo)、14個(gè)二級指標(biāo)（見圖1）。

3 長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型

3.1 風(fēng)險(xiǎn)等級劃分和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)量化

為了對長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，需要?jiǎng)澐诛L(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)資料，本文將耙吸式挖泥船風(fēng)險(xiǎn)等級分為5級：稍有風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅰ級;一般風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅱ級;顯著風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅲ級;高度風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅳ級;極高風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅴ級。另外，為了使各個(gè)評價(jià)指標(biāo)量綱相同，將各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)統(tǒng)一規(guī)劃在[0，10]這個(gè)區(qū)間進(jìn)行量化。具體分?jǐn)?shù)和風(fēng)險(xiǎn)等級劃分見表1。

由于耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)具有一定模糊性，如果按照傳統(tǒng)的評分方法對每個(gè)指標(biāo)給定一個(gè)確定的值，難以讓專家充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，也會影響評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文采用集值統(tǒng)計(jì)法對耙吸式挖泥船疏浚安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化，減少專家在打分過程中的誤差。

根據(jù)專家對各風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)實(shí)際情況的判斷，結(jié)合上述取值范圍，對各個(gè)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦值。假設(shè)共有n名專家參與打分，每位專家對于風(fēng)險(xiǎn)程度的判斷為一個(gè)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(gè)集值統(tǒng)計(jì)序列：，，…，，將這些子集疊加在分?jǐn)?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(jià)指標(biāo)評分最小值為 min、 最大值為max，則該評價(jià)指標(biāo)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(xiàng)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評分，即==…=c （常數(shù)），則該評價(jià)指標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)有14個(gè)評價(jià)指標(biāo)、5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級，其經(jīng)典域?yàn)?/p>

Rj==（7）

式中：Tj表示耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)為j級（j=1，2，…，5，分別對應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、…、Ⅴ級風(fēng)險(xiǎn)）; Ck表示耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的第k個(gè)指標(biāo)（k=1，2，…，14）; xjk=（ajk， bjk）是耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)確定整個(gè)評價(jià)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(fēng)險(xiǎn)等級; xpk=（apk， bpk）表示Tp關(guān)于評價(jià)指標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)等級設(shè)為T，將評價(jià)指標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)等級T關(guān)于評價(jià)指標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)中第k個(gè)評價(jià)指標(biāo)Ck的取值范圍xk與第j級風(fēng)險(xiǎn)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(diǎn)xk到節(jié)域xpk=（apk，bpk）的距離;（xk，xjk）表示點(diǎn)xk到經(jīng)典域xjk=（ajk，bjk）的距離。

3.4 確定指標(biāo)權(quán)重

由于耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)具有一定不確定性，為減少主觀因素對各指標(biāo)的影響，提高風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文采用客觀賦權(quán)的熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重。

3.5 計(jì)算關(guān)聯(lián)度并確定風(fēng)險(xiǎn)等級

綜合關(guān)聯(lián)度計(jì)算式為

Kj（p）=k? Kj（xk）（14）

式中：Kj（p）表示第k個(gè)指標(biāo)所處的風(fēng)險(xiǎn)等級;k為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)在整個(gè)評價(jià)指標(biāo)中所占的權(quán)重值;Kj（xk）為待評物元xk在第j級風(fēng)險(xiǎn)下第k個(gè)評價(jià)指標(biāo)的初等關(guān)聯(lián)函數(shù)值。

風(fēng)險(xiǎn)等級計(jì)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(jìn)行案例分析，各數(shù)值計(jì)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)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(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，運(yùn)用集值統(tǒng)計(jì)計(jì)算各指標(biāo)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(jì)算出該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，其結(jié)果見表2。

根據(jù)式（10）～（13）計(jì)算出該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)各評價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值，其結(jié)果見表3。

（3）關(guān)聯(lián)度和風(fēng)險(xiǎn)等級。根據(jù)式（14）計(jì)算出該船疏浚施工各風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)等級是由各風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)等級為Ⅱ級，屬于一般風(fēng)險(xiǎn)，與實(shí)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(shí)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(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，構(gòu)建耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，并將集值統(tǒng)計(jì)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(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型。

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

（3）通過對某耙吸式挖泥船疏浚施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，驗(yàn)證了模型的科學(xué)合理性和實(shí)際操作性，表明該模型在滾裝運(yùn)輸船舶安全生產(chǎn)管理工作中具有較高的推廣價(jià)值。

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