基于風險矩陣法的公路高邊坡風險評估

俞素平

(福建船政交通職業(yè)學院道路工程系，福州 350007)

0　引言

風險評估的方法和技術很多，風險矩陣法(Risk Matrix Method，RMM)以其簡潔、直觀等優(yōu)點被廣泛應用。國務院國資委2006年《中央企業(yè)全面風險管理指引》的附錄中也特別推薦了該方法，并要求各中央企業(yè)在之后每年的風險管理報告中應用這種方法繪制企業(yè)重大風險的風險矩陣圖[1]。我國在橋梁、隧道、高邊坡、城市軌道交通等行業(yè)指南和規(guī)范中，也將其作為基本的風險評估方法[2-4]。

由于風險矩陣的等級劃分有限，會導致一些風險的風險等級是相同或相近的，它們對應的風險重要性也相同或類似，出現風險結(risk tie)。風險結是指在同一風險等級中有多個風險，或者同一風險重要性等級中有多個風險，它們聚集在一起，很難分出誰比誰重要[5]。這樣很難決策，到底是哪個風險大哪個風險小，哪個風險重要，哪個風險在資源有限的情況下可以先放一放。利用Borda序值法可以解決此類問題[6]。

以下從工程應用的角度對風險矩陣評估方法進行總結，明確Borda序值法在風險評估中應用的具體方法，并用此方法對2015年交通運輸部頒布的《高速公路路塹高邊坡施工安全風險評估指南(試行)》(以下稱《指南》)中的案例作進一步分析。

1　風險矩陣法

1.1　風險矩陣定義

風險矩陣法(risk matrix method，RMM)由美國空軍電子系統中心的采辦工程小組于1995年4月提出，它是一種將定性或半定量的后果分級及其發(fā)生可能性的等級相結合來描述風險大小的一種技術，是一種操作簡便、實用的風險評價方法[7]。

風險矩陣(risk matrix)是風險矩陣法的基本平臺，在《ISO Guide 73∶2009風險管理——術語》中，對風險矩陣的定義為：“風險矩陣：一種通過定義后果和可能性的范圍，對風險進行展示和排序的工具”。該定義指出：1)風險矩陣是一種工具，該工具用于展示風險，并對風險進行排序；2)風險矩陣關鍵要確定兩個要素：即風險發(fā)生的后果及其可能性；3)使用這種工具時，需要定義后果和可能性的范圍。該范圍可能是定性的，也可以是定量的。

風險矩陣可根據風險等級對風險進行評價和排序。它通常作為一種篩查工具，以確定哪些風險此時無需進一步考慮，哪些風險需要更細致的分析，或是應首先處理哪些風險，或需要提到一個更高層次去管理。風險矩陣也可根據各風險在矩陣中所處的區(qū)域，決定指定的風險是否被接受或不接受。

風險矩陣格式可以用列表的形式，也可以用圖譜的形式，取決于使用背景和使用條件，關鍵是要在相應的情況下使用合適的設計。在工程項目風險管理實踐中，一般將風險的可能性等級列為矩陣的縱向標度，將風險的后果等級列為橫向標度。

1.2　風險矩陣法應用過程

1.2.1風險發(fā)生的可能性與后果嚴重程度的評估

對風險發(fā)生可能性的高低、后果嚴重程度的評估有定性、定量等方法。定性方法是直接用文字描述風險發(fā)生可能性的高低、后果嚴重程度，如“極低”“低”“中等”“高”“極高”等。定量方法是對風險發(fā)生可能性的高低、后果嚴重程度用具有實際意義的數量描述，如對風險發(fā)生可能性的高低用概率來表示，對后果嚴重程度用損失金額來表示。等級標度可以為任何數量的分級，常見的有3、4或5個等級，但各點定義應盡量避免含混不清。后果嚴重程度應涵蓋需分析的各類不同的結果(例如，經濟損失、安全、環(huán)境或其他取決于背景的參數)。

1.2.2建立風險評價矩陣，確定風險等級

根據風險發(fā)生的可能性等級和嚴重程度等級，建立風險分級評價矩陣，以確定項目風險等級?！吨改稀穼L險等級分為4級：低度(Ⅰ級)、中度(Ⅱ級)、高度(Ⅲ級)、極高(Ⅳ級)，見表1。

表1　風險等級標準

1.2.3提出風險控制對策和分級控制措施

根據風險評估結果與接受準則，提出風險控制對策，見表2。

表2　風險接受準則與控制對策

應根據不同的風險等級提出分級控制措施，實施現場管理和監(jiān)控預警，見表3。

表3　風險分級管理措施

1.3　風險矩陣法的優(yōu)點和局限

風險矩陣法的優(yōu)點包括以下幾項：1)便于使用；2)可以有多種變形應用，如定性的、半定量的、定量的應用；3)可以獲得組織、項目或系統的整體風險分布情況；4)快速判斷風險的重要性水平。

風險矩陣法的局限包括以下幾項：1)風險矩陣需要設計出一個適合具體情況的矩陣，但事實上很難有一個適用于組織各種相關環(huán)境的通用指標體系；2)很難清晰地界定等級，尤其是在定性描述中；3)具有較強的主觀色彩，不同的分級或評估者之間有時會有明顯的差別；4)無法對風險進行總計(例如，人們無法對不同的定性或半定量的風險等級進行數學運算或邏輯運算，從而獲得不同風險等級的總風險；也無法確定多少個“低風險”相當于一個“中等風險”)5)在風險重要性排序中存在“風險結”，造成風險矩陣法的不穩(wěn)定性[8]。

2　Borda序值法在風險評估中的應用

2.1　風險矩陣法在風險排序方面的不足

風險矩陣能夠很好地展示風險的分布情況，能夠快速、簡潔地給出風險的大致等級，但要相對準確地給各個風險的重要性排序卻是一件比較困難的事情。由于風險結(risk tie)的存在，同一風險等級中有多個風險，或者同一風險重要性等級中有多個風險。到底是哪個風險大，哪個風險小，哪個風險重要，哪個風險在資源有限的情況下可以先放一放，管理者難以決策。采用Borda方法可以較好地解決此類問題。

2.2　Borda序值法簡介

在平常的投票選舉中，為了方便，人們往往采用“簡單多數表決制”來確定選舉結果。所謂“簡單多數表決制”就是誰得票最多，誰就獲勝。

Borda方法最早由法國數學家Jena-Charles de Borda提出，他在兩篇關于選舉的論文中，對“簡單多數表決制”提出了質疑，認為它不能產生合理的決策。為了彌補“簡單多數表決制”的不足，Borda提出了一種記分制。該方法要求投票人在投票時不僅要表達最希望哪些人當選，還要給這些合格的候選人按喜好順序進行排序(即，投票人通過投票表達出對各候選人的偏好次序)，然后進行評分并累加，得分最高者最終獲勝。

將投票理論的Borda方法引入風險矩陣中，即是Borda序值法。它是美國空軍電子系統中心(ESC)的研究人員為解決“風險結”的問題而引入的，他們把“風險”看成投票和排序的對象，然后用Borda方法化解“風險結”。

2.3　利用Borda序數值對風險進行排序

2.3.1計算Borda數

Borda數的計算公式為：

bi=(N-RiL)+(N-RiC)，

(1)

式中：N為風險總數(即所有風險的總個數)；i為在風險總數中的第i個風險，1≤i≤N；R為對某一風險i，在某一風險準則(風險發(fā)生可能性準則L或風險后果準則C)下，在N個風險中，較風險i更為嚴重(包括可能性、后果)的風險的個數；bi為第i個風險的Borda數。

2.3.2計算Borda序數

風險的Borda序數，定義為：對某一風險，在風險總數N中，比該風險Borda數數值大的風險的個數。計算公式為：

Bi=bj-bi(1≤j≤N，且j≠i)，

(2)

當Bi滿足Bi=bj-bi≥1時，定義j的個數為第i個風險的Borda序數值。序數值越小，排名越靠前，表示越重要。

3　實例分析

以《指南》案例一中的邊坡開挖專項評估為例，說明Borda序值法在高速公路路塹高邊工程施工安全風險評估中的應用。

3.1　風險等級標準

事故可能性等級標準見表4。

表4　事故可能性等級標準

事故后果嚴重程度等級分為4級，主要考慮人員傷亡和直接經濟損失，見表5～6。當多種后果同時產生時，采用就高原則確定事故嚴重程度等級。

表5　人員傷亡等級

表6　直接經濟損失等級

3.2　利用風險矩陣法對該項目風險進行預評估

1)確定可能性等級和嚴重程度等級。各指標的可能性基本分值、調整系數采用《指南》案例一中的數值，根據《指南》提供的方法計算可能性綜合評分值，然后據表4確定各風險指標的可能性等級標準。通過專家調查法和表5～6，確定各風險指標的嚴重程度等級。

2)確定邊坡開挖施工事故風險等級。根據表1，用風險矩陣法對該項目的邊坡開挖風險進行專項評估，得到表7中的結果。

表7　路塹高邊坡開挖安全風險評估結果

表7(續(xù))

在表7中，風險總數為10，有4個高度風險、5個中度風險、1個低度風險，形成了兩個“高度”風險結和5個“中”度風險結，無法再對其做重要性排序。

3.3　利用Borda值對風險進行排序

1)計算Borda數。根據式(1)計算10個指標的Borda數。對于表7，一共有10個指標，所以，N=10。

風險1，根據L準則，比風險1發(fā)生可能性更大的風險個數為3，即R11=3；風險1，根據C準則，比風險1后果更為嚴重的風險個數為0，即R12=0；于是，根據計算Borda數的公式，i=1，可得：

b1=(10-3)+(10-0)=17。

同理，可得到其他9個風險的Borda數：

b2=(10-4)+(10-0)=16，

b3=(10-0)+(10-6)=14，

b4=(10-0)+(10-0)=20，

b5=(10-4)+(10-0)=16，

b6=(10-7)+(10-0)=13，

b7=(10-0)+(10-6)=14，

b8=(10-7)+(10-0)=13，

b9=(10-4)+(10-6)=10，

b10=(10-7)+(10-6)=7。

10個安全風險的Borda數見表8。

表8　路塹高邊坡開挖10個安全風險的Borda數

2)計算Borda序數。根據式(2)和表8的Borda數，可得：

i=1時(第一個風險)，b1=17，B1=bj-b1=bj-17(j=2，3，4，5，6，7，8，9，10)。

j=2：B1=b2-17=16-17=-1，

j=3：B1=b3-17=14-17=-3，

j=4：B1=20-17=3，

j=5：B1=16-17=-1，

j=6：B1=13-17=-4，

j=7：B1=14-17=-3，

j=8：B1=13-17=-4，

j=9：B1=10-17=-7，

j=10：B1=7-17=-10。

在以上計算結果中，只有j=4，滿足B1≥1的要求，所以j的個數為1，即第一個風險的Borda序數值為1。

同理，可得i=2，3，4，5，6，7，8，9，10的風險的Borda序數值，加入到表7中。

3)結果分析。由表7可以得到如下結論：

①路塹高邊坡開挖十大安全風險的重要性排序為(從高到低)為：R4、R1、R2、R5、R3、R7、R6、R8、R9、R10。其中風險4“工序銜接”最重要。

②原來10個風險有3個風險帶(高、中、低)，現有7個Borda序數值(0、1、2、4、6、8、9)，顯然對風險等級(風險大小)進行了細化。

③4個“高”風險結被打開，其Borda序數值分別為0、1和4；5個“中度”風險結也被打開，其Borda序數值分別為2、6和8。

④原有的4個高風險(第1、3、4、7)，第4個風險排序第1位，第1個風險排序第2位，但第3個風險則位于排序第5位，第7個風險位于第6位。

⑤第2、5風險的Borda序數值都是2，第3、7風險的Borda序數值都是4，說明Borda序值法也不能完全消除風險矩陣方法中的風險結。

4　結語

1)風險矩陣法(RMM)是一種操作簡便的風險評估方法，在工程建設領域內應用廣泛，但由于存在風險結(risk tie)，會導致一些風險的風險等級是相同或相近的，它們對應的風險重要性也相同或類似。這樣，給風險的重要性排序帶來困難，難于決策。利用Borda序值法可以解決此類問題。

2)結合實例，分析明確Borda序值法在風險評估中應用的具體方法，將同等級的風險進一步細分和排序，便于決策者采取風險控制措施。

3)Borda序值法也不能完全消除風險矩陣方法中的風險結。在后續(xù)的研究中，將考慮決策者的偏好強度等因素影響，以減少風險矩陣法的不穩(wěn)定性。

[1] 國務院國有資產監(jiān)督管理委員會.關于印發(fā)《中央企業(yè)全面風險管理指引》的通知[EB/OL].(2006-06-20)[2017-09-08].http://www.sqsc.gov.cn/n2588035/n2588320/n2588335/c4258529/content.html.

[2] 交通運輸部工程質量監(jiān)督局.公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估制度及指南解析[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 交通運輸部安全與質量監(jiān)督管理司.高速公路路塹高邊坡工程施工安全風險評估指南(試行)[M].北京：人民交通出版社，2015.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50652—2011城市軌道交通地下工程建設風險管理規(guī)范[S].北京：光明日報出版.2011.

[5] 李素鵬.ISO風險管理標準全解[M].北京：人民郵電出版社.2012.

[6] Ni H H，Chen A，Chen N.Some extensions on risk matrix approach[J].Safety Science，2010，48:1269-1275.

[7] 李素鵬.風險矩陣在企業(yè)風險管理中的應用[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[8] 阮欣，尹志逸，陳艾榮.風險矩陣評估方法研究與工程應用綜述[J].同濟大學學報：自然科學版，2013，41(3)：381-385.