基于 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的鋁礬土國際(海陸)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評估

王海燕，任 瑤

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院，湖北 武漢 430063)

近年來，我國鋁業(yè)快速崛起，鋁土礦消費(fèi)以及原鋁、氧化鋁的生產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢[1]。如今的中國儼然已成為鋁生產(chǎn)、消費(fèi)及出口大國，但國內(nèi)鋁土礦儲藏量相對不足且質(zhì)量較低，為滿足我國對于鋁土礦與日俱增的需求，大量進(jìn)口鋁土礦是必然趨勢[2]。以往我國每年都從澳大利亞、巴西、印度尼西亞、馬來西亞等國大量進(jìn)口鋁土礦，但由于印度尼西亞的鋁土礦出口禁令以及馬來西亞的鋁土礦開采禁令，我國不得不尋求新的鋁土礦供應(yīng)源。

幾內(nèi)亞是全球已探明鋁土礦儲藏量最高的國家，其儲藏量約占全球已探明鋁土礦儲藏量的26.43%，號稱“鋁礬土王國”，但由于其工業(yè)化水平較低、經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，幾內(nèi)亞鋁土礦的產(chǎn)量并不高[2]。因此，在我國“一帶一路”建設(shè)政策的支持下，作為21世紀(jì)海上絲綢之路重要節(jié)點(diǎn)的中國煙臺港[3]，2015年煙臺港集團(tuán)與山東魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)、新加坡韋立國際集團(tuán)、幾內(nèi)亞UMS公司合作策劃了鋁礬土項(xiàng)目，共同開發(fā)幾內(nèi)亞的鋁礬土資源，并開辟了從幾內(nèi)亞博凱港到中國煙臺港的海上“鋁業(yè)絲綢之路”[3]。該項(xiàng)目大大提高了我國鋁礬土的進(jìn)口量，對我國的鋁業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

2015年1月2日，一艘載有46 400 t鋁礬土的巴哈馬籍散貨船“Bulk Jupiter”輪，從馬來西亞航行至中國時(shí)途經(jīng)越南南海岸發(fā)生翻船事故，事故主要原因?yàn)檠b載貨物(鋁礬土)形成的自由液面降低了船舶穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致船舶迅速傾覆。這起事故在國際范圍引起了關(guān)注，使得鋁礬土海上運(yùn)輸安全成為熱點(diǎn)。對于航線較長的鋁礬土國際(海陸)運(yùn)輸來說，運(yùn)輸過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，鋁礬土易流態(tài)化只是其中的風(fēng)險(xiǎn)因素之一。雖然目前國內(nèi)外對鋁礬土易流態(tài)化的風(fēng)險(xiǎn)研究已經(jīng)有很多，但是鮮有對鋁礬土國際(海陸)運(yùn)輸過程進(jìn)行系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估的研究。

20世紀(jì)90年代中期，國際海事組織(IMO)通過了由英國海事與海岸警衛(wèi)署(Maritime and Coastguard Agency，簡稱MCA)提出的綜合安全評價(jià)(Formal Safety Assessment，F(xiàn)SA)方法，并將其定義為一種系統(tǒng)性的決策方法[4]。FSA的前期工作是對項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評估，主要有三個(gè)步驟：風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制，這些步驟是風(fēng)險(xiǎn)分析方法中的經(jīng)典步驟，適用于許多行業(yè)[5]。本文將失效模式與影響分析(FMEA)法和風(fēng)險(xiǎn)矩陣法相結(jié)合，借鑒FSA法的風(fēng)險(xiǎn)評估步驟，對鋁礬土的國際(海陸)運(yùn)輸過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。即：先采用FMEA法識別鋁釩土國際(海陸)運(yùn)輸過程中潛在的失效模式及失效原因，并將其轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)因素；然后在此基礎(chǔ)上，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化并劃分等級；最后對處于“合理控制”和“嚴(yán)格控制”的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的控制措施，以實(shí)現(xiàn)對鋁釩土國際(海陸)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)的有效防控與及時(shí)響應(yīng)。

1 基于FMEA-風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的風(fēng)險(xiǎn)評估模型建立

失效模式與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis，簡稱FMEA)方法最早由Grumman公司于1950年提出，用于飛機(jī)主控系統(tǒng)失效的分析,最初該方法僅被應(yīng)用于汽車、化工、機(jī)械等行業(yè)的失效模式分析，之后逐漸在其他行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，例如軟件行業(yè)、服務(wù)行業(yè)等[6]。FMEA法是一種用于分析系統(tǒng)可靠性的技術(shù)[7]，利用該方法可以辨識系統(tǒng)各個(gè)部分在運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的故障模式，同時(shí)分析其產(chǎn)生原因，并確定每種故障模式對系統(tǒng)的影響，最后對于不同故障提出相應(yīng)的控制措施，以提升系統(tǒng)的安全性[8]。

風(fēng)險(xiǎn)矩陣法(Risk Matrix method)是一種結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)管理方法，具有簡潔性、方便性、易于理解、圖像直觀等特點(diǎn)[9-10]。該方法最早由美國空軍電子系統(tǒng)中心(Electronic Systems Center,ESC)的采辦工程小組于1995年4月提出，此后ESC多次采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估[11]。利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法可以提取出對系統(tǒng)影響較為關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素[12]，并將風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生的可能性以及對系統(tǒng)的影響程度進(jìn)行量化，并根據(jù)預(yù)先制定的P(風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性)、C(風(fēng)險(xiǎn)造成后果的影響程度)準(zhǔn)則評定風(fēng)險(xiǎn)因素的等級[13]，最后對不同等級的風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的控制措施，以達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)管理的目的。

本文將上述兩種方法相結(jié)合，建立基于FMEA-風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的風(fēng)險(xiǎn)評估模型，對項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。其中，風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的基礎(chǔ)是建立P準(zhǔn)則和C準(zhǔn)則，本文建立的P準(zhǔn)則和C準(zhǔn)則詳見表1和表2。

表1 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性(P)等級劃分

根據(jù)P、C準(zhǔn)則確定每項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的P、C等級后，再以乘積表示風(fēng)險(xiǎn)程度，其計(jì)算公式如下：

R=P·C

(1)

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)程度；P為風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性；C為風(fēng)險(xiǎn)造成后果的影響程度。

本文根據(jù)專家以往的工程經(jīng)驗(yàn)和知識，將風(fēng)險(xiǎn)程度R劃分為4個(gè)等級，詳見表3。

風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)程度(R)等級可以通過風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜更直觀地表示。風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜以風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性(P)為水平軸，以風(fēng)險(xiǎn)造成后果的影響程度(C)為垂直軸，由n條風(fēng)險(xiǎn)等位線以及n+1塊風(fēng)險(xiǎn)帶構(gòu)成，量化后的風(fēng)險(xiǎn)因素以散點(diǎn)的形式分布于風(fēng)險(xiǎn)帶中形成風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜。由公式(1)可知，可通過R=R(C,P)求解出C=C(R,P)，令P取不同的值，得到相應(yīng)不同的C值，將P值、C值轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)，得到一系列的(P，C)點(diǎn)，最后將(P，C)點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，即可得到風(fēng)險(xiǎn)等位線和風(fēng)險(xiǎn)帶。以表3中風(fēng)險(xiǎn)程度等級的劃分節(jié)點(diǎn)2、6、12作為風(fēng)險(xiǎn)等位線的數(shù)值，劃分出4條風(fēng)險(xiǎn)帶，與表3中的4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)程度等級相對應(yīng)，見圖1。

表2 風(fēng)險(xiǎn)造成后果的影響程度(C)等級劃分

表3 風(fēng)險(xiǎn)程度(R)的等級劃分

圖1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜中的風(fēng)險(xiǎn)等位線和風(fēng)險(xiǎn)帶Fig.1 Risk equipotential line and risk zone of the risk matrix map

2 實(shí)例應(yīng)用與分析

2. 1 鋁礬土國際(海陸)運(yùn)輸過程概況

出于我國對鋁礬土資源的大量需求，自2015年起，煙臺港集團(tuán)與山東魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)、新加坡韋立國際集團(tuán)、幾內(nèi)亞UMS公司共同合作的鋁礬土項(xiàng)目在幾內(nèi)亞博凱地區(qū)正式展開。此項(xiàng)目的實(shí)施在很大程度上增加了我國鋁礬土的進(jìn)口量，使得幾內(nèi)亞在2017年取代澳大利亞成為我國最大的鋁礬土供應(yīng)國，同時(shí)也使得煙臺港成為我國鋁礬土進(jìn)口第一口岸，鋁礬土目前也成為煙臺港散雜貨業(yè)務(wù)的第一大貨種。在該項(xiàng)目中，鋁礬土自幾內(nèi)亞博凱港裝船出發(fā)，途經(jīng)好望角、印度洋、馬六甲海峽、中國南海等海域，抵達(dá)中國煙臺港，隨后通過江海直達(dá)的方式運(yùn)至山東濱州套爾河港區(qū)，最后采用公路運(yùn)輸方式運(yùn)至山東魏橋集團(tuán)。本文對某船隊(duì)從博凱港至濱州港的鋁礬土運(yùn)輸過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。該運(yùn)輸過程航線距離較長，途徑多個(gè)海域，任何潛在的失效模式都可能對運(yùn)輸產(chǎn)生不同程度的影響，甚至導(dǎo)致運(yùn)輸中斷。

2.2 FMEA-風(fēng)險(xiǎn)矩陣法分析

2.2.1 基于FMEA法的鋁礬土運(yùn)輸過程中潛在失效模式辨識

本文從系統(tǒng)的視角出發(fā)基于FMEA法對該鋁礬土運(yùn)輸過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識與評估，即從人、貨物、設(shè)備、環(huán)境四個(gè)方面辨識出了其潛在的失效模式，詳見表4。

2.2.2 基于風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級劃分與風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜

本文首先以問卷的形式邀請3位專家按照表1和表2的評判準(zhǔn)則，對某船隊(duì)從博凱港至濱州港的鋁礬土運(yùn)輸過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素(見表4所列)的P值和C值進(jìn)行打分；然后利用層次分析法對3份問卷賦予權(quán)值，得到各風(fēng)險(xiǎn)因素最終的P值和C值；最后將每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的(P，C)坐標(biāo)填入如圖1所示的風(fēng)險(xiǎn)矩陣并繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜，見圖2。

由圖2可見，風(fēng)險(xiǎn)因素HU-1處于第IV級，需要嚴(yán)格控制；風(fēng)險(xiǎn)因素HU-2、EN-1、HU-5、EN-3處于第III級，需要合理控制；其余風(fēng)險(xiǎn)因素處于第II級，為可接受風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)公式(1)計(jì)算得到的風(fēng)險(xiǎn)程度R值，對處于第III級的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行降序排序，則有：HU-2>EN-1>HU-5>EN-3。

2. 3 風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果分析與控制措施

2.3.1 風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果分析

風(fēng)險(xiǎn)因素HU-1違章操作、HU-2違章指揮屬于人因失誤，其產(chǎn)生的原因主要有：①作業(yè)人員安全意識、責(zé)任意識不足，存在僥幸心理；②作業(yè)人員憑經(jīng)驗(yàn)辦事，在執(zhí)行規(guī)章制度方面投機(jī)取巧；③作業(yè)人員對于企業(yè)提供的安全培訓(xùn)持敷衍態(tài)度；等等。

表4 基于FMEA法的鋁礬土運(yùn)輸過程中潛在失效

圖2 風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜Fig.2 Risk matrix map

風(fēng)險(xiǎn)因素HU-5 工作人員未佩戴勞動防護(hù)用品，其原因除作業(yè)人員安全意識不足、懷有僥幸心理之外，還有作業(yè)環(huán)境不適或情緒波動等原因?qū)е伦鳂I(yè)人員暫時(shí)脫去安全防護(hù)用品。

風(fēng)險(xiǎn)因素EN-1惡劣天氣，會導(dǎo)致海況不佳，加大了船舶發(fā)生航行事故的風(fēng)險(xiǎn)。

風(fēng)險(xiǎn)因素EN-3航道狹窄導(dǎo)致船舶碰撞、擱淺，需要瞭望人員時(shí)刻保持警惕，盡早發(fā)現(xiàn)障礙，為船舶避讓危險(xiǎn)目標(biāo)提供足夠的時(shí)間。

2.3.2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

針對風(fēng)險(xiǎn)因素HU-1，需要對其嚴(yán)格控制，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施有：①企業(yè)通過開設(shè)安全知識、安全技能等培訓(xùn)課程，提升作業(yè)人員的責(zé)任意識、安全意識和技能水平；②企業(yè)相關(guān)部門需強(qiáng)化作業(yè)過程前后的安全檢查，包括開工前的督促、作業(yè)過程中的突擊檢查以及違章后的處罰；③通過張貼安全作業(yè)標(biāo)語、舉辦安全主題講座等活動逐步形成企業(yè)安全文化；④作業(yè)人員需提升和完善自身的安全素質(zhì)。

針對風(fēng)險(xiǎn)因素HU-2，需要對其合理控制，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施有：①企業(yè)展開相關(guān)培訓(xùn)課程，提升指揮人員的責(zé)任意識和安全意識；②加強(qiáng)對指揮人員的安全檢查與考核；③張貼安全標(biāo)語，逐步形成企業(yè)安全文化。

針對風(fēng)險(xiǎn)因素EN-1，需要對其合理控制，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施有：①完善對航行時(shí)遇到惡劣天氣的應(yīng)急預(yù)案；②加強(qiáng)對船員的演習(xí)培訓(xùn)，提升船員對惡劣天氣中航行的應(yīng)對能力；③開航前需檢查船體結(jié)構(gòu)是否安全，保證船舶有足夠的穩(wěn)性[14]；④如遇能見度低、超過船舶抗風(fēng)等級的大風(fēng)等天氣、海況時(shí)，不要冒險(xiǎn)出航。

針對風(fēng)險(xiǎn)因素HU-5，需要對其合理控制，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施有：①企業(yè)需加強(qiáng)對作業(yè)人員的責(zé)任意識和安全意識的培訓(xùn)；②企業(yè)相關(guān)部門可在作業(yè)過程中對作業(yè)人員的安全防護(hù)用品佩戴情況進(jìn)行突擊檢查，對因情緒化而未佩戴勞動防護(hù)用品的作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)干預(yù)[15]；③企業(yè)應(yīng)張貼安全標(biāo)語，逐步形成企業(yè)安全文化；④企業(yè)應(yīng)盡力為作業(yè)人員提升作業(yè)環(huán)境的舒適度；⑤作業(yè)人員自身需提高安全素質(zhì)。

針對風(fēng)險(xiǎn)因素EN-3，需要對其合理控制，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施有：①瞭望人員需時(shí)刻保持警惕，盡早發(fā)現(xiàn)障礙；②加強(qiáng)對船員的培訓(xùn)，提升船員的船藝及應(yīng)急處理能力等職業(yè)素質(zhì)[16]。

3 結(jié) 論

本文結(jié)合FMEA法和風(fēng)險(xiǎn)矩陣法建立了風(fēng)險(xiǎn)評估模型，對從幾內(nèi)亞至我國的鋁礬土運(yùn)輸過程進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評估，該運(yùn)輸過程具有線路長、運(yùn)輸貨種單一、涉及多個(gè)海域等特點(diǎn)，風(fēng)險(xiǎn)因素包含人、貨物、設(shè)備、環(huán)境四個(gè)方面。研究得到如下結(jié)論：

(1) 采用FMEA法辨識出了海上“鋁業(yè)絲綢之路”運(yùn)輸過程中可能存在的潛在失效模式，并將其轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)因素。

(2) 綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性和風(fēng)險(xiǎn)造成后果的影響程度，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)程度等級進(jìn)行劃分與排序，并繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖譜，得到處于Ⅳ級的風(fēng)險(xiǎn)因素是HU-1 違章操作，處于Ⅲ級的風(fēng)險(xiǎn)因素是HU-2 違章指揮、EN-1 惡劣天氣、HU-5 工作人員未佩戴勞動防護(hù)用品和EN-3 航道狹窄導(dǎo)致船舶碰撞、擱淺，并對其主要致因進(jìn)行了分析。

(3) 通過對風(fēng)險(xiǎn)程度處于合理控制和嚴(yán)格控制的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，提出了具體的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以實(shí)現(xiàn)對該鋁礬土國際(海陸)運(yùn)輸過程風(fēng)險(xiǎn)的有效防控。