基于層次分析法的航空運輸危險品源評估分析

張 燕

(中國民航管理干部學院 經濟管理系， 北京 100102)

一、引言

民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動著航空貨物運輸量的增加，而其中危險品的運輸需求更是日益增多。危險品運輸是一項高風險、高利潤的活動，占航空貨物運輸量很少部分。但由于危險品具有爆炸、燃燒、毒害、腐蝕、放射等性質，在航空運輸中有可能引發(fā)航空事故，并明顯地危害人體健康、安全或對財產造成損害。故在強調以安全為航空運輸一切事物的首要目標下，降低危險品航空運輸事故風險，減少航空運輸可能產生的事故后果，找出危險品航空運輸的危險源并能有效避免，以確保高效、有力地完成危險品航空運輸任務，具有較強的現實意義。

關于危險品運輸，國際相關組織頒布了一些法律、法規(guī)：聯(lián)合國危險品專家委員會頒布了《關于危險貨物運輸的建議書規(guī)章范本》，適用于任何運輸方式運輸的包裝危險貨物，并具有較大的權威性；國際原子能機構針對放射性物質的安全運輸頒布了《放射性物質安全運輸規(guī)程》；國際民航組織頒布了《國際民用航空公約》附件18、《危險物品安全航空運輸技術細則》等法律性文件；依據這些法律性文件，國際航空運輸協(xié)會發(fā)布了可操作性強的指導性文件《危險品規(guī)則》。除此之外，中國民用航空局亦頒布了中國危險品航空運輸的有關法律文件：《民用航空危險品運輸管理規(guī)定》《危險品航空運輸培訓管理辦法》《危險品航空運輸事件判定和報告管理辦法》《危險品航空運輸安全管理體系建設指南》《鋰電池機上應急處置指南》《危險品航空運輸批準和豁免管理程序》和《危險品貨物航空運輸存儲管理辦法》。

在遵循國際和國內關于危險品運輸法律法規(guī)的基礎上，目前有不少專家、學者開展了關于危險品運輸相關的研究。研究方法包括統(tǒng)計法、專家打分法和層次分析法等[1-5]。其中，層次分析法由于可以定性與定量相結合分析研究，故被廣泛應用。南京大學劉萌斐等基于層次分析法和二級模糊綜合評價法，建立了一種危險品道路運輸事故概率評估方法，通過層次分析可以對各影響因素的合成權重大小進行比較，對特定區(qū)域危險品道路運輸風險管理工作評估以及決策支持系統(tǒng)的開發(fā)具有指導意義[6]。91829部隊李祖勤等針對危險品運輸過程中的路徑選擇問題,提出了一種基于層次分析法的路徑選擇模型,構造判斷矩陣,詳細闡述了運用模型的具體步驟,實例分析結果驗證了該方法的合理性[7]。專家們從不同方面對危險品運輸作了研究貢獻，但目前運用層次分析法對危險品航空運輸危險源的評估研究尚少，找出重要危險源頭并有效控制預防勢在必行。

文章運用層次分析法，根據2010—2017年危險品不安全事件統(tǒng)計資料，對危險品航空運輸危險品源評估分析，結果表明運輸方式的貨運-普貨運輸和第九類危險品鋰電池成為評估危險品航空運輸的主要風險源，并針對這兩個重要風險源提出了風險預防的措施，具有較強的現實意義。

二、層次分析法分析航空危險品源

(一)層次分析法算法

層次分析法(AHP)是一種定性與定量相結合解決多目標決策的分析方法。該方法首先根據問題的性質和需要達到的目標，將復雜問題分解為若干不同的組成因素，按照因素之間的隸屬關系建立階梯、有序的層次結構模型；其次，針對模型中每一層因素做兩兩指標重要程度的比較判斷，建立判斷矩陣，利用數學方法確定每一層全部因素的權重，為作為評價和選擇方案提供依據[8]。因此，層次分析法大致分為：建立層次結構模型、構造判斷矩陣、層次單排序與一致性檢驗、層次總排序與一致性檢驗四個步驟。

1.建立層次結構模型

在調查研究的基礎上，將與問題相關的主要因素，按照目標層、準則層、方案層進行分類并分層排列，構造層次結構模型，如圖1所示。模型最高層為一個元素，表示分析問題的預定目標，稱為目標層。模型最底層的元素為目標層提供方案，稱謂方案層。目標層與方案層之間的中間層次為準則層[7]。

2.構造判斷矩陣

根據上層和下層的隸屬關系，構造層次結構，上層元素支配下一階層元素，權重計算方法如下：假設頂層元素A，支配的下一階層元素為B1，B2，…，Bn，則判斷陣列如圖2所示。圖中：bij為元素Bi與Bj相對于A的重要性的量化值，其中bij>0；bji=1/bij；bii=1。由于陣列為正反矩陣，對于任意i，j，k，均有bij×bjk=bik，則[bij]為一致矩陣。

3.層次單排序

層次單排序是每一個判斷陣列各因素針對其準則的相對權重，方根法計算步驟如下[7]：

1)計算判斷矩陣中各行元素的乘積Mi

(1)

2)計算Mi的n次方根

(2)

(3)

4.一致性檢驗

一致性檢驗是對判斷陣列的邏輯性進行檢驗，避免出現邏輯錯誤的一個過程，具體步驟如下[7]：

1)一致性指標的計算

CI=(λmax-n)/(n-1)

(4)

式中：λmax為判斷陣列的最大特征根，計算方法為

(5)

式中：(Bω)i表示Bω的第i個分量。

2)平均隨機一致性指標RI的獲得，可通過表1查找得到。

表1 平均隨機一致性指標RI

3)一致性比例CR的計算

CR=CI/RI

(6)

當CR<0.1時，認為一致性判斷可以接受，反之，當CR≥0.1時，應當適當修整判斷陣列，以保持一定程度的一致性[9]。

5.層次總排序

從最高層到最底層，確定某層次所有因素對于總目標相對重要性的排序權值過程[9-10]。

(7)

(二)危險品航空運輸危險品源評估分析

1.建立層次結構模型

為了確定危險品航空運輸的危險源，根據2010—2017年航空危險品不安全事件的歷史資料及統(tǒng)計分析數據，分析了影響航空危險品運輸的危險源因子，提出了運輸環(huán)節(jié)、危險品類別、地區(qū)分布、季節(jié)影響四個準則層要素；圍繞基準層要素展開細化，建立了包括1個一級指標、4個二級指標、23個三級指標的危險品航空運輸風險源評估體系的層次結構模型，如圖3所示。

對于準則層因素，運輸方式需要考慮貨運-普貨運輸、貨運-危險品運輸、客運-托運行李、客運-手提行李四個方案層因素；危險品類別包括1～9類危險品九個方案層要素，其中鋰電池和第9類其他都歸為到第9類危險品。根據8年的數據結果統(tǒng)計，鋰電池危險品事件為57件，第9類其他危險品事件為11件；地區(qū)分布包括華東、中南、西南、華北、東北、西北六個方案層要素；季節(jié)影響考慮春、夏、秋、冬季四個方案層因素。

2. 構造判斷矩陣

依據8年的數據結果統(tǒng)計和邀請專家，對危險品航空運輸的風險源評估指標體系的各個指標重要程度進行兩兩對比，形成判斷矩陣為

3.層次單排序

由式(1)～式(3)可得各矩陣的特征向量為

ωΑ=[0.454 5,0.272 7,0.181 8,0.090 9]T

ωB1=[0.388 4,0.231 4,0.082 6,0.297 5]T

ωB2=[0.032 3,0.024 2,0.129 0,0.056 5,0.008 1,0.072 6,0.064 5,0.072 6,0.540 3]T

ωB3=(0.329 9,0.312 6,0.134 0,0.092 8,0.072 2,0.051 5)T

ωB4=(0.338 8,0.256 2,0.214 9,0.190 1)T

4.一致性檢驗

由式(4)～式(6)可得，CRA=CRB1=CRB2=CRB3=CRB4=0，所有判斷矩陣均通過了一致性檢驗。

5.層次總排序

由式(7)可得，ω=[0.176 6, 0.105 2, 0.037 6, 0.135 2, 0.008 8, 0.006 6, 0.035 2, 0.015 4, 0.002 2, 0.019 8, 0.017 6, 0.019 8, 0.147 4, 0.060 0, 0.058 1, 0.024 4, 0.016 9, 0.013 1, 0.009 4, 0.030 8, 0.023 3, 0.019 5, 0.017 3]T。

由結果可以看出：貨運-普貨運輸C1 (0.176 6)和第九類危險品C13 (0.147 4)所占的權重較大，而其中鋰電池發(fā)生危險品事件較第九類其他危險品事件更多，因此在評估危險品航空運輸的風險源中占據主要地位。

(三)危險品航空運輸危險源風險控制預防

通過對危險品航空運輸危險源評估分析，可知運輸方式中按貨運-普貨運輸、第九類危險品中鋰電池成為需要關注的兩個重點危險源。

危險品作為危險貨物進行航空運輸要由托運人對其正確地包裝，粘貼標記標簽，填寫運輸文件，做好運輸前準備工作，然后由航空公司或其地面服務代理人進行收運檢查，若均滿足運輸要求則進入到倉儲，而后裝載到預定的航班飛機上，當有特殊情況發(fā)生時，航空公司有責任對其進行特殊情況處置。根據數據統(tǒng)計發(fā)現，危險品被以貨運普通貨物方式運輸卻成為了一個重要危險源，其中包括以下三類因素：①托運人及其代理人謊報、瞞報、夾帶、未如實申報；②危險品包裝不符合規(guī)范，未正確使用標記標簽；③倉儲裝載，地面工作人員操作不當，普貨夾帶危險品。為了更好地控制危險源，做好預防，針對上述因素，應做好以下三點：①加強對托運人及其代理人管理，對違規(guī)行為移送公安處罰，取消其代理資質，對多次違規(guī)的托運及代理人統(tǒng)計人員及單位，建立黑名單管控制度；②加強對托運人及代理人的危險品知識培訓；③增加信息告知力度：貨物托運處、安監(jiān)處等張貼布告，提醒托運人及代理人嚴禁瞞報匿藏危險品。

近幾年電子產品不斷問世，鋰電池的使用頻率逐年增高，伴隨而來的風險事故也隨之加大，第九類鋰電池成為了引發(fā)危險品不安全事件的重點危險源之一，鋰電池可通過危險貨物和旅客手提行李運輸，采取有效預防控制鋰電池的措施：①加強托運人、代理人運輸鋰電池資質審核，違規(guī)懲罰等監(jiān)督管理工作；②加強托運人、代理人、收運人等各類人員對鋰電池安全培訓，建立完善收運檢查制度；③在庫區(qū)、登機口、安檢口等處張貼告知，并在官網及廣播等發(fā)布告知，對貨主、機組、旅客等人員加強對鋰電池的宣傳力度[11]。

三、結論

危險品航空運輸危險品源的評估控制對危險品安全有重要作用，通過建立危險品航空運輸危險源評估體系，文章采用層次分析法確定各指標的權重，找出對危險品航空運輸危險源較重要的兩個因素，即貨運-普貨運輸和第九類危險品中鋰電池。根據評估結果提出了相應的預防措施，即加強托運、代理、收運等人員管理、加強對相關人員危險品包括鋰電池知識培訓和加強在各個環(huán)節(jié)的宣傳力度三個方面，對有效控制和提高危險品航空運輸安全有重要現實意義和應用價值。