基于粗糙集理論的烏魯木齊局集團(tuán)公司 貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素研究

王靜梅，劉博嵩，祁永維

(1. 新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教師發(fā)展中心，新疆 烏魯木齊 830011；2. 蘇州市黃埭高新區(qū)招商局 招商科，江蘇 蘇州 215000；3.中國鐵路烏魯木齊局集團(tuán)有限公司 貨運(yùn)部，新疆 烏魯木齊 830011)

0 引言

中國鐵路烏魯木齊局集團(tuán)有限公司(以下簡稱“烏魯木齊局集團(tuán)公司”)管內(nèi)區(qū)域礦產(chǎn)資源富集、自然環(huán)境惡劣，隨著國家“一帶一路”倡議的實施，近年來烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)量呈現(xiàn)大幅增長趨勢，但同時也暴露出一系列的安全問題，2015—2019年共發(fā)生31起貨運(yùn)事故(安全事件)，對烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織形成較大安全隱患。

學(xué)術(shù)界開展一系列關(guān)于提高運(yùn)輸組織安全的研究，張鐵鋼[1]從業(yè)務(wù)場景的角度構(gòu)建鐵路貨運(yùn)安全風(fēng)險體系，揭示各個作業(yè)環(huán)節(jié)潛在的風(fēng)險因素。李學(xué)偉等[2]構(gòu)建基于“人—裝備—環(huán)境—管理”的高速鐵路安全理論模型。彭麗宇等[3-4]將此體系擴(kuò)展到重載鐵路和鐵路貨運(yùn)運(yùn)營風(fēng)險系統(tǒng)分析中，從人、裝備、環(huán)境、管理4個維度建立鐵路貨運(yùn)運(yùn)營風(fēng)險因素指標(biāo)體系。張力等[5]通過分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，70%以上貨運(yùn)事故的產(chǎn)生都與作業(yè)人員有關(guān)，因此提出將人為因素考慮在安全風(fēng)險分析中，能夠有效減少事故的發(fā)生。肖雪梅等[6]將影響高速鐵路運(yùn)營安全的環(huán)境因素分為車內(nèi)環(huán)境、自然環(huán)境和社會環(huán)境。程學(xué)慶等[7]提出安全管理應(yīng)從預(yù)防性防護(hù)、保護(hù)性防護(hù)及應(yīng)急處理3個方面進(jìn)行，即通過預(yù)防降低風(fēng)險事件發(fā)生的幾率、通過保護(hù)措施減少風(fēng)險事件出現(xiàn)后產(chǎn)生的影響，以及出現(xiàn)風(fēng)險事件后的快速處理方法。賈亞民等[8]在比較傳統(tǒng)鐵路安全管理模式后，提出我國鐵路運(yùn)營安全管理體系，包括基礎(chǔ)管理、防范管控、應(yīng)急管理、監(jiān)督管理、綜合保障和績效管理，并進(jìn)一步細(xì)化管理方法和措施。上述研究為開展鐵路貨運(yùn)組織安全風(fēng)險研究提供了重要的方法和思路。

從鐵路局集團(tuán)公司角度來看，人員素質(zhì)、環(huán)境因素以及管理模式的差異均為影響貨運(yùn)組織安全的重要變量，在確定貨運(yùn)組織安全風(fēng)險指標(biāo)的基礎(chǔ)上，剖析烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)安全事件和事故，提取影響貨運(yùn)組織安全的關(guān)鍵風(fēng)險因素，有利于提升烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織安全管理能力。

1 烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素指標(biāo)體系

1.1 風(fēng)險因素分析

通過對烏魯木齊局集團(tuán)公司2015—2019年31起貨運(yùn)事故(安全事件)的歸類分析，發(fā)現(xiàn)主要集中在貨物裝載加固、危險貨物運(yùn)輸、超限超重貨物運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸、貨檢作業(yè)等13個方面。通過對31起貨運(yùn)事故原因的分析，整理出121個風(fēng)險點(diǎn)，并根據(jù)分險點(diǎn)劃分風(fēng)險等級、分析風(fēng)險原因及風(fēng)險造成的后果。2015—2019年烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)事故風(fēng)險點(diǎn)如表1所示。

表1 2015—2019年烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)事故風(fēng)險點(diǎn)Tab.1 Freight accident risk points of Urumqi Group from 2015 to 2019

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

分析2015—2019年烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)事故風(fēng)險點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)貨運(yùn)組織安全與“線路軌道、機(jī)車車輛、通信信號和供電系統(tǒng)”等裝備指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性不大，因而構(gòu)建基于“人員—環(huán)境—管理”的鐵路貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素指標(biāo)體系。

（1）人員因素分析。鐵路貨運(yùn)組織工作是在作業(yè)人員的協(xié)同下完成的，嚴(yán)格遵守規(guī)章制度、按作業(yè)流程進(jìn)行貨物運(yùn)輸組織是確保貨運(yùn)安全的有效措施。參考彭麗宇的研究，將影響貨運(yùn)組織安全的人員因素分為身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、個人技能、安全意識4個方面，對應(yīng)建立了三級評價指標(biāo)。人員因素指標(biāo)如表2所示。

表2 人員因素指標(biāo)Tab.2 Indices for human factors

（2）環(huán)境因素分析。通過梳理鐵路貨運(yùn)組織作業(yè)流程，結(jié)合既有研究建立的環(huán)境因素指標(biāo)體系[4]，構(gòu)建影響鐵路貨運(yùn)組織安全的環(huán)境因素指標(biāo)。環(huán)境因素指標(biāo)如表3所示。

表3 環(huán)境因素指標(biāo)Tab.3 Indices for environmental factors

（3）管理因素分析。借鑒近年來既有研究構(gòu)建的預(yù)防、保護(hù)和應(yīng)急處理安全管理體系[8]，并結(jié)合烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織作業(yè)流程，從基礎(chǔ)管理、作業(yè)過程中防范管控和安全風(fēng)險出現(xiàn)時的應(yīng)急處理等方面構(gòu)建影響貨運(yùn)組織安全的管理因素指標(biāo)。管理因素指標(biāo)如表4所示。

表4 管理因素指標(biāo)Tab.4 Indices for management factors

2 基于粗糙集理論的烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素分析

2.1 粗糙集理論

粗糙集理論于1982年由波蘭學(xué)者Z. Pawlak提出，用于處理分析各種不精確、不確定、不完備的信息數(shù)據(jù)。主要步驟為通過分析數(shù)據(jù)得出屬性約簡，在屬性約簡的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析探討，提取出最終的知識分類規(guī)則。屬性雖然進(jìn)行約簡，但約簡后的數(shù)據(jù)有同等得出最終有效規(guī)則的效力[9]。粗糙集理論具有以下性質(zhì)。

（1）知識定義。一個知識表達(dá)系統(tǒng)S可以通過描述研究對象的屬性及其屬性值來實現(xiàn)，即S= (U，C∪D，V，f)，U為研究對象的集合，C和D分別為研究對象的條件屬性和決策屬性集合，令C∪D=A，A為屬性集合，V為屬性值的集合，f為U×A→V的信息函數(shù)。

（2）條件屬性重要度。從條件屬性集合C中去掉屬性ci后，則定義sigci(D)為條件屬性ci的重要度，sigci(D)計算公式為

式中：rC(D)為條件屬性與決策屬性的依賴度；rC-ci(D)為缺少屬性ci后，條件屬性與決策屬性的依賴度。

（3）條件屬性權(quán)重。條件屬性ci的權(quán)重Wci計算公式為

式中：n為條件屬性的個數(shù)。

2.2 風(fēng)險因素知識系統(tǒng)構(gòu)建

基于粗糙集理論對2015—2019年烏魯木齊局集團(tuán)公司的121個風(fēng)險點(diǎn)，構(gòu)建影響烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)安全影響因素知識系統(tǒng)S，S= (U，C∪D，V，f)。其中，U表示所有風(fēng)險點(diǎn)的集合；C為條件屬性集合，包含人員H、環(huán)境E、管理因素M等條件屬性， “0”表示未達(dá)標(biāo)或未發(fā)生該因素，“1”表示達(dá)標(biāo)或發(fā)生該因素，H= {H1，H2，H3，H4}分別代表身體因素、心理因素、個人技能和安全意識，E= {E1，E2，E3}分別代表作業(yè)環(huán)境、自然環(huán)境和社會環(huán)境，M= {M1，M2，M3}分別代表基礎(chǔ)管理、防范管控和應(yīng)急管理；D表示決策屬性集合，“1”代表低安全風(fēng)險、“2”代表一般安全風(fēng)險、“3”代表較大安全風(fēng)險。

運(yùn)用烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)安全事件風(fēng)險點(diǎn)信息，分別構(gòu)建基于一級、二級和三級指標(biāo)的烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素知識系統(tǒng)，每一條記錄代表一條知識。一級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)如表5所示。二級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)如表6所示。三級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)如表7所示。

表5 一級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)Tab.5 Risk factor knowledge system of Level-1 indices

表6 二級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)Tab.6 Risk factor knowledge system of Level-2 indices

表7 三級指標(biāo)風(fēng)險因素知識系統(tǒng)Tab.7 Risk factor knowledge system of Level-3 indices

2.3 關(guān)鍵風(fēng)險因素篩選

基于構(gòu)建的三級貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素知識系統(tǒng)，利用粗糙集軟件對構(gòu)建的37個三級指標(biāo)知識系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)鍵因素的布爾推理算法離散、遺傳算法約簡，篩選出三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素共13個，分別為：業(yè)務(wù)水平H33、工作倦怠H41、簡化作業(yè)程序H42、操作不規(guī)范H43、風(fēng)險意識缺乏H44、違規(guī)使用設(shè)備H45、風(fēng)雪雷電E21、安全生產(chǎn)責(zé)任制M15、安全培訓(xùn)M16、安全設(shè)備建設(shè)與運(yùn)用M17、安全制度落實與監(jiān)督M21、安全隱患排查M23、安全問題整改M24。

2.4 關(guān)鍵風(fēng)險因素重要度及權(quán)重計算

基于篩選的13個三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素，重新構(gòu)建決策信息表，根據(jù)公式(1)計算出13個三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素重要度[10]。13個三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素重要度計算結(jié)果如表8所示。

表8 13個三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素重要度計算結(jié)果Tab.8 Calculation results for the importance of 13 key risk factors of Level-3 indices

根據(jù)公式(2)計算出13個三級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素的權(quán)重。同理，可以計算出一級、二級指標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險因素的權(quán)重。關(guān)鍵風(fēng)險因素指標(biāo)權(quán)重如表9所示。

表9 關(guān)鍵風(fēng)險因素指標(biāo)權(quán)重Tab.9 Index weights of key risk factors

2.5 關(guān)鍵風(fēng)險因素分析

（1）一級指標(biāo)方面，管理因素大于人員因素，這2項是影響貨運(yùn)組織安全的重要因素，環(huán)境因素影響最小。

（2）二級指標(biāo)方面，基礎(chǔ)管理和安全意識是主要影響因素；防范管控是次要影響因素；個人技能、自然環(huán)境是一般影響因素。

（3）三級指標(biāo)方面，安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全培 訓(xùn)、簡化作業(yè)程序、安全制度落實與監(jiān)督、違規(guī)使用設(shè)備、操作不規(guī)范、安全設(shè)備建設(shè)與應(yīng)用是主要影響因素；風(fēng)險意識缺乏、業(yè)務(wù)水平、工作倦怠是次要影響因素；風(fēng)雪雷電、安全隱患排查、安全問題整改是一般影響因素。

3 結(jié)束語

從人員、環(huán)境和管理角度建立烏魯木齊局集團(tuán)公司貨運(yùn)組織安全風(fēng)險因素指標(biāo)體系，比較各因素權(quán)重差異，得到以下結(jié)論：影響鐵路貨運(yùn)組織安全的重要因素為管理因素和人員因素，其中管理因素是所有影響鐵路貨運(yùn)組織安全因素的重點(diǎn)。應(yīng)強(qiáng)化安全生產(chǎn)責(zé)任落實，提高對貨運(yùn)從業(yè)人員的安全考核，推進(jìn)作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，完善貨運(yùn)基礎(chǔ)管理規(guī)章制度，加大貨運(yùn)安全隱患排查，做好問題整改和日常盯控；加強(qiáng)從業(yè)人員安全教育培訓(xùn)，提升安全意識，明晰崗位作業(yè)流程、工作標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范執(zhí)行作業(yè)程序，提高應(yīng)急處置能力，全面提高貨運(yùn)組織安全管理水平。另外，受新疆自然環(huán)境的影響，應(yīng)當(dāng)充分利用測風(fēng)儀、雨量計、觀云追雨設(shè)備等即時掌握鐵路場站及沿線的風(fēng)雪雷電天氣，有助于預(yù)防自然環(huán)境可能引發(fā)的貨運(yùn)事故。