基于DEMATEL-ISM的道路大件運輸安全風(fēng)險因素分析

崔優(yōu)梅 曾 珠講師 孫文瑞

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，河南 鄭州 450046)

0 引言

大件運輸行業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)，是國家基礎(chǔ)設(shè)施和大型工業(yè)工程項目建設(shè)的重要支撐和保障。高質(zhì)量、高安全度是大件運輸?shù)奶攸c及可持續(xù)發(fā)展的必然要求。大件運輸貨物特殊、運輸過程復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)性強，運輸過程中某一環(huán)節(jié)發(fā)生風(fēng)險，都將影響整個項目的運行，甚至?xí)a(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。識別道路大件運輸安全風(fēng)險因素，分析因素間的相互作用機理，明確風(fēng)險傳遞路徑，是有效管控和預(yù)防大件運輸事故的基礎(chǔ)。

目前，有不少學(xué)者針對大件運輸風(fēng)險管理進行研究。Ramūnas等[1]總結(jié)大件運輸風(fēng)險因素有技術(shù)風(fēng)險、經(jīng)濟風(fēng)險、社會風(fēng)險和政治風(fēng)險因素4個部分，認為影響大件運輸質(zhì)量的最重要因素是安全和保障，風(fēng)險評估與管理是超限貨物安全運輸規(guī)劃和交通基礎(chǔ)設(shè)施重建投資過程應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題之一；李巧藝等[2]分析公路大件運輸過程中影響貨物安全的因素，然后在機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析轎車模塊中建立大件運輸車貨系統(tǒng)模型及三維路面模型，并在建立的路面模型中對車貨系統(tǒng)進行動力學(xué)仿真分析，通過改變貨物裝載方式等可對貨物安全隱患進行規(guī)避,從而提高大件貨物運輸?shù)陌踩?；元祥宇等[3]以昆北換流站公路大件運輸工程為依托，根據(jù)現(xiàn)有橋梁設(shè)計參數(shù)、技術(shù)狀況等級及待運輸大件設(shè)備參數(shù)，分析計算大件運輸車輛所需的軸線數(shù)，從而確定大件運輸?shù)难b載圖及裝載技術(shù)參數(shù)；李維東等[4]通過分析大型貨物運輸影響因素，建立大型貨物運輸通道選擇指標評價體系，構(gòu)建多目標大型貨物運輸通道選擇決策模型，有效避免決策目標間信息重復(fù)利用。綜上，現(xiàn)有研究大多偏向?qū)︼L(fēng)險評價的闡述，對風(fēng)險因素只是簡要敘述辨識的對象及范圍，并沒有系統(tǒng)、具體地說明如何進行風(fēng)險因素辨識，較少關(guān)注風(fēng)險因素的層次性及因素間的相互作用。

鑒于此，本文通過建立解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling Method，ISM)[5]，繪制有向圖對風(fēng)險因素進行分層，再結(jié)合決策實驗室分析法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)[6]對風(fēng)險因素的重要度和屬性進行分析，進而為道路大件運輸安全管理提供對策及理論指導(dǎo)。

1 道路大件運輸風(fēng)險因素的選取

道路大件運輸作業(yè)過程復(fù)雜，從接到運輸項目開始，需要經(jīng)過一系列操作，才能最終交接給收貨方。為保證風(fēng)險因素分析的全面性和系統(tǒng)性，通過查閱相關(guān)資料[7-8]，結(jié)合實地調(diào)研和專家意見，本文將道路大件運輸整體流程劃分為3個階段，分別為：制定運輸方案階段、運輸準備階段、執(zhí)行運輸方案階段。3個作業(yè)單元又細化為16個作業(yè)環(huán)節(jié)(見表1)，作為風(fēng)險因素識別的基本單元。

表1 道路大件運輸作業(yè)單元劃分Tab.1 The operation unit division of the large part road transport

統(tǒng)計分析“12.18鄂東大橋傾覆事故”“10.15滬渝高速路大件運輸車輛撞擊天橋事故”“10.20海張高速大件運輸車輛撞斷橋墩事故”等案例，究其原因，多可溯源到“人的不安全行為”如駕駛員違規(guī)操作或疲勞駕駛、相關(guān)人員安全意識淡漠、未進行路勘或勘測誤差大，以及“物的不安全狀態(tài)”如車輛故障、貨物裝載不合理、道路通行性差等。結(jié)合資料分析和實地調(diào)研，并經(jīng)過中國水利電力物資流通協(xié)會有關(guān)專家的多輪商討和修改，最終從“人員、車輛、貨物、環(huán)境和管理”5個方面識別出12項風(fēng)險因素，見表2。

2 風(fēng)險因素DEMATEL-ISM模型

2.1 解釋結(jié)構(gòu)模型理論

ISM模型屬于系統(tǒng)工程學(xué)的一種研究方法，通過建立結(jié)構(gòu)模型對系統(tǒng)中的各個要素進行梳理分析，最初是由美國教授J.N.Warfield為研究社會經(jīng)濟系統(tǒng)而開發(fā)的一種方法。

在建立ISM模型之前，對有關(guān)模型的一些定義及本文結(jié)構(gòu)劃分的步驟進行論述。

(1)鄰接矩陣。建立鄰接矩陣A，其是由一個n×n的方陣來表示各個因素之間初始直接影響關(guān)系，n代表風(fēng)險因素個數(shù)，用aij表示矩陣中的各個因素,定義如下：

為量化各風(fēng)險因素之間影響關(guān)系的強弱，設(shè)定因素影響關(guān)系評價標度，見表3。

表3 影響關(guān)系評價標度Tab.3 The evaluation scale of the impact relationship

(2)可達矩陣。根據(jù)綜合影響矩陣C，計算整體影響矩陣Z，計算式為：

Z=C+I

(1)

其中，I為單位矩陣，C為綜合影響矩陣(公式(4))，設(shè)定閾值λ，確定可達矩陣M的元素Mij為:

(2)

(3)可達矩陣的區(qū)域劃分。首先要將系統(tǒng)內(nèi)要素進行可達集P、先行集Q、共同集T、起始集O、終止集E的劃分。

利用起始集判斷區(qū)域是否能進行分割，選取起始集O(S)中的2個不同要素a、b：如果P(a)∩P(b)≠?，則元素a、b所在的區(qū)域是一樣的；如果P(a)∩P(b)=?，則元素a、b所在的區(qū)域是不同的。

(4)可達矩陣的層次劃分。用P代表由區(qū)域劃分代表的元素集合，用L1，L2，…，Lk代表從高到低的要素集合，k為最大級；對劃分好的可達矩陣M(L)去除強連接要素得到M′(L)；去掉M′(L)中越級元素得到M″(L)；進一步去掉M″(L)中到達自身的關(guān)系，即減去單位矩陣得到A′；根據(jù)最終可達矩陣繪制有向圖D(L)。

2.2 風(fēng)險因素重要度分析

通過有向圖可以將風(fēng)險因素進行分層處理，但風(fēng)險因素的重要度還無法得知，進而無法判斷接下來優(yōu)化改善的重點在哪里。因此，應(yīng)用DEMATEL對大件運輸風(fēng)險的重要度進行分析。

DEMATEL方法分析系統(tǒng)因素的步驟如下：

(1)根據(jù)鄰接矩陣得到規(guī)范矩陣，將鄰接矩陣A的每行相加取最大值，A中每個元素除以該最大值得到規(guī)范矩陣B。

(3)

(2)建立綜合影響矩陣，在得到規(guī)范矩陣B的基礎(chǔ)上，利用公式得到風(fēng)險因素的綜合影響矩陣C。

C=B(I-B)-1

(4)

(3)計算影響度和被影響度及中心度和原因度，影響度Di為C中因素的行和，即：

(5)

被影響度Cj為C中因素列和,即：

(6)

中心度Mi為元素影響度和被影響度的和，即：

(7)

原因度Ri為元素影響度和被影響度的差，即：

(8)

中心度Mi表示各個風(fēng)險因素的重要性程度，原因度Ri的正負值分別表示原因因素、結(jié)果因素。

3 案例分析

基于ISM以道路大件運輸流程的風(fēng)險為考察對象，以相關(guān)領(lǐng)域的專家作為專家小組，通過表1流程中的各環(huán)節(jié)分析出不同層面的風(fēng)險因素總結(jié)出表2，再對風(fēng)險因素指標體系中的因素進行兩兩比較判斷，通過匯總、統(tǒng)計各專家的建議，進而得到表示各因素直接影響關(guān)系的鄰接矩陣A。

在鄰接矩陣A的基礎(chǔ)上，由公式(3)-(4)計算得到在綜合影響矩陣C的基礎(chǔ)上，由式(1)計算得到整體影響矩陣Z。通過專家對整體影響矩陣及實際問題的分析，確定適合的閾值為λ=0.02，確定可達矩陣M。將可達矩陣M進行區(qū)域和層級劃分可以進一步明確道路大件運輸風(fēng)險中各個因素的影響關(guān)系與影響程度，由于選取的12個因素之間均存在相互影響關(guān)系，因此它們屬于同一區(qū)域不可進行區(qū)間分解，只進行級間分解。

劃分系統(tǒng)因素的層級結(jié)構(gòu)，根據(jù)層級劃分的原則，即將風(fēng)險因素劃分為4個層級。風(fēng)險因素的詳細層級劃分結(jié)果為：

L1={S2、S5、S7}

L2={S3、S4、S6、S9}

L3={S1、S8、S10}

L4={S12、S11}

在可達矩陣M的基礎(chǔ)上，提取骨架矩陣，繪制道路大件運輸風(fēng)險因素的多級遞階有向圖，如圖1。

圖1 多級遞階有向圖Fig.1 Multilevel hierarchical digraph

對最終鄰接矩陣A，依次經(jīng)公式(2)-(3)得到綜合影響矩陣C。以C中因素為基礎(chǔ)，經(jīng)公式(4)-(7)分別計算得到各因素的影響度Di、被影響度Ci、中心度Mi和原因度Ri。相關(guān)的DEMATEL分析結(jié)果，見表4。

表4 DEMATEL分析結(jié)果Tab.4 DEMATEL analysis results

根據(jù)表4得出的中心度Mi和原因度Ri，繪制道路大件運輸風(fēng)險因素的因果圖，更加直觀地展示各個因素的原因度和中心度，如圖2。

圖2 風(fēng)險因素結(jié)果圖Fig.2 The outcome plot of risk factors

4 結(jié)果分析

4.1 因素重要度和屬性分析

風(fēng)險因素中心度越大，則表示該因素影響重要度越高。由表4可知，道路大件運輸風(fēng)險因素的重要度從大到小依次為人員意識風(fēng)險(S1)、道路承運風(fēng)險(S9)、貨物移動風(fēng)險(S7)、管理決策風(fēng)險(S11)、管理執(zhí)行風(fēng)險(S12)、車輛運行風(fēng)險(S4)、道路勘查風(fēng)險(S8)、車輛故障風(fēng)險(S5)、人員行為風(fēng)險(S2)、貨物固有風(fēng)險(S6)、車輛固有缺陷風(fēng)險(S3)、環(huán)境風(fēng)險(S10)。風(fēng)險因素的原因度為負，說明該因素越側(cè)重于結(jié)果指標，原因度為正，說明該因素對其他因素影響越大，側(cè)重原因指標，由表4可知：S1、S3、S8、S11、S12屬于原因因素，在道路大件運輸風(fēng)險體系中容易對其他因素造成影響，而S2、S4、S5、S6、S7、S9、S10屬于結(jié)果因素，這些因素在風(fēng)險因素系統(tǒng)中易受原因因素以及結(jié)果因素中其他因素的影響。

針對關(guān)鍵原因因素來說，物流企業(yè)在進行物流活動過程中，要密切關(guān)注其他風(fēng)險因素的影響帶動作用，以實現(xiàn)安全管理；針對關(guān)鍵結(jié)果因素來說，物流企業(yè)管理者要做好人員培訓(xùn)、車輛監(jiān)控、貨物監(jiān)控等，注意風(fēng)險結(jié)果因素之間的干擾作用。

4.2 風(fēng)險因素遞階層次結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)ISM模型多級遞階有向圖可知，道路大件運輸風(fēng)險因素分為4個層次。其中，位于最低層第4等級的是管理決策風(fēng)險(S11)、管理執(zhí)行風(fēng)險(S12)，這2個因素屬于道路大件運輸風(fēng)險的最基本因素；位于第一層的因素是人員行為風(fēng)險(S2)、車輛故障風(fēng)險(S5)、貨物移動風(fēng)險(S7)，這些因素是道路大件運輸?shù)闹苯语L(fēng)險因素，受到下級因素的影響；其他因素為中間層因素，中間層的因素受到其他因素的影響，同時又影響著其他因素。

通過專家小組對該辨識結(jié)果的分析，該結(jié)果較符合道路大件運輸所面臨的現(xiàn)實風(fēng)險問題。因此可以看出，在大件運輸活動中，人員安全意識缺乏、管控監(jiān)測不到位以及管理疏松是大多數(shù)運輸事故的根源。對直接影響因素或中間層因素的管控在短時間內(nèi)或許能夠減少風(fēng)險的發(fā)生，但這并不是長久之計。如鄂東大橋傾覆事件所造成的原因并不單單只是暴露出的超載問題，也反映出人員安全意識淡薄、車輛使用已超出固有的風(fēng)險范疇、運輸過程中路線及道路情況未如實勘查、企業(yè)管理人員對規(guī)定落實不到位、各省對相關(guān)政策執(zhí)法尺度不一等，以上問題均對應(yīng)本文風(fēng)險因素遞階層次結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵影響因素。因此，物流企業(yè)管理者在日常的安全管理工作中，需加強人員、設(shè)備的管理，對策的實施以及相關(guān)規(guī)定的落實，以從根本上避免風(fēng)險的發(fā)生。

5 結(jié)論

(1)本文通過文獻分析、實地調(diào)研和專家商討，基于大件運輸全流程的3個階段和風(fēng)險辨識要素的5個方面，形成大件運輸安全事故風(fēng)險因素體系。

(2)本文針對道路大件運輸風(fēng)險因素辨識問題建立ISM模型，并構(gòu)建風(fēng)險因素層次結(jié)構(gòu)模型對風(fēng)險因素重要度進行分析。研究發(fā)現(xiàn)造成安全事故發(fā)生的本質(zhì)致因是管理因素中的專業(yè)知識缺乏，中心度較大的原因因素是人員因素中的安全意識薄弱。在大件運輸?shù)娘L(fēng)險管控中，要加強直接影響因素的防范控制，并對最基本影響因素進行約束控制。同時采取風(fēng)險分級管控和隱患排查治理雙重預(yù)防工作機制，既要關(guān)注深層次致因，又要關(guān)注重要風(fēng)險因素，把安全風(fēng)險管控挺在隱患前面，把隱患排查治理挺在事故前面。

(3)通過對大件運輸安全風(fēng)險的研究，發(fā)現(xiàn)提高人員安全意識，加強相關(guān)人員安全法規(guī)的教育、車輛檢查與維護、道路勘查信息的準確記錄，以及嚴格要求企業(yè)管理人員運輸前方案制定、運輸中監(jiān)測反饋工作，可以有效預(yù)防大件運輸事故的發(fā)生。