（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

關(guān)于瀝青海上運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)方法的選擇與評(píng)價(jià)

■陳佳瑩

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

正確評(píng)價(jià)我國進(jìn)口瀝青海上運(yùn)輸安全體系，是運(yùn)輸安全重要的問題之一。本文分析了我國高速公路的發(fā)展對(duì)瀝青需求的增長；進(jìn)口瀝青海上運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)；現(xiàn)有運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。認(rèn)為灰色模糊模型結(jié)合了灰色性和模糊性的特性，是研究瀝青海上運(yùn)輸安全最佳方法之一，可以更為客觀地、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)瀝青海上運(yùn)輸安全體系。

瀝青進(jìn)口海上運(yùn)輸 灰色模糊綜合法 安全評(píng)價(jià)方法 選擇

1 引言

1993年，我國提出國道主干線系統(tǒng) （五縱七橫），將連接北京與各省會(huì)和所有100萬以上人口及絕大部分50萬以上人口的城市。2007年底該系統(tǒng)已經(jīng)完成，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。國道主干線的建設(shè)，初步構(gòu)筑了我國區(qū)域和省際間橫連東西、縱貫?zāi)媳?、連接首都的國家公路骨架網(wǎng)絡(luò)，形成了國家高速公路網(wǎng)的雛形。

2005年1月，國務(wù)院通過了國家高速公路網(wǎng)“7918”規(guī)劃，我國將用30年完成8.5萬km的高速公路網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)成橫連東西、縱貫?zāi)媳钡墓方煌ù笸ǖ溃?條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線，簡稱為 “7918網(wǎng)”。 該網(wǎng)可覆蓋10多億人口，把我國人口超過20萬的城市全部連接起來，屆時(shí)我國高速公路總里程將達(dá)到12萬km左右。事實(shí)上2014年我國的高速公路已經(jīng)完成了10萬公里，以此速度， “7918網(wǎng)”任務(wù)將提前結(jié)束，我國高速公路總里程將躍居世界第一位[1]。

高速公路的建設(shè)，帶動(dòng)了瀝青材料的發(fā)展。瀝青作為高級(jí)公路的主要面層材料，是一種很重要的資源。瀝青路面具有提高車速、降低油耗、延長輪胎行駛里程、降低噪音、提高行車舒適性及易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。我國的瀝青總生產(chǎn)量較大，但由于油源所屬的特點(diǎn)大多含蠟較高，其性能難以適應(yīng)快速、重載交通及不同氣候條件的需要，加上生產(chǎn)工藝尚不夠先進(jìn)，國產(chǎn)瀝青標(biāo)準(zhǔn)距國際標(biāo)準(zhǔn)還有差距。雖然進(jìn)口中東原油的使用,使國產(chǎn)瀝青的生產(chǎn)能力已經(jīng)有了很大的改善與發(fā)展，但與高速公路的飛躍建設(shè)對(duì)瀝青需求量相比，仍然有較大的缺口，市場(chǎng)仍處于供不應(yīng)求的狀況[2]。

因此，迄今為止進(jìn)口仍然是我國瀝青市場(chǎng)重要的途徑。從2010年開始，國內(nèi)高速公路開始進(jìn)入大修周期，道路維修用瀝青將快速增長。據(jù)美國工業(yè)市場(chǎng)研究公司Freedonia集團(tuán)的調(diào)查顯示，亞太地區(qū)2006年瀝青銷售量為3260萬噸，占全球總銷量的32.6%，其中以中國、印度等為代表的發(fā)展中國家對(duì)瀝青的需求量將會(huì)有突飛猛進(jìn)的增長[3]。當(dāng)前進(jìn)口瀝青的途徑主要是以海上運(yùn)輸為主，航線經(jīng)過馬六甲海峽，經(jīng)停的部分國家和地區(qū)的政治、軍事環(huán)境等仍存在不穩(wěn)定因素；其次瀝青是一種易污染、需較高溫儲(chǔ)藏的受自身狀態(tài)性質(zhì)約束的材料，海運(yùn)過程中存在較多安全隱患。另外對(duì)于運(yùn)輸高溫瀝青的船舶，其某些方面管理應(yīng)等同于甚至高于油輪，但有的海運(yùn)公司對(duì)船舶裝運(yùn)液態(tài)瀝青的管理不嚴(yán)格，對(duì)運(yùn)輸安全重視不夠，船員管理較松散；即使有些公司有較完善的管理文件，但船員對(duì)此卻不重視，作業(yè)過程中較隨便，安全隱患較多。因此，如何正確的分析并評(píng)價(jià)我國進(jìn)口瀝青的海上運(yùn)輸安全，確保運(yùn)輸安全，是我們需要特別重視的運(yùn)輸安全問題之一。

2 瀝青的海上運(yùn)輸特點(diǎn)

桶裝固態(tài)運(yùn)輸方式是傳統(tǒng)的海上運(yùn)輸瀝青方式，桶裝固態(tài)在運(yùn)輸過程中存在著以下幾個(gè)特點(diǎn)：a、所需要的存貯艙容大；b、成本較高且存儲(chǔ)過瀝青的罐體不易再利用還會(huì)造成大量的污染；c、瀝青在使用前需要重新加熱到一定溫度，這樣又會(huì)產(chǎn)生二次污染。因此，國際上已普遍將桶裝固態(tài)運(yùn)輸方式改為采用液態(tài)運(yùn)輸方式，即采用專門的瀝青運(yùn)輸船舶來進(jìn)行大量液態(tài)的瀝青運(yùn)輸。

但是當(dāng)把瀝青從口岸的煉油廠加壓泵送到運(yùn)輸船上，或從運(yùn)輸船上泵排到口岸上的儲(chǔ)存庫中，就必須要將瀝青加熱到一定的溫度，使其降低粘度以保證自由流動(dòng)的性能。無論是瀝青的熱態(tài)存貯、熱態(tài)運(yùn)送，還是在儲(chǔ)罐內(nèi)預(yù)加熱，配油釜內(nèi)調(diào)配等過程，通常要經(jīng)歷很長一段時(shí)間。瀝青受熱過程，其中部分輕質(zhì)油不斷蒸發(fā)，使得瀝青變的更硬更脆，粘結(jié)性有所降低。這個(gè)過程中瀝青發(fā)生了一定程度的老化。另外，瀝青在管道內(nèi)不斷流動(dòng)，使瀝青接觸表面積增大，瀝青也會(huì)發(fā)生一定的氧化反應(yīng)。

3 瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)方法選擇

基于瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全具有獨(dú)特性與復(fù)雜性，難以在評(píng)價(jià)過程中突破性的建立相較以往具有不同的風(fēng)險(xiǎn)因素與評(píng)估安全程度的定量體系，各項(xiàng)主要因素在何種程度才能被認(rèn)為是安全的，達(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn)才能稱為安全的運(yùn)輸，定論顯得十分模糊，當(dāng)前部分有關(guān)定量的區(qū)分也只是一種接近的參考數(shù)值。由此可以看出進(jìn)口瀝青海上運(yùn)輸?shù)陌踩u(píng)價(jià)是具有模糊性的。

瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)同時(shí)還具有灰色性的特點(diǎn)，即評(píng)價(jià)因素具有不充分性：瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)因素有很多，各段時(shí)期中起到?jīng)Q定性的因素也各有不同，通?？赡軙?huì)使人未注意到當(dāng)中某些真正的重要因素，并產(chǎn)生對(duì)重要風(fēng)險(xiǎn)因素的認(rèn)識(shí)不充分；由于海上運(yùn)輸環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，會(huì)受無關(guān)因素的干擾，造成評(píng)價(jià)結(jié)論不可靠；由于參評(píng)因素的運(yùn)行環(huán)境與影響各有不同，對(duì)于相同的影響因素也會(huì)得出各不相同的結(jié)論評(píng)價(jià)，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果具有不可靠性；還有就是存在因素難以收集完整，這也是不充分的問題。

因此根據(jù)分析可以看到，瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全的評(píng)價(jià)同時(shí)具有模糊性和灰色性的特征。從瀝青海上進(jìn)口運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)的模糊性和灰色性的角度出發(fā)，可以得出應(yīng)該綜合考慮各種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，從中適當(dāng)?shù)倪x擇適合的評(píng)價(jià)方法，使得石油海上進(jìn)口運(yùn)輸安全的評(píng)價(jià)更加具有客觀性和準(zhǔn)確性。

安全評(píng)價(jià)是以提高系統(tǒng)安全性為目的，依據(jù)科學(xué)的步驟和方式，對(duì)系統(tǒng)中的各種風(fēng)險(xiǎn)因素、出現(xiàn)事故的可能性及損害等級(jí)進(jìn)行調(diào)研并分析論證，為評(píng)估系統(tǒng)的總安全度和編制基礎(chǔ)預(yù)防措施制度提供科學(xué)的依據(jù)。

4 灰色模糊評(píng)價(jià)分析

4.1 灰色理論

灰色系統(tǒng)理論誕生于1982年，由我國著名控制論專家華中科技大學(xué)鄧聚龍教授提出[4]，他在國際權(quán)威雜志SYSTEMS&CONTROLLETTERS上發(fā)表了題為TheControlProblemsofGreySystems(《灰色系統(tǒng)控制問題》)，其中對(duì)灰色理論進(jìn)行了研究與探討。這種理論把所研究的問題的環(huán)境看作一個(gè)系統(tǒng)，研究的對(duì)象是 “部分信息已知，部分信息未知”的 “小樣本”、 “貧信息”不確定系統(tǒng)，并認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)含有大量完全明確的信息，即白色信息，又含有大量未知或不可知信息，即黑色信息，也含有部分信息明確、部分信息不明確的灰色信息。在灰色系統(tǒng)中，可以把系統(tǒng)信息的不完全情況分為四種：元素信息不完全；結(jié)構(gòu)信息不完全；邊界信息不完全；運(yùn)行行為信息不完全。它通過對(duì) “部分”已知信息的生成、開發(fā)去了解、認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行行為和演化規(guī)律的正確把握和描述。

灰色系統(tǒng)用灰數(shù)、灰色方程、灰色矩陣等來描述，其中灰數(shù)是灰色系統(tǒng)中的基本單元。我們把只知道大概范圍而不知其確切值的數(shù)稱為灰數(shù)。在應(yīng)用中，灰數(shù)實(shí)際上指在某一區(qū)間或某個(gè)一般的數(shù)集內(nèi)取值的不確定數(shù)?；覕?shù)是灰色集合的重要組成部分?；疑到y(tǒng)理論經(jīng)過20年的發(fā)展，現(xiàn)已基本建立起一門新型學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系。

4.2 模糊集合

模糊理論是由美國加里福尼業(yè)大學(xué)著名控制論專家扎德 (Zade.L.A)教授于1965年提出，是研究模糊領(lǐng)域中事物數(shù)學(xué)化的一門新型學(xué)科。所謂 “模糊”一字是譯自英文 “FUZZY”，模糊數(shù)學(xué)的研究對(duì)象本身是模糊的，但發(fā)生與否是確定的，不是隨機(jī)的，是從中介過渡到非中介的傾向性，其隸屬函數(shù)取值為 [0，l]區(qū)間，這就拓廣了經(jīng)典數(shù)學(xué) {0，1} (是與否)的二值區(qū)間。

模糊集合是模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方法。模糊數(shù)學(xué)著重研究 “認(rèn)知不確定”問題，其研究對(duì)象為 “內(nèi)涵明確，外延不明確"的特點(diǎn)。經(jīng)典數(shù)學(xué)是以精確性為特征，然而與精確性相對(duì)的模糊性并不是完全消極、無價(jià)值的。在經(jīng)典集合中，只有兩種狀態(tài)，一個(gè)元素要么屬于這個(gè)集合，要么不屬于。它確切的、數(shù)量化的描述了 “非此即彼”現(xiàn)象，但現(xiàn)實(shí)世界中并非完全如此，這正是可用模糊數(shù)學(xué)解釋的現(xiàn)象。模糊數(shù)學(xué)決不是數(shù)學(xué)編程模模糊糊的東西，它也具有數(shù)學(xué)的共性：條理分明、一絲不茍、即使描述模糊概念也會(huì)描述的很清楚。統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)將數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍從必然現(xiàn)象領(lǐng)域擴(kuò)大到偶然現(xiàn)象領(lǐng)域，模糊數(shù)學(xué)則把數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍從精確現(xiàn)象擴(kuò)大到模糊現(xiàn)象的領(lǐng)域[5]。

4.3 灰色模糊評(píng)價(jià)方法

1994年，我國學(xué)者陳大為于提出了灰色模糊集合理論，將灰色集合與模糊集合進(jìn)行有機(jī)結(jié)合[6]。模糊數(shù)學(xué)理論和灰色系統(tǒng)理論是兩種最常用的不確定性系統(tǒng)研究方法，其研究對(duì)象都具有某種不確定性，這是兩者的共同點(diǎn)。但由于研究對(duì)象在不確定性上的區(qū)別，這兩種研究方法各具特色，灰色系統(tǒng)理論與模糊數(shù)學(xué)理論在處理問題時(shí)著眼點(diǎn)不同，灰色系統(tǒng)著重研究內(nèi)涵不明確，外延明確的問題，而模糊數(shù)學(xué)則相反。模糊數(shù)學(xué)著重研究內(nèi)涵明確，外延不明確的對(duì)象，而灰色系統(tǒng)理論則相反，因此兩種方法各有所長，互相補(bǔ)充。所以， “灰色模糊集合”，既是模糊集合的推廣又是灰色集合的推廣。

根據(jù)前面對(duì)瀝青海上運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)特點(diǎn)的分析，可以得出我國進(jìn)口瀝青海上運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)既存在模糊性又存在灰色性的結(jié)論，假設(shè)只分析其中一種特性就會(huì)忽視另一個(gè)特性，這就產(chǎn)生不準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。灰色模糊模型結(jié)合了灰色性和模糊性的優(yōu)點(diǎn)特征，是研究瀝青海上運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)安全的最佳方法之一。

(1)灰色模糊集合概念

可以看出，空間X={x}上的模糊子集A,當(dāng)x對(duì)于A的隸屬度uA(x)是 [0,1]上的一個(gè)模糊集合時(shí)，稱為二型模糊集合。

定理1設(shè)A是空間X={x}上的模糊子集，或?qū)τ贏的隸屬度uA(x)是[0,1]上的一個(gè)灰數(shù)，其點(diǎn)灰度為vA(X)則稱A為X上的灰色模糊子集或灰色模糊集合，簡稱GF集，記作即={(x,uA(x)),(x,vA(x)|x∈X} 式 (1)

定理2式 （2）中的 (A,A~)稱為灰色模糊集的分部表示，其中A稱為的模糊部分，簡稱模部，A~稱為的灰色部分，簡稱灰部。若GF集的灰部A~為經(jīng)典集合a，則=（A，a）=A，故模糊集合是灰色模糊集合的特例：；若GF集A～的灰部A~為經(jīng)典集合a,則A～=（a，A~）=A~，故灰色集合是灰色模糊集合的特例。所以，灰色模糊集合既是模糊集合的推廣又是灰色集合的推廣，因而更是經(jīng)典集合的推廣。

當(dāng)X為有限集時(shí)，可以把A～表示為：

由此定理可知，灰色模糊集合A由數(shù)偶 (uA(x),vA(x))所唯一確定[12]。

(2)灰色模糊關(guān)系

任一模糊關(guān)系，若是灰色的 (即信息不完全的)，則為一 “灰色模糊關(guān)系”，其定義如下。

定理3給定空間X={x}與Y={y}，若x與y對(duì)模糊關(guān)系R的隸屬度uR(x,y)點(diǎn)灰度，vR(x,y)，則稱直積空間X×Y中的灰色模糊集合。

～R={（x,y),uR(x,y),vR(x,y)|x∈X,y∈Y}為X×Y上的灰色模糊關(guān)系，簡稱GF關(guān)系?；疑：P(guān)系同樣可以用 “集偶”表示為～R=(R,R~)。

其中R={(x,y),uR(x,y)|x∈X,y∈Y}稱為X×Y上的灰色關(guān)系。 式(4)

定理4設(shè)～R與～S分別為X×Y與Y×Z上的GF關(guān)系，則稱X×Z上的GF關(guān)系

～R?！玈=(R。S，R~。S~)為GF關(guān)系～R與～S的合成。

當(dāng)X={x}，Y={y}，Z={z}均為有限集時(shí)，GF關(guān)系及其合成可以用 “GF矩陣”來表示。

設(shè)R=[uij]m×n是一個(gè)模糊矩陣，若元素 uij有點(diǎn)灰度vij則稱以序偶 (uij,vij)為元素的矩陣

為灰色模糊矩陣，簡稱GF矩陣，記作[(uij,vij)]m×n。

(3)灰色模糊綜合評(píng)價(jià)

設(shè)評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集合為X={x1,x2,x3…xm}，對(duì)各因素的評(píng)價(jià)集合為Y={y1,y2,y3…ym}，總評(píng)判為直積空間X ×Y上的灰色模糊關(guān)系～R，用矩陣表示即

稱為GF評(píng)價(jià)矩陣，其中uij表示元素 (xi,yi)對(duì)模糊關(guān)系R的隸屬度 (uRxi,yi),vij則反映獲取信息的充分程度，即uij取值的確定程度，其定義如下：

若未確定各因素的恰當(dāng)?shù)臋?quán)重分配，只知道各權(quán)重的大概值或近似值，則可將各因素的權(quán)重分配看作GF關(guān)系矩陣：

最后，～R與～A合成得：～B=～R,～A=(R·A,R~·A~)

最后得出灰色模糊單級(jí)綜合評(píng)判結(jié)果，即單級(jí)GF綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)以上定理，通過遞推最終進(jìn)行多級(jí)灰色模糊綜合評(píng)價(jià)。

從以往的研究成果來看，灰色模糊模型在系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)較少和不滿足統(tǒng)計(jì)要求條件情況下，更具實(shí)用性和可行性。但對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的評(píng)價(jià)對(duì)象，就會(huì)涉及到許多影響因素，在評(píng)價(jià)過程中就可能遇到兩方面的困難：一是過多的影響因素可能會(huì)造成各個(gè)因素的權(quán)重難以確定，并且即使能夠確定權(quán)重，但由于過多的因素使每個(gè)因素分配到的權(quán)重值都很小，導(dǎo)致最終的評(píng)價(jià)結(jié)果失真，得不到有效和有用的信息；二是因素本身具有一定特性，分屬不同的類別、層次，在同一水平上難以確定出權(quán)重。

5 小結(jié)

模糊綜合評(píng)判值是一種量化的評(píng)語級(jí)別，灰色綜合評(píng)判值反映一個(gè)對(duì)象相對(duì)于最優(yōu)對(duì)象的關(guān)聯(lián)度大小，可以給出評(píng)判對(duì)象的相對(duì)優(yōu)劣順序。模糊綜合評(píng)判在評(píng)判中可能導(dǎo)致一些定量數(shù)據(jù)丟失信息，而模糊灰色綜合評(píng)判可充分利用已有的白化信息，減少人為誤差。

根據(jù)上文對(duì)瀝青海上運(yùn)輸安全特點(diǎn)的分析，可以得出我國進(jìn)口瀝青海上運(yùn)輸安全評(píng)價(jià)既存在模糊性又存在灰色性的結(jié)論，假設(shè)只分析其中一種特性就會(huì)忽視另一種特性，這就產(chǎn)生不準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。灰色模糊模型結(jié)合了灰色性和模糊性的優(yōu)點(diǎn)特征，是研究瀝青海上運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)安全的最佳方法之一。

[1]王振亞.關(guān)于我國高速公路管理現(xiàn)狀研究.交通世界，2015(3).

[2]吳粟千.我國進(jìn)口瀝青采購和運(yùn)輸方式選擇研究.武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.11.

[3]崔剛，張鋼.基于海上瀝青貨物安全運(yùn)輸?shù)难芯?中國航海，2012 (1).

[4]鄧聚龍.灰理論基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社，2002.2.

[5]謝維信.工程模糊數(shù)學(xué)方法.西安電子科技大學(xué)出版社，1991.12.

[6]陳大為.灰色模糊集合引論.哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1994.