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        長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

        2020-07-06 16:39:10徐西立張娟裴建華
        水運(yùn)管理 2020年6期
        關(guān)鍵詞:吸式長江口挖泥船

        徐西立 張娟 裴建華

        【摘 要】 為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn),提升風(fēng)險(xiǎn)防控能力,運(yùn)用“4M”理論對(duì)耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,將集值統(tǒng)計(jì)與物元可拓理論相結(jié)合,構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,并以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工為例進(jìn)行案例分析。結(jié)果表明:該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí),屬于一般風(fēng)險(xiǎn)。該模型的科學(xué)合理性和實(shí)際操作性在長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)管理工作中具有推廣價(jià)值。

        【關(guān)鍵詞】 耙吸式挖泥船;疏浚施工;“4M”理論;集值統(tǒng)計(jì);物元可拓;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

        0 引 言

        長江口航道是長江水運(yùn)船舶入海的必經(jīng)之路,是長江黃金水道中通航條件最好、貨流密度最大的區(qū)段,是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的重要戰(zhàn)略運(yùn)輸通道。耙吸式挖泥船作為長江口航道維護(hù)疏浚的主力船型,在整個(gè)長江口航運(yùn)體系中具有重要的地位。開展耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究對(duì)防范或減少生產(chǎn)安全事故、提升長江口整體風(fēng)險(xiǎn)防控能力具有重要意義。

        目前,國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行了很多研究。孟貝貝等[1]運(yùn)用Reason模型對(duì)影響航道的通航安全因素進(jìn)行辨識(shí),建立了港區(qū)航道安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并利用熵權(quán)模糊模型對(duì)港區(qū)航道通航安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。張仕元等[2]采用云模型對(duì)LNG船舶通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià);吳長越[3]運(yùn)用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)水路危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià);LOIS等[4]在對(duì)游艇事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)價(jià)時(shí),根據(jù)游艇事故類型,結(jié)合游艇自身特征,采用經(jīng)驗(yàn)法篩選出導(dǎo)致事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)因素,進(jìn)而采用FSA風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)游艇風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,得出提高游艇的安全性需從人員可靠性、防火設(shè)備及人員溝通方面進(jìn)行改進(jìn)的結(jié)論。上述評(píng)價(jià)模型雖具備一定的科學(xué)性,但受主觀因素影響較大,可操作性不強(qiáng),難以在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用。

        針對(duì)上述問題,本文通過對(duì)長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,將集值統(tǒng)計(jì)與物元可拓理論結(jié)合,建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,增加了模型的科學(xué)性、合理性和可操作性,使結(jié)果更加準(zhǔn)確。

        1 基于“4M”理論的耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)分析

        “4M”理論認(rèn)為事故的發(fā)生是由于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、不良環(huán)境、管理缺陷直接或間接引起的。從“人―機(jī)―環(huán)境―管理”的角度深入分析耙吸式挖泥船疏浚施工流程中的風(fēng)險(xiǎn),有助于確定耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo),為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作提供理論依據(jù)。

        (1)人為因素。在耙吸式挖泥船疏浚施工期間,駕駛員的疏忽導(dǎo)致未及時(shí)獲取來自VTS、VHF等通航安全信息、未與航道正常行駛的船舶保持正常聯(lián)系,對(duì)來船航速、距離估計(jì)不準(zhǔn),操耙員未按規(guī)程操作,這些都容易引發(fā)水上交通安全事故。此外,船員心理不健康,船員不具備適任條件,對(duì)相關(guān)操作規(guī)程不熟悉,也容易出現(xiàn)危險(xiǎn)舉動(dòng)。

        (2)物的因素。物的不安全狀態(tài)包括船舶航行動(dòng)態(tài)異常和設(shè)施設(shè)備故障。船舶航行速度過快,航行線路不正確,未在安全環(huán)境下進(jìn)行會(huì)船或掉頭操縱,容易與其他船舶發(fā)生碰撞;船舶通信導(dǎo)航設(shè)備發(fā)生故障,疏浚機(jī)具動(dòng)力、操作、液壓系統(tǒng)異常,疏浚控制元件死機(jī),也極易引發(fā)水上交通安全事故。

        (3)環(huán)境因素。不良航行環(huán)境包括不良水域環(huán)境、不良?xì)庀蟓h(huán)境和不良施工環(huán)境。船舶在疏浚過程中會(huì)受到急流、潮汐、水位落差、流態(tài)等因素制約,易發(fā)生安全事故;雷雨大風(fēng)天氣、能見度不良、雨雪霜凍等均會(huì)增加船舶操縱難度,若處理不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致船舶失去穩(wěn)性,從而發(fā)生傾覆;在施工過程中挖到鋼絲繩、尼龍繩、爆炸物等,也容易引發(fā)水上交通事故和安全生產(chǎn)事故。

        (4)管理因素。在施工過程中,相關(guān)操作規(guī)范制度不完善、執(zhí)行不佳,主管部門監(jiān)督不嚴(yán),均會(huì)導(dǎo)致船員工作懈怠、操作不規(guī)范,極易引發(fā)人為安全事故。

        2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

        根據(jù)上述分析,咨詢相關(guān)專家,遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、獨(dú)立性、適用性的原則,構(gòu)建長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,共包括4個(gè)一級(jí)指標(biāo)、14個(gè)二級(jí)指標(biāo)(見圖1)。

        3 長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

        3.1 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)量化

        為了對(duì)長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),需要?jiǎng)澐诛L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并明確各等級(jí)的取值范圍。通過收集長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)資料,本文將耙吸式挖泥船風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5級(jí):稍有風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅰ級(jí);一般風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅱ級(jí);顯著風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅲ級(jí);高度風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅳ級(jí);極高風(fēng)險(xiǎn)被定為Ⅴ級(jí)。另外,為了使各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)量綱相同,將各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)統(tǒng)一規(guī)劃在[0,10]這個(gè)區(qū)間進(jìn)行量化。具體分?jǐn)?shù)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分見表1。

        由于耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)具有一定模糊性,如果按照傳統(tǒng)的評(píng)分方法對(duì)每個(gè)指標(biāo)給定一個(gè)確定的值,難以讓專家充分表達(dá)自己的觀點(diǎn),也會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文采用集值統(tǒng)計(jì)法對(duì)耙吸式挖泥船疏浚安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化,減少專家在打分過程中的誤差。

        根據(jù)專家對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際情況的判斷,結(jié)合上述取值范圍,對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦值。假設(shè)共有n名專家參與打分,每位專家對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)程度的判斷為一個(gè)區(qū)間,記為(t表示第t名專家,t=1,2,…,n),所有專家量化區(qū)間可形成一個(gè)集值統(tǒng)計(jì)序列:,,…,,將這些子集疊加在分?jǐn)?shù)軸上形成一種評(píng)分分布,并采用樣本落影函數(shù) 來描述:

        該式表示評(píng)分值的模糊覆蓋概率,其中

        假設(shè)某評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分最小值為 min、 最大值為max,則該評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終評(píng)分為

        可以證明:

        則有:

        在特殊情況下,若所有專家都對(duì)該項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分,即==…=c (常數(shù)),則該評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分值為=c。

        3.2 確定經(jīng)典域、節(jié)域及待評(píng)物元

        (1)確定經(jīng)典域。通常給定事物名稱N、事物特征C、量值V,以有序三元組R=(N,C,V)作為描述事物的基本元,簡稱物元。

        耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)有14個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),其經(jīng)典域?yàn)?/p>

        Rj==(7)

        式中:Tj表示耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)為j級(jí)(j=1,2,…,5,分別對(duì)應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、…、Ⅴ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)); Ck表示耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的第k個(gè)指標(biāo)(k=1,2,…,14); xjk=(ajk, bjk)是耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)Tj關(guān)于 Ck的取值范圍。

        (2)確定節(jié)域??捎砂椅酵谀啻杩J┕わL(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)確定整個(gè)評(píng)價(jià)體系中的節(jié)域Rp,為

        Rp==(8)

        式中: Tp為耙吸式挖泥船疏浚施工全部風(fēng)險(xiǎn)等級(jí); xpk=(apk, bpk)表示Tp關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Ck的取值范圍。

        (3)確定待評(píng)物元。對(duì)待評(píng)的耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)設(shè)為T,將評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)用物元表示,則待評(píng)物元R為

        R=(9)

        式中, xk表示待評(píng)耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)T關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)Ck的取值范圍。

        3.3 構(gòu)建關(guān)聯(lián)函數(shù)

        耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)中第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)Ck的取值范圍xk與第j級(jí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的關(guān)聯(lián)程度Kj(xk)由下式表示:

        Kj(xk)=(10)

        (xk,xpk)=| xk (apk + bpk)|(bpk apk)

        (11)

        (xk,xjk)=| xk (ajk + bjk)|(bjk ajk)

        (12)

        xjk=| bjk ajk | (13)

        式中:(xk,xpk)表示點(diǎn)xk到節(jié)域xpk=(apk,bpk)的距離;(xk,xjk)表示點(diǎn)xk到經(jīng)典域xjk=(ajk,bjk)的距離。

        3.4 確定指標(biāo)權(quán)重

        由于耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)具有一定不確定性,為減少主觀因素對(duì)各指標(biāo)的影響,提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性,本文采用客觀賦權(quán)的熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重。

        3.5 計(jì)算關(guān)聯(lián)度并確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

        綜合關(guān)聯(lián)度計(jì)算式為

        Kj(p)=k? Kj(xk)(14)

        式中:Kj(p)表示第k個(gè)指標(biāo)所處的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);k為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)在整個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中所占的權(quán)重值;Kj(xk)為待評(píng)物元xk在第j級(jí)風(fēng)險(xiǎn)下第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的初等關(guān)聯(lián)函數(shù)值。

        風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算式為

        Kj(xk)=? Kj(R) (15)

        4 案例分析

        本文以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工現(xiàn)場(chǎng)為例進(jìn)行案例分析,各數(shù)值計(jì)算結(jié)果如下:

        (1)定義域、節(jié)域和待評(píng)物元。依據(jù)表1,選擇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)的取值范圍作為經(jīng)典域和節(jié)域;再選取8名專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分,運(yùn)用集值統(tǒng)計(jì)計(jì)算各指標(biāo)評(píng)分值,確定待評(píng)物元R,則其經(jīng)典域Rj、節(jié)域Rp和待評(píng)物元R為

        Rj=

        Rp=R=

        (2)權(quán)重和關(guān)聯(lián)函數(shù)值。根據(jù)熵權(quán)法計(jì)算出該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,其結(jié)果見表2。

        根據(jù)式(10)~(13)計(jì)算出該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值,其結(jié)果見表3。

        (3)關(guān)聯(lián)度和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù)式(14)計(jì)算出該船疏浚施工各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)關(guān)聯(lián)度,結(jié)果見表4。

        根據(jù)式(15),耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)是由各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)關(guān)聯(lián)度的最大值決定,即Kj (xk)= K2(xk)=0.123。結(jié)果表明,該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí),屬于一般風(fēng)險(xiǎn),與實(shí)際情況基本符合。說明該模型具有一定的科學(xué)合理性和實(shí)際操作性。

        5 結(jié) 語

        (1)本文基于“4M”理論對(duì)耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,構(gòu)建耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并將集值統(tǒng)計(jì)與物元可拓理論相結(jié)合,建立長江口耙吸式挖泥船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。

        (2)以長江口某耙吸式挖泥船疏浚施工為例進(jìn)行案例分析,對(duì)該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),得到該船疏浚施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí),屬于一般風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果與實(shí)際情況基本符合。

        (3)通過對(duì)某耙吸式挖泥船疏浚施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),驗(yàn)證了模型的科學(xué)合理性和實(shí)際操作性,表明該模型在滾裝運(yùn)輸船舶安全生產(chǎn)管理工作中具有較高的推廣價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

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        [3] 吳長越.基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的水路危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) [J].中國海事,2016(4):42-45.

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