基于人机工程的物流运输三参数风险评估模型

 张国宝，汪伟忠，倪亮亮

 （安徽科技学院管理学院，安徽滁州233100）

摘要：为了有效分析物流运输的风险状况，针对传统风险评估技术的不足，构建了一种以风险发生概率、风险后果和风险重要度为技术参数的物流运输风险三参数评估模型。首先，依据安全人机工程原理系统分析物流运输过程风险的影响因素，并建立物流运输风险评价指标体系。然后考虑风险因素的随机性和模糨性，提出了一种基于三角模糊数和模糊层次分析耦合的参数确定方法。最后，通过一个算例分析说明构建模型的有效性。结果表明，所提出方法用于物流运输风险定量分析优于传统风险评估技术。

关键词：物流；运输安全；风险评估；模型；模糊数

0  引言

 物流业是国民经济发展的支柱性产业，其安全水平对经济和社会有重要影响作用，而运输作为物流业务的核心内容，其安全水平对行业健康发展和竞争力提升至关重要，且相关研究表明，物流运输安全事故占全国道路交通事故的比率约25%。因此，通过对物流运输风险状况评估，确定关键风险因素，为物流运输风险预防和控制提供理论指导，对提升物流行业整体安全水平和竞争力有重要作用。

 目前众多学者针对运输安全进行了大量有价值的探索。Rahbar等以铁路运输装卸搬运环节为对象，提出了一种用于分析危险物品铁路运输中风险转移的方法；Soeanu等综合运用概率模型检验和行为模型分析了运输作业的风险状况；Yanlk针对逆向物流设计过程中涉及的危险品运输风险问题进行研究，并采用系统分析方法进行风险预测和路径优化；程婕以传统风险评估模型对铁路运输过程的风险状况和风险危害进行了系统分析；杨能普等采用贝叶斯网络方法对危险货物在铁路运输过程的风险状况进行评估，确定风险控制的关键关节。这些研究成果主要集中于危险货物运输的安全问题，且多采用传统的两参数风险分析方法，而采用三参数模型分析公路物流运输风险评估方面的文献较少。为此，本文以“安全人机工程理论”为理论依据，构建包含人员、车辆、道路环境、货物特性和管理五个因子的物流运输风险评价指标体系，同时考虑传统风险分析技术不足，以风险发生概率、风险后果和风险因素重要度三个技术参数构建物流运输风险度量模型，以期为物流运输关键风险环节辨识和风险控制提供参考。

1  物流运输风险评价指标体系构建

“安全人机工程”理论是安全科学、系统工程思维和人机工程理论的交叉结合，其原理是指运用系统工程思维和分析方法，对系统中的人员、机器设备、环境以及其他可能形成安全事故的风险因素进行整体分析和研究，从而确定彼此作用关系，进而进行优化和控制，最终实现系统安全的目的。综上，人机工程原理可以全面辨识系统涉及的风险要素，且由该理论辨识的风险因素至少包括人员、机器设备、环境等维度影响因素，而此处的机器设备除了传统意义的机器还应该包括相关的物资资料；同理环境也应是广义的，应该包括组织环境和自然环境两个方面。同时，物流运输过程是运输和物流两个系统的综合，不仅需要考虑运输的人员、车辆和道路，还需要考虑物流的物资资料和管理。因此，物流运输过程风险因素辨识需要从人员、车辆、道路环境、货物特性和管理5个因子展开。物流运输系统的人员主要是指驾驶人员，驾驶人员是物流运输过程中的行为主体，其驾驶行为和驾驶状态是物流运输过程中的主要风险来源；车辆作为物流运输任务完成的工具，其运行状态健康的程度直接关系物流运输任务是否顺利完成；道路环境是影响物流运输过程的外在环境因素，主要包括交通环境条件和天气环境条件；运输货物特性是物流运输安全的限制性因素，不同属性的货物对于运输车辆、运输人员和运输行驶速度等有不同的要求，因此需要纳入物流运输风险指标；最后，物流企业运输活动是在物流企业管理和组织下运行的，因此需要考虑管理漏洞给运输安全形成的影响。综上所述，笔者结合杨迎心、吴晓柠和霍明甲等关于运输风险指标研究成果，建立如图1所示的物流运输风险评价指标体系。

2  物流运输三参数风险评估模型构建

 传统风险评估主要以风险概率及事故后果两个技术参数为框架构建风险评估模型，这种方式在确定风险要素的风险等级过程中主要依据相关标准和专家评估确定两个技术参数的数值。而目前常用的参数标准可获取的组合数量为36种，这就不可避免形成风险值重复的情形。例如风险值为12，可以是12=2x6、12=6x2、12：4x3和12=3x4四种可能，单从风险

值判定其风险程度相同，显然误差较大。同时，这种方式评估风险仅涉及了风险的不确定性和危害性等部分特性，对风险可控性和可变性等其他属性未涉及。为此，笔者综合传统风险评估的不足和风险特性，在现有的两个技术参数基础上，引入风险因素重要度，形成以风险发生概率、风险后果和风险因素重要度为技术参数的三参数风险评估模型，以式(1)表示：

 式中：RL是风险指标的风险值；F是风险指标重要度；Rs是风险后果值；Rl是风险发生概率。

由物流运输三参数风险评估模型可知，要确定物流运输的风险程度，不仅需要确定物流运输安全风险因素的风险发生概率和风险后果两个参数，还需要确定风险因素的相对重要度。而物流运输风险影响因素具有多属性的特性，难以通过统一的精确化数值描述物流运输风险因素的发生概率和后果，这就需要综合运用专家知识经验和能表征专家语义信息的模糊数学进行风险分析。为此，本文采用模糊语言描述物流运输风险影响因素的发生概率和后果，两个参数的语言评价值可以通过式(2)进行三角模糊数的转化：

式中：Rl：是风险概率和风险后果两参数评价语言短语转化后的三角模糊数，n和m是评价语言短语按照语言顺序排列的序号，依据现有风险概率和风险后果等级划分的相关研究，风险概率三角模糊数计算中m=(0，1，2，3，4)，n=4；同理，风险后果计算中m=(0，1，2，3)，n=3。

综上，结合式(2)中三角模糊数建立方法确定物流运输风险发生概率和风险后果两个参数的模糊语义集，结果如表1和表2所示。

 依据式(1)的风险模型，要确定物流运输的风险程度还需要计算风险因素的相对重要度。针对风险因素的模糊和不确定属性，本文采用能兼顾专家评价信息一致性和风险因素模糊性的模糊层次分析法( Fuzzy ana-lytic hierarchy process，FAHP)计算风险因素间的相对重要度，该方法的计算步骤如下。

 1)构建物流运输风险因素的重要度模糊判断矩阵。通过德尔菲法确定专家小组对各个风险因素间相对重要性的语义判断信息，并依据文献[13]给出的模糊标度构建风险因素重要度模糊判断矩阵A=(。i)…，若矩阵元素n．。=0.5，且au +a，=1，i，j=1，2，3…n，则A=(a。)…为模糊互补判断矩阵。

 引入决策者态度表征参数a，参数值越大表明决策者对所构建判断矩阵的一致性需求越低。若相容性指标/(A，w)≤a时，则构建的判断矩阵一致性检验通过，通常取a为0.1。

通过三角模糊数确定物流运输风险发生概率和风险后果，再以FAHP确定风险因素的相对重要度，由此可获得物流运输风险值。结合所建立的三参数风险模型，给出如下物流运输风险因素风险值计算方法：

 式中：RL。是第i个物流运输风险因子的第j个风险因素的风险程度；F．是第i个风险因子的权重，f、fi是指第i类风险因子的第j个风险因素的相对重要度和综合重要度；Rl。是第j．个风险因素发生风险的概率；Rs．，是第j个风险因素的风险后果值。

3  算例分析

3.1  数据计算

为了说明所提出物流运输风险分析方法的有效性，本文以安徽省某市物流运输公司为例，首先通过公司运输历史记录和德尔菲法确定风险发生概率和风险后果，再依据专家调查结果计算风险因素的相对重要度，最后依据风险因素风险值确定风险程度和风险排序。由于篇幅有限，本文以人员风险因子为例，说明所提出的物流运输三参数风险评估模型的运用过程。通过向该物流运输公司和30位相关专家发放问卷调研，获取事故发生可能性、事故后果以及专家关于风险因素相对重要度判断信息，形成人员风险因子各个因素的风险发生概率和事故后果的三角模糊数以及相对重要度模糊判断矩阵，具体见表3和表4所示。

 由表4和式(3)~(4)可获得物流运输风险评价指标体系中人员风险因子的各个因素的初始权重值w。， N{0. 300 0.242 0.250 0.208)。同时，由相容性概念和检验方法可知，/(A，w。)=0.024，且/<a，则上述初始权重满足一致性要求，可作为人员风险因子各因素的相对重要度。同理，可得风险因子和其他4个因子各因素的相对重要度：w。={0. 349 0.286 0.041  0.1310. 193},,I=0.019;wu,={0.569  0.283  0.148},,u.= 0.021；wi={0.188 0.176 0.275 0.361},IU．=0.034；wi=10. 653  0.347}，，u．=0.001；wu．={0.507  0.229  0.262} ,/u.=0.023.

综合表4中人员风险因子各因素风险发生概率、风险发生后果以及风险因素的相对重要度，并用文献[11]提出方法去模糊化。基于此结合式(5)，可得物流运输过程中人员风险因子的风险值，同时计算传统风险评估技术的风险值，结果如表5所示。

同理，可得物流运输过程中其他4个风险因子各因素的三参数风险值和传统风险值，结果如表6所示。

3.2  计算结果分析

 1)由表5中物流运输人员风险因子各因素的风险值计算可知，人员素质和人员健康状况两个因素在以风险概率和风险后果两个技术参数建立的风险评估中，具有同等风险水平，这难以判断风险因素的优先性。而在本文三参数风险分析中人员素质的风险程度高于人员健康状况，这与相关研究保持一致。

 2)由表6中物流运输5个因子各因素的风险值计算结果可知，U12、U13和U34以及U21、U22和U42等风险因素在传统风险分析技术中风险程度相同，这与现有研究结果存在一定程度不符，同时也增加了风险风险的误差和风险控制的难度，不利于进行重点风险优先控制的实施。而本文提出的方法可以对这些具有相同传统风险值的因素进行比较，表明了方法有效性。

4  结论

 1)物流运输安全受人员、车辆、道路环境、承运货物和管理5个维度16个因素影响共同影响，其风险评估是一个多因素的多属性综合风险分析问题，需要运用多属性综合评估方法，通过与传统风险分析技术的对比，表明本文提出的基于模糊数学的三参数风险分析方法具有可行性。

 2)物流运输风险的众多风险因素中，按照风险综合评估结果，对其按照风险值排序，需要优先控制的物流运输风险因素主要包括：货物危险类别、车辆安全技术状况、运营实时管理、人员疲劳驾驶和操作行为不当等。因此，需要通过加强对危险货物承运的管理、增加运输车辆的安全检测和维护、提高物流运输企业运输过程实时管控能力，并加大对运输人员的安全培训和合理作业强度研究等措施提升物流运输企业安全状况，降低运输风险。