基于 風險矩陣法的鋁礬土國際(海陸)運輸風險評估

王海燕，任 瑤

(武漢理工大學交通學院，湖北 武漢 430063)

近年來，我國鋁業快速崛起，鋁土礦消費以及原鋁、氧化鋁的生產量呈現持續增長的趨勢[1]。如今的中國儼然已成為鋁生產、消費及出口大國，但國內鋁土礦儲藏量相對不足且質量較低，為滿足我國對于鋁土礦與日俱增的需求，大量進口鋁土礦是必然趨勢[2]。以往我國每年都從澳大利亞、巴西、印度尼西亞、馬來西亞等國大量進口鋁土礦，但由于印度尼西亞的鋁土礦出口禁令以及馬來西亞的鋁土礦開采禁令，我國不得不尋求新的鋁土礦供應源。

幾內亞是全球已探明鋁土礦儲藏量最高的國家，其儲藏量約占全球已探明鋁土礦儲藏量的26.43%，號稱“鋁礬土王國”，但由于其工業化水平較低、經濟發展落后，幾內亞鋁土礦的產量并不高[2]。因此，在我國“一帶一路”建設政策的支持下，作為21世紀海上絲綢之路重要節點的中國煙臺港[3]，2015年煙臺港集團與山東魏橋創業集團、新加坡韋立國際集團、幾內亞UMS公司合作策劃了鋁礬土項目，共同開發幾內亞的鋁礬土資源，并開辟了從幾內亞博凱港到中國煙臺港的海上“鋁業絲綢之路”[3]。該項目大大提高了我國鋁礬土的進口量，對我國的鋁業發展至關重要。

2015年1月2日，一艘載有46 400 t鋁礬土的巴哈馬籍散貨船“Bulk Jupiter”輪，從馬來西亞航行至中國時途經越南南海岸發生翻船事故，事故主要原因為裝載貨物(鋁礬土)形成的自由液面降低了船舶穩定性，最終導致船舶迅速傾覆。這起事故在國際范圍引起了關注，使得鋁礬土海上運輸安全成為熱點。對于航線較長的鋁礬土國際(海陸)運輸來說，運輸過程中存在的風險因素眾多，鋁礬土易流態化只是其中的風險因素之一。雖然目前國內外對鋁礬土易流態化的風險研究已經有很多，但是鮮有對鋁礬土國際(海陸)運輸過程進行系統的風險評估的研究。

20世紀90年代中期，國際海事組織(IMO)通過了由英國海事與海岸警衛署(Maritime and Coastguard Agency，簡稱MCA)提出的綜合安全評價(Formal Safety Assessment，FSA)方法，并將其定義為一種系統性的決策方法[4]。FSA的前期工作是對項目的風險評估，主要有三個步驟：風險識別、風險評價、風險控制，這些步驟是風險分析方法中的經典步驟，適用于許多行業[5]。本文將失效模式與影響分析(FMEA)法和風險矩陣法相結合，借鑒FSA法的風險評估步驟，對鋁礬土的國際(海陸)運輸過程進行風險評估。即：先采用FMEA法識別鋁釩土國際(海陸)運輸過程中潛在的失效模式及失效原因，并將其轉化為風險因素；然后在此基礎上，采用風險矩陣法對風險因素進行量化并劃分等級；最后對處于“合理控制”和“嚴格控制”的風險因素進行分析，進而提出相應的控制措施，以實現對鋁釩土國際(海陸)運輸風險的有效防控與及時響應。

1 基于FMEA-風險矩陣法的風險評估模型建立

失效模式與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis，簡稱FMEA)方法最早由Grumman公司于1950年提出，用于飛機主控系統失效的分析,最初該方法僅被應用于汽車、化工、機械等行業的失效模式分析，之后逐漸在其他行業中也得到了廣泛的應用，例如軟件行業、服務行業等[6]。FMEA法是一種用于分析系統可靠性的技術[7]，利用該方法可以辨識系統各個部分在運行時可能出現的故障模式，同時分析其產生原因，并確定每種故障模式對系統的影響，最后對于不同故障提出相應的控制措施，以提升系統的安全性[8]。

風險矩陣法(Risk Matrix method)是一種結構性風險管理方法，具有簡潔性、方便性、易于理解、圖像直觀等特點[9-10]。該方法最早由美國空軍電子系統中心(Electronic Systems Center,ESC)的采辦工程小組于1995年4月提出，此后ESC多次采用風險矩陣法對項目進行風險評估[11]。利用風險矩陣法可以提取出對系統影響較為關鍵的風險因素[12]，并將風險因素發生的可能性以及對系統的影響程度進行量化，并根據預先制定的P(風險發生的可能性)、C(風險造成后果的影響程度)準則評定風險因素的等級[13]，最后對不同等級的風險提出相應的控制措施，以達到風險管理的目的。

本文將上述兩種方法相結合，建立基于FMEA-風險矩陣法的風險評估模型，對項目進行風險評估。其中，風險矩陣法的基礎是建立P準則和C準則，本文建立的P準則和C準則詳見表1和表2。

表1 風險發生的可能性(P)等級劃分

根據P、C準則確定每項風險因素的P、C等級后，再以乘積表示風險程度，其計算公式如下：

R=P·C

(1)

式中：R為風險程度；P為風險發生的可能性；C為風險造成后果的影響程度。

本文根據專家以往的工程經驗和知識，將風險程度R劃分為4個等級，詳見表3。

風險因素的風險程度(R)等級可以通過風險矩陣圖譜更直觀地表示。風險矩陣圖譜以風險發生的可能性(P)為水平軸，以風險造成后果的影響程度(C)為垂直軸，由n條風險等位線以及n+1塊風險帶構成，量化后的風險因素以散點的形式分布于風險帶中形成風險矩陣圖譜。由公式(1)可知，可通過R=R(C,P)求解出C=C(R,P)，令P取不同的值，得到相應不同的C值，將P值、C值轉化為坐標，得到一系列的(P，C)點，最后將(P，C)點用平滑的曲線連接起來，即可得到風險等位線和風險帶。以表3中風險程度等級的劃分節點2、6、12作為風險等位線的數值，劃分出4條風險帶，與表3中的4個風險程度等級相對應，見圖1。

表2 風險造成后果的影響程度(C)等級劃分

表3 風險程度(R)的等級劃分

圖1 風險矩陣圖譜中的風險等位線和風險帶Fig.1 Risk equipotential line and risk zone of the risk matrix map

2 實例應用與分析

2. 1 鋁礬土國際(海陸)運輸過程概況

出于我國對鋁礬土資源的大量需求，自2015年起，煙臺港集團與山東魏橋創業集團、新加坡韋立國際集團、幾內亞UMS公司共同合作的鋁礬土項目在幾內亞博凱地區正式展開。此項目的實施在很大程度上增加了我國鋁礬土的進口量，使得幾內亞在2017年取代澳大利亞成為我國最大的鋁礬土供應國，同時也使得煙臺港成為我國鋁礬土進口第一口岸，鋁礬土目前也成為煙臺港散雜貨業務的第一大貨種。在該項目中，鋁礬土自幾內亞博凱港裝船出發，途經好望角、印度洋、馬六甲海峽、中國南海等海域，抵達中國煙臺港，隨后通過江海直達的方式運至山東濱州套爾河港區，最后采用公路運輸方式運至山東魏橋集團。本文對某船隊從博凱港至濱州港的鋁礬土運輸過程進行風險評估。該運輸過程航線距離較長，途徑多個海域，任何潛在的失效模式都可能對運輸產生不同程度的影響，甚至導致運輸中斷。

2.2 FMEA-風險矩陣法分析

2.2.1 基于FMEA法的鋁礬土運輸過程中潛在失效模式辨識

本文從系統的視角出發基于FMEA法對該鋁礬土運輸過程中的潛在風險進行辨識與評估，即從人、貨物、設備、環境四個方面辨識出了其潛在的失效模式，詳見表4。

2.2.2 基于風險矩陣法的風險因素的風險等級劃分與風險矩陣圖譜

本文首先以問卷的形式邀請3位專家按照表1和表2的評判準則，對某船隊從博凱港至濱州港的鋁礬土運輸過程中存在的風險因素(見表4所列)的P值和C值進行打分；然后利用層次分析法對3份問卷賦予權值，得到各風險因素最終的P值和C值；最后將每個風險因素的(P，C)坐標填入如圖1所示的風險矩陣并繪制風險矩陣圖譜，見圖2。

由圖2可見，風險因素HU-1處于第IV級，需要嚴格控制；風險因素HU-2、EN-1、HU-5、EN-3處于第III級，需要合理控制；其余風險因素處于第II級，為可接受風險。根據公式(1)計算得到的風險程度R值，對處于第III級的風險因素進行降序排序，則有：HU-2>EN-1>HU-5>EN-3。

2. 3 風險評估結果分析與控制措施

2.3.1 風險評估結果分析

風險因素HU-1違章操作、HU-2違章指揮屬于人因失誤，其產生的原因主要有：①作業人員安全意識、責任意識不足，存在僥幸心理；②作業人員憑經驗辦事，在執行規章制度方面投機取巧；③作業人員對于企業提供的安全培訓持敷衍態度；等等。

表4 基于FMEA法的鋁礬土運輸過程中潛在失效

圖2 風險矩陣圖譜Fig.2 Risk matrix map

風險因素HU-5 工作人員未佩戴勞動防護用品，其原因除作業人員安全意識不足、懷有僥幸心理之外，還有作業環境不適或情緒波動等原因導致作業人員暫時脫去安全防護用品。

風險因素EN-1惡劣天氣，會導致海況不佳，加大了船舶發生航行事故的風險。

風險因素EN-3航道狹窄導致船舶碰撞、擱淺，需要瞭望人員時刻保持警惕，盡早發現障礙，為船舶避讓危險目標提供足夠的時間。

2.3.2 風險控制措施

針對風險因素HU-1，需要對其嚴格控制，相應的風險控制措施有：①企業通過開設安全知識、安全技能等培訓課程，提升作業人員的責任意識、安全意識和技能水平；②企業相關部門需強化作業過程前后的安全檢查，包括開工前的督促、作業過程中的突擊檢查以及違章后的處罰；③通過張貼安全作業標語、舉辦安全主題講座等活動逐步形成企業安全文化；④作業人員需提升和完善自身的安全素質。

針對風險因素HU-2，需要對其合理控制，相應的風險控制措施有：①企業展開相關培訓課程，提升指揮人員的責任意識和安全意識；②加強對指揮人員的安全檢查與考核；③張貼安全標語，逐步形成企業安全文化。

針對風險因素EN-1，需要對其合理控制，相應的風險控制措施有：①完善對航行時遇到惡劣天氣的應急預案；②加強對船員的演習培訓，提升船員對惡劣天氣中航行的應對能力；③開航前需檢查船體結構是否安全，保證船舶有足夠的穩性[14]；④如遇能見度低、超過船舶抗風等級的大風等天氣、海況時，不要冒險出航。

針對風險因素HU-5，需要對其合理控制，相應的風險控制措施有：①企業需加強對作業人員的責任意識和安全意識的培訓；②企業相關部門可在作業過程中對作業人員的安全防護用品佩戴情況進行突擊檢查，對因情緒化而未佩戴勞動防護用品的作業人員應及時干預[15]；③企業應張貼安全標語，逐步形成企業安全文化；④企業應盡力為作業人員提升作業環境的舒適度；⑤作業人員自身需提高安全素質。

針對風險因素EN-3，需要對其合理控制，相應的風險控制措施有：①瞭望人員需時刻保持警惕，盡早發現障礙；②加強對船員的培訓，提升船員的船藝及應急處理能力等職業素質[16]。

3 結 論

本文結合FMEA法和風險矩陣法建立了風險評估模型，對從幾內亞至我國的鋁礬土運輸過程進行了風險評估，該運輸過程具有線路長、運輸貨種單一、涉及多個海域等特點，風險因素包含人、貨物、設備、環境四個方面。研究得到如下結論：

(1) 采用FMEA法辨識出了海上“鋁業絲綢之路”運輸過程中可能存在的潛在失效模式，并將其轉化為風險因素。

(2) 綜合考慮風險發生的可能性和風險造成后果的影響程度，采用風險矩陣法對風險因素的風險程度等級進行劃分與排序，并繪制風險矩陣圖譜，得到處于Ⅳ級的風險因素是HU-1 違章操作，處于Ⅲ級的風險因素是HU-2 違章指揮、EN-1 惡劣天氣、HU-5 工作人員未佩戴勞動防護用品和EN-3 航道狹窄導致船舶碰撞、擱淺，并對其主要致因進行了分析。

(3) 通過對風險程度處于合理控制和嚴格控制的風險因素進行分析，提出了具體的風險控制措施，以實現對該鋁礬土國際(海陸)運輸過程風險的有效防控。