基于ISM和MICMAC模型的危化品物流風險影響因素研究

王 利，張昊天

（1.江蘇科技大學 經濟管理學院，江蘇 鎮江 212003；2.江蘇科技大學 中船工業現代物流研究中心，江蘇 鎮江 212003）

1 引言

危化品是指具有易燃、易爆、毒害、腐蝕性和放射性等危害特性，對人體、設備、環境有危害的化學物質。危化品物流事故率具有“低概率”的特征，但是事故后果卻具有“高風險”的性質。一旦在運輸、裝卸、儲存過程中出現事故，將對事故發生地周邊人民生命財產安全和社會公共安全構成巨大的威脅。如2019 年3 月21 日，江蘇省鹽城市響水縣陳家港鎮化工園區內發生特大爆炸事故，并波及周圍16 家企業，事故造成78人死亡，566人受傷。目前，隨著我國經濟水平和工業化程度的迅猛發展，對危化品的需求量快速增長，所帶來的危化品物流事故也越來越多，危化品物流的重要性日趨顯著。如何降低危化品物流風險，從整體的角度系統地分析危化品物流風險并據此提出合理的管控策略，對于現實中更好的應對危化品物流風險有重要的理論意義。基于此，本文運用ISM法和MICMAC分析法找出影響危化品物流風險的直接、間接、深層影響因素，并確定需要重點治理和優先治理的因素，以期對危化品物流風險管控提供指導。

2 文獻回顧

國內外學者圍繞危化品物流風險影響因素分析已取得了一定的成果。例如Ohtani H 等[1]依據在日本國內發生的危險化學品事故數據，找出了發生在日本的危化品事故的主要因素；Fabiano B等[2]根據危險貨物運輸事故統計數據，充分考慮了公路運輸狀況、天氣條件等因素的影響，構建了基于事故現場的危險品運輸過程風險評估、事故概率估算以及死亡人數評估的模型；任常興等[3]基于危險品自身特點以及相關風險因素構建了危險品現實風險分級指數法；劉玉瀛[4]分析了我國危險品物流行業特點和目前發展現狀，提出我國應通過故障樹或事件樹等分析手段建立危險品物流風險管理框架體系；陳虹橋[5]首先對危化品運輸進行風險識別，得出了危化品道路運輸的路徑和非路徑風險影響因素，并基于此構建了危化品道路運輸事故樹模型，識別出駕駛員安全意識、運輸車輛管理、安全管理制度為主要的因素，并以此為基礎提出提高企業風險管理能力的對策建議；高舉紅等[6]基于粗糙集理論，分析得出危險品的類型是影響危險品運輸風險的最主要因素，而在路況不佳的情況下，由腐蝕品引發的危險品事故嚴重程度最高；王旭磊[7]首先識別分析出十二個危化品道路運輸事故影響因素，再基于因果貝葉斯網絡結構模型分析各影響因素對事故的影響程度，其中人的失誤、運輸車輛設施設備、危化品包裝和裝卸管理對運輸事故影響程度最大，并以此為依據從危化品道路運輸選線和道路安全管理、從業人員安全教育培訓、運輸車輛設備管理、危化品包裝和裝卸作業管理、政府監管等方面提出安全對策建議；楊強等[8]構建模糊環境中危險品運輸影響因素的重要度評價模型，得出了各因素的重要性排序，其中運輸設備對風險影響最大，人文環境狀況對風險影響最小，并以此提出在有限資源情況下合理配置資源的策略；劉明明等[9]運用事故樹法和層次重要度分析法判斷關鍵因素的重要性程度，其中包裝質量缺陷和溫度過高對事故發生的影響最大，并提出下階段研究應著重于集裝箱化危險品選箱工作；王琦峰等[10]從人、車、貨、環境、管理、信息平臺和政府監管七個方面構建了“互聯網+”背景下危化品運輸風險評價指標體系，并根據評價結果從危化品運輸企業層面、供應鏈層面、政府監管層面給出了對策建議；張冠湘等[11]構建危險品物流風險解釋結構模型，總結出危險品物流存在的問題，向政府和企業提出相應的管控策略。

縱觀已有危化品物流風險方面文獻，大多圍繞辨識和評價危化品物流風險影響因素，關于影響因素之間的層級關系研究和相互作用研究不多見。而ISM 法和MICMAC 分析法可以將復雜系統分解為若干個子系統要素，把模糊不清的系統轉化成具有清晰層次結構關系的直觀模型，并確定每個因素的驅動作用及其對整個系統的影響。

3 構建危化品物流風險系統解釋結構模型

ISM 方法是1973 年由美國教授John N.Warfield在系統論的基礎上提出的，是一種主要用于分析和解決復雜社會經濟問題的結構模型化技術，用于定性分析復雜系統各因素之間的層次關系[12]。它可以克服人腦在處理大量因素及其相互關系的復雜問題時的局限性，特別適用于分析多變量、復雜關系和不明確結構的系統。解釋結構模型法通過判斷各因素之間的影響關系建立鄰接矩陣，通過布爾運算法則計算出可達矩陣，再將該可達矩陣層級分解，最終將復雜的系統因素分解為具有清晰層次結構關系的直觀模型，以此得出直接影響因素、間接影響因素和深層影響因素，闡明各因素之間的相互作用，為后續研究提供清晰的結構，通過把握問題的本質，找出解決問題的方法。

3.1 危化品物流風險影響因素分析

圍繞危化品物流發展中出現的問題，從影響因素出發，在詳細梳理現有文獻的基礎上，通過向研究危化品物流方面的學者征詢，并實地調研了鎮江海納川物流發展有限責任公司、中船工業成套物流有限公司、玖隆鋼鐵物流公司等提供危化品物流服務的企業并與其管理者進行探討，最終確定了十五種典型危化品物流風險影響因素及因素之間的相互影響關系。結果見表1。

表1 危化品物流風險影響因素

3.2 建立鄰接矩陣

按照表1 中危化品物流風險影響因素之間的邏輯關系建立鄰接矩陣如下：

3.3 計算可達矩陣

為了計算危化品物流風險因素的可達矩陣M，先將鄰接矩陣A加上單位矩陣I獲得新矩陣A+I，依據布爾運算法則對新矩陣A+I進行冪次方運算，直到式（1）成立為止：

矩陣M即為危化品物流風險影響因素的可達矩陣，其中矩陣M中的元素mij為1，表示因素Fi和因素Fj之間存在著可以到達的路徑；元素mij為0，則表示因素Fi和因素Fj之間不存在可以到達的路徑。生成可達矩陣的作用就是可以表示各因素之間直接或間接的影響關系。使用MATLAB軟件計算得到可達矩陣M如下：

3.4 可達矩陣的層級分解

根據可達矩陣M，歸納整理各個影響因素之間的影響關系和被影響關系，其中影響關系稱之為可達集，用R(Fi)表示，被影響關系稱之為前因集，用A(Fi)表示。依據式（2）：

為確定最高等級要素的條件，具體數據見表2。在確定最高等級要素之后，從表中刪除該要素，然后根據判斷條件確定下一級要素，直到最后一級要素被劃分出來。最終得出相應要素集L1={F2,F3,F5,F6,F10,F15} ，L2={F1,F4,F14} ，L3={F8,F9,F13} ，L4={F7,F12}，L5={F11} ，以此結果對可達矩陣M進行重新排列，得到其標準形式M*。

表2 影響因素的第一級可達集和前因集

3.5 構建解釋結構模型

根據經過標準化處理的可達矩陣可以看出其對角線上可以構成五個單位矩陣，這五個單位矩陣構成了階梯結構層次，也就是解釋結構模型被分為五個層次，再根據各影響因素之間的相互關系連接具有影響關系的因素，從而構建危化品物流風險影響因素的解釋結構模型，如圖1所示。

圖1 危化品物流風險影響因素解釋結構模型

根據所構建的危化品物流風險解釋結構模型，其將危化品物流風險影響因素分為五個層次并直觀反映了各因素之間的影響路徑。第一層次因素是影響危化品物流風險的直接因素。危化品物流從業人員專業技術能力的不足和安全責任意識的缺失，車輛性能故障，設備設施的缺乏不完善會直接導致危化品物流事故的發生。沿途人員財產密度越大，造成的潛在風險就越大，在規劃運輸路線時，應盡量避開人員密集區和城市商業區，降低整個運輸過程中的潛在風險。

第二、三、四層次因素是影響危化品物流風險的間接因素。安全責任意識受到生理心理素質、受訓程度和員工教育培訓的影響，人員的受訓程度受到員工教育培訓的影響，開展教育培訓可以使員工的專業技術能力和安全責任意識得到提升。企業的安全管理制度影響著員工教育培訓、車輛性能狀況和應急管理，健全的安全管理制度可以使得危化品物流的各個環節都有制度可循，從而使企業進一步加強對危化品物流風險的管控，而應急預案制定的越完善，就越能有效減少事故后的損失。天氣條件影響著道路狀況和交通狀況以及危化品性質，若出現雨、雪、濃霧等天氣會影響駕駛員的視野，雨雪也會使得道路與輪胎之間的摩擦力變小導致駕駛員降低車速進而影響交通狀況。由于危化品的不穩定性，高溫和低溫等極端天氣條件將直接影響其穩定性，從而增加了危化品物流風險。

法律法規是影響危化品物流風險的深層因素，是控制危化品物流風險的基石。對于保證危化品物流安全、預防危化品物流事故具有深層的影響。法律法規也是保障危化品物流安全的根本和基礎，是規范危化品物流的主要手段，它決定了企業安全管理制度的運行模式。

4 危化品物流風險影響因素的MICMAC分析

MICMAC分析即交叉影響矩陣相乘法，主要用于分析系統中各因素之間的作用關系，其結果通過坐標軸直觀地表示，橫坐標代表因素的依賴性，縱坐標代表因素的驅動力。因素的驅動力可通過計算可達矩陣中某因素能到達的因素個數得到，依賴性可通過計算可達矩陣中可以到達某因素的因素個數得到。如果某因素的驅動力較大，代表此因素對系統中其它因素的影響較強；如果某因素的依賴性較大，則代表系統中其它因素對該因素影響較大。最后根據驅動力和依賴性大小將要素分為四個集群：Ⅰ自發、Ⅱ依賴、Ⅲ聯動、Ⅳ獨立，如圖2所示。

圖2 危化品物流風險影響因素驅動力-依賴性矩陣

元素{F1,F2,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F13,F14,F15} 屬于Ⅰ自發集群，具有低驅動力，低依賴性。這些因素相對獨立，治理自發集群中的因素比治理其它因素簡單且更易掌控，所以首先應該考慮管控自發集群中的因素；元素{F3} 屬于Ⅱ依賴集群，具有高依賴性，低驅動力。其受系統中其余的因素影響較多，且位于解釋結構模型的第一層，是引發危化品物流風險的主要表現形式；元素{F11,F12} 屬于Ⅳ獨立集群，具有高驅動力，低依賴性。這兩個因素對系統中其它因素的影響較大，而其它因素對其影響較小，雖然該因素對危化品物流風險沒有直接影響，但是由于系統中的其它因素受其影響較大，應特別注意對獨立風險因素的管控。

5 結論

本文通過ISM 法構建危化品物流風險解釋結構模型，找出了影響危化品物流風險的直接、間接、深層因素，闡明了危化品物流風險影響因素的層次結構，理清了各影響因素之間的相互關系，并結合使用MICMAC 分析模型構建驅動力-依賴性矩陣分析風險因素的驅動力與依賴性，并將風險因素大致分為自發集群、依賴集群與獨立集群三類，得出如下結論：

（1）危化品物流風險不僅要重視直接因素的管理，更應該重視對中間與底層因素的管理。通過對直接因素的嚴格管理，可以在短時間內有效減少危化品物流風險的發生。但是只有完善法律法規制定工作，嚴格執行制定安全管理制度，加強對員工教育培訓和事故應急管理能力才可以從根源上對危化品物流風險進行管控。

（2）優先治理自發集群中的因素，并將治理重點放在獨立集群中的因素上。由于在系統中自發集群中的因素相對獨立，不易受其他因素影響，因此優先對這些因素進行治理可以簡化系統。獨立集群中的因素對系統中其它因素影響較大，一般情況下處于底層或間接因素的下層，雖然對系統的作用不是直接的但是影響很大，故應重視對獨立集群中因素的治理。

（3）本文中研究以定性分析為主，后期應定量分析風險因素對危化品物流的影響效應。本文構建的ISM模型和MICMAC分析模型是一種定性分析模型，后期應結合定量分析模型修正和完善目前的研究成果，為危化品物流風險的管控提供更加精準的指導。