基于物元理论的道路客运企业安全生产标准化定量分级模型
2017-09-12王代瑜
陈 坚，陈 林，王代瑜
(1.重庆交通大学 交通运输工程重庆市重点实验室，重庆 400074；2.重庆交通大学 交通运输学院，重庆 400074)
基于物元理论的道路客运企业安全生产标准化定量分级模型
陈 坚1，2，陈 林2，王代瑜2
(1.重庆交通大学 交通运输工程重庆市重点实验室，重庆 400074；2.重庆交通大学 交通运输学院，重庆 400074)
为解决目前道路客运企业安全生产标准化考评缺少科学定量分级方法，主要依托企业自行申报达标等级，考评机构对企业进行评估的现状，基于国家安全生产的相关法规政策及道路客运企业安全生产的特点，建立道路客运企业安全生产标准化分级评价指标体系。运用物元理论，构建道路客运企业安全生产标准化定量分级模型。将模型运用于重庆市11家道路客运企业实例分析中，结果表明：4家客运企业安全生产标准化水平等级为二级；3家客运企业为三级水平；4家企业为四级水平，较人工专家评价的6家客运企业二级、5家客运企业三级的结果更加全面与客观，该物元模型能够依据企业定量指标真实反映道路客运企业安全标准化的综合水平并定量确定企业安全生产标准化等级。
交通运输工程；道路客运；物元理论；安全生产；标准化
0 引 言
随着近年来我国社会经济的快速发展，道路旅客运输业在保障社会公众出行过程中发挥了重要的基础性和先导性作用。2014年末全国拥有公路营运汽车1 537.93万辆，全年全国营业性客运车辆完成公路客运量190.82亿人、旅客周转量12 084.10亿人公里[1]，在各种运输方式中居于首位。
由于道路客运生产过程处于开放、动态的道路交通环境中，受人、车、路和环境等不确定因素影响，道路客运长期属于安全风险高、管理任务重的行业。现阶段，我国道路客运安全生产整体基础还比较薄弱，诱发安全事故的深层次问题还没有从根本上得到解决，我国仍然处在道路客运安全生产事故的多发期和易发期。2014年全国共发生19.8万起道路客运交通安全事故，造成5.8万人死亡，21.4万人受伤，直接财产损失达10.4亿元[1]。其中，广西桂林“1.17”较大道路客运交通事故，一辆大型卧铺客车发生较大道路交通事故，造成5人死亡、10人受伤；陕西安康“1.22”较大道路客运交通事故，一辆中型普通客车车辆制动性能不符合技术标准仍然参加营运，造成车上5人当场死亡，6人受伤；西藏尼木“8.9”特别重大道路客运交通事故造成44人遇难，11人受伤。
为降低道路客运安全生产风险，强化安全生产过程管理，2012年交通运输部印发了《交通运输企业安全生产标准化考评管理办法》，有效推进交通运输企业安全生产标准化建设。管理办法中将运输企业达标等级分为一级、二级、三级3个等级，各等级达标企业必须满足考评分数不低于相应等级要求且完全满足所有达标企业必备条件，但是在实际中存在同一等级运输企业安全标准化建设优劣无法定量评估，下一等级运输企业总分高于上一级别运输企业得分现象；且考评等级由企业自行申请，考评员人为打分确定，缺少定量客观分析模型、解释力和精确性不强等问题。
国内外已有研究中，郑琪[2]从物理-事理-人理三维角度构建了我国道路客运企业安全生产管理的指标体系；霍娅敏等[3]基于李克特量表运用物元理论研究了道路危险品运输企业安全性评价方法；刘苗苗等[4]针对长距离、大规模的第三方危险品道路货运，建立风险最小的双层规划运输网络设计模型；熊青[5]结合在解读道路客运企业安全生产标准化建设内涵的基础上，分析了存在的3类典型问题，并提出了相应的改善对策；高洪涛等[6]在明确我国道路运输现代化建设评价原则的基础上，提出了8大类20项指标的综合评判体系；J.BEUGIN等[7]构建了根据一种不同运输环境的安全风险SIL概率模型；J .FORIGUA等[8]以哥伦比亚道路货运为例，进行了货物运输链安全风险分析。已有研究尚未针对道路客运企业安全生产过程构建评价指标体系，更缺少评价结果定量分析方法。笔者根据道路客运企业安全生产的特点，建立道路客运企业安全管理综合评价指标体系，运用物元理论进行道路客运企业安全标准化定级。
1 道路客运企业安全生产标准化评价指标体系
为全面评价道路客运企业安全生产标准化状况，将企业安全生产标准化水平作为总目标层，以制度建设、作业管理、人员管理、危险源辨识与处理、应急救援及事故处理和资金投入作为一级子目标层。将安全目标、管理机构及人员、安全责任体系、法规及安全管理制度、车辆管理、科技运用、车辆作业管理、队伍建设、职业健康、安全文化、危险源辨识与风险控制、隐患排查与治理、应急救援、事故报告调查处理、绩效考核与持续改进和安全投入作为二级子目标。建立如图1所示的道路客运企业安全生产标准化评价指标体系。
图1 道路客运企业安全标准化层次结构模型Fig.1 Safety standardization level structure model of road passenger transport enterprise
2 道路客运企业安全生产标准化分级模型
2.1 物元理论
物元分析是研究物元及其变化，并用以解决不相容间题的规律和方法，带有很浓的人工智能色彩。它的数学工具建基于可拓集合论，可拓集合论在经典数学和模糊数学的基础上发展起来而又有别于它们。经典数学的逻辑基础是形式逻辑；模糊数学的逻辑基础是模糊逻辑；而可拓集合论的逻辑基础是形式逻辑与辩证逻辑相结合。
在现行的交通运输企业安全生产标准化考核标准中存在缺少定量客观分析、解释力和精确性不强等诸多问题，道路客运企业安全生产标准化分级涉及多种因素分析、指标评价，运用物元分析理论建立道路客运企业安全生产标准化分级模型可以有效解决这些问题，能够较为完整、客观反应道路客运企业安全标准化的综合水平。
2.2 物元分级模型
2.2.1 确定经典域
根据道路客运企业安全生产标准化的内容，假设有n个企业，企业的安全生产标准化状况可以从m个指标进行评价，记为C1，C2，…，Cm。将安全生产标准化状况细分为u个等级，随着u增大，等级依次降低，企业标准要求降低，以此来确定经典域和节域。
经典域是某一等级中各评价指标的取值范围。
(1)
式中：Rj为第j个评价等级的经典域模型(j=1，2，…，u)；Nj为表示企业N的第j个评价等级；Ci为表示第i个评价指标(i=1，2，…，m)；Vjt=(ajt，bjt)为第j等级中第t个评价指标的取值范围(t=1，2，…，m)。
2.2.2 确定节域
节域指某一指标的取值范围，与评价等级无关。
(2)
式中：O为道路客运企业安全生产标准化评价的节域；p为评价等级的全体；Vpi=(epi，fpi)为所有等级中Ci的取值范围的集合(i=1，2，…，m)。
2.2.3 确定各企业评价物元
根据所建立的评价体系，对道路客运企业安全标准化状况进行评分，从而得到企业详细得分，再建立反映企业安全生产标准化状况的企业物元。
(3)
式中：Q为反映企业安全生产标准化状况的企业物元；N为企业N；Vi为企业N的第i个评价指标的值。
2.2.4 建立关联函数并计算关联度
确定经典域、节域和各道路客运企业的物元后，通过建立关联函数来计算某一企业各项得分与相应等级要求的符合程度，即关联度。因为各个指标重要程度不同，需要在得出m个关联度之后将关联度与权重相乘以得出综合关联度。一般初等关联函数k(v)可以根据经典域和节域有无公共端点而分为3种情况。
1) 当经典域与节域无公共端点
设某一等级的经典域为Vj=
(4)
其中：
(5)
(6)
式中：D(v，Vj，Vp)为得分v对于Vj和Vp的位值；ρ(v，Vp) 为v点与区间Vp的距；ρ(x，Vj) 为v点与区间Vj的距；距是用来描述点与区间的位置关系；位值是用来描述点与区间和区间组成的区间套的位置关系。
关联函数可以表示为
(7)
k(x)函数的第二部分表示企业得分在超过经典域的情况。
2) 当经典域与节域有公共左端点
经典域与节域有公共左端点时，即：Vj=
(8)
3) 当经典域与节域有公共右端点
经典域与节域有公共右端点时，即Vj=(a，b)，Vp=(e，b)。当v≥(a+b)/2时，有ρ(v，Vj)=ρ(v，Vp)，D(v，Vj，Vp)=0，得到k(v)=+∞或-∞，这与事实情况不符。因此，有必要对这种情况进行单独讨论，以修改关联函数。修正后的关联函数如下：
(9)
2.2.5 评价指标赋权
1) 判断矩阵构建
在道路客运企业安全生产标准化评价指标体系基础上，逐层比较两个指标之间的相对重要程度，建立判断矩阵。
(10)
2) 权值分配
2.2.6 计算综合关联度
将关联度与指标权重做乘积并求和，得到综合关联度。可以表示为
(11)
若Zj(Q)≤0，则判定该企业不满足第j个等级的要求，由于企业如果满足高等级的要求，必会满足低等级的要求，因此在计算出某一企业当对于第j等级的综合关联度后，由高等级到低等级查看，第1个综合关联度为正数的所对等级即为该企业达标的最高等级。
2.2.7 安全等级划分
在现行交通运输企业安全生产标准化考评办法中，依据企业总分划分为3个等级，笔者考虑定量模型分级存在未达到三级标准的企业，故将企业达标水平分为4个等级，即u=4。
3 实例分析
以重庆市2014年通过道路客运安全生产标准化考评的11家企业为实例分析对象通过16个指标评价(n=11，m=16)，每家企业由3位考评专家通过对企业现场考察与材料审查进行评分，各指标得分情况见表1。为了便于数据分析，对各指标原始得分进行十分制标准化处理，结果见表2。其中指标C2的平均得分达到了9.43，指标C9和C11的平均得分分别只有4.473和5.68，处于较低水平。各个企业在指标C2上的得分方差只有0.35，指标C4的得分方差也只有0.51，十分稳定。得分差距最大的是指标C10，企业5得分最高为9.4，企业9得分却只有3.1。
表1 道路客运企业各指标得分Table 1 Road passenger transport enterprises’ scores of each index
表2 道路客运企业得分处理分析Table 2 Processing analysis of road passenger transport enterprises’ scores
表3 指标权重汇总Table 3 Summary of index weight
依据道路客运企业安全生产标准化评价的4个等级，同一等级各项指标经典域一致，其中一级[9-10] 、二级[8-9)、三级[7-8)、四级[0-7)；所有等级中各项指标节域一致为[0，10][9]。
通过式(4)～式(9)计算企业各项指标得分与相应等级的关联度，最终根据式(11)，计算11家企业综合关联度，从而得出最终评价结果如表4。
表4 11家企业综合关联度及评价结果Table 4 Comprehensive correlation degree and evaluation results of 11 enterprises
评价结果中企业3、企业5、企业7和企业8为二级水平；企业2、企业5、企业9为三级水平；企业1、企业6、企业10、企业11为四级水平。而同为二级达标企业，企业8的综合关联度最大反映其安全标准化建设水平最高，最低为企业7。三级企业中，建设水平最高的是企业4，最低为企业2。
对比目前企业申请专家人为评价的方法结果：企业3、4、5、6、7、8均为二级，其余为三级。说明基于物元模型的评价方法除了强调所有指标总分需达到对应级别标准外，各单项指标分值过低或各指标得分不均衡也可能导致不达标，这更符合安全生产过程化管理与评价的需要。
4 结 论
1) 结合我国道路客运企业安全生产标准化建设现状，构建了6大类16项安全生产标准化水平评价指标体系。
2) 基于物元理论构建了道路客运企业安全标准化定量分级模型，该模型通过综合关联度计算，以定量的数值表示道路客运企业安全标准化的评定结果，能够更为完整地反应企业的安全标准化水平，为道路客运企业安全标准化定级提供了新的途径。
3) 重庆市11家道路客运企业安全生产标准化实例分析表明，笔者所建立的定量分级模型除了总分要求外，各单项指标的结果也将直接影响企业安全标准化级别，更能够客观反映企业安全生产标准化现状水平，为管理决策者提供了一种新的量化评估的思路。
[1] 交通运输部.2014交通运输行业发展统计公报[EB].http：//www.gov.cn/xinwen/2015-04/30/content_2855735.htm.2015-04-30.
The Ministry of Transport.2014 Statistical bulletin of t ransportation industry development[EB].http：//www.gov.cn/xinwen/2015-04/30/content_2855735.htm.2015-04-30.
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(责任编辑：朱汉容)
Quantitative Classification Model for Standardization of Safety Production of Road Passenger Transport Enterprise Based on Matter-Element Theory
CHEN Jian1，2，CHEN Lin2，WANG Daiyu2
(1.Chongqing Key Lab of Transportation Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，P.R.China；2.School of Traffic & Transportation，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，P.R.China)
In order to solve the problem that the current safety production standardization evaluation of road passenger transport enterprise lacked of scientific quantitative classification method and the evaluation agencies mainly relied on the status of enterprises’ self-declaration of standard level to assess the enterprise，the road passenger transport enterprise safety production standardization classification evaluation index system was established，which was based on the relevant laws and regulations of the state safety production and the characteristics of road passenger transport enterprise safety production.Meanwhile，the quantitative classification model for safety production standardization of road passenger transport enterprises was constructed by use of matter-element theory.The model was applied to the case studies of 11 road passenger transport enterprises in Chongqing.The results show that，the safety production standardization level of 4 passenger transportation enterprises is second level；that of 3 passenger transportation enterprises is third level，and that of 4 enterprises is fourth level.The results are more comprehensive and objective，compared with the experts’ evaluation results，which shows that 6 passenger transportation enterprises is second level and 5 passenger transportation enterprises is third level.Therefore，the proposed matter-element model can actually reflect the comprehensive level of safety standardization of road passenger transport enterprise and determine the enterprise safety production standardization level according to the enterprise quantitative index.
traffic and transportation engineering；road passenger transport；matter-element theory；safety production；standardization
10.3969/j.issn.1674-0696.2017.08.17
2016-05-03；
2016-07-13
国家自然科学基金项目(51308569)；重庆市教育委员会人文社会科学研究重点项目(14SKG03)；重庆市社会科学规划培育项目(2015PY36)
陈 坚(1985—)，男，江西赣州人，副教授，博士，主要从事交通行为理论与实证、交通运输系统分析与决策研究。E-mail：chenjian525@126.com。
U492.4
A
1674-0696(2017)08-095-07
