基于 风险矩阵法的铝矾土国际(海陆)运输风险评估

王海燕，任 瑶

(武汉理工大学交通学院，湖北 武汉 430063)

近年来，我国铝业快速崛起，铝土矿消费以及原铝、氧化铝的生产量呈现持续增长的趋势[1]。如今的中国俨然已成为铝生产、消费及出口大国，但国内铝土矿储藏量相对不足且质量较低，为满足我国对于铝土矿与日俱增的需求，大量进口铝土矿是必然趋势[2]。以往我国每年都从澳大利亚、巴西、印度尼西亚、马来西亚等国大量进口铝土矿，但由于印度尼西亚的铝土矿出口禁令以及马来西亚的铝土矿开采禁令，我国不得不寻求新的铝土矿供应源。

几内亚是全球已探明铝土矿储藏量最高的国家，其储藏量约占全球已探明铝土矿储藏量的26.43%，号称“铝矾土王国”，但由于其工业化水平较低、经济发展落后，几内亚铝土矿的产量并不高[2]。因此，在我国“一带一路”建设政策的支持下，作为21世纪海上丝绸之路重要节点的中国烟台港[3]，2015年烟台港集团与山东魏桥创业集团、新加坡韦立国际集团、几内亚UMS公司合作策划了铝矾土项目，共同开发几内亚的铝矾土资源，并开辟了从几内亚博凯港到中国烟台港的海上“铝业丝绸之路”[3]。该项目大大提高了我国铝矾土的进口量，对我国的铝业发展至关重要。

2015年1月2日，一艘载有46 400 t铝矾土的巴哈马籍散货船“Bulk Jupiter”轮，从马来西亚航行至中国时途经越南南海岸发生翻船事故，事故主要原因为装载货物(铝矾土)形成的自由液面降低了船舶稳定性，最终导致船舶迅速倾覆。这起事故在国际范围引起了关注，使得铝矾土海上运输安全成为热点。对于航线较长的铝矾土国际(海陆)运输来说，运输过程中存在的风险因素众多，铝矾土易流态化只是其中的风险因素之一。虽然目前国内外对铝矾土易流态化的风险研究已经有很多，但是鲜有对铝矾土国际(海陆)运输过程进行系统的风险评估的研究。

20世纪90年代中期，国际海事组织(IMO)通过了由英国海事与海岸警卫署(Maritime and Coastguard Agency，简称MCA)提出的综合安全评价(Formal Safety Assessment，FSA)方法，并将其定义为一种系统性的决策方法[4]。FSA的前期工作是对项目的风险评估，主要有三个步骤：风险识别、风险评价、风险控制，这些步骤是风险分析方法中的经典步骤，适用于许多行业[5]。本文将失效模式与影响分析(FMEA)法和风险矩阵法相结合，借鉴FSA法的风险评估步骤，对铝矾土的国际(海陆)运输过程进行风险评估。即：先采用FMEA法识别铝钒土国际(海陆)运输过程中潜在的失效模式及失效原因，并将其转化为风险因素；然后在此基础上，采用风险矩阵法对风险因素进行量化并划分等级；最后对处于“合理控制”和“严格控制”的风险因素进行分析，进而提出相应的控制措施，以实现对铝钒土国际(海陆)运输风险的有效防控与及时响应。

1 基于FMEA-风险矩阵法的风险评估模型建立

失效模式与影响分析(Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA)方法最早由Grumman公司于1950年提出，用于飞机主控系统失效的分析,最初该方法仅被应用于汽车、化工、机械等行业的失效模式分析，之后逐渐在其他行业中也得到了广泛的应用，例如软件行业、服务行业等[6]。FMEA法是一种用于分析系统可靠性的技术[7]，利用该方法可以辨识系统各个部分在运行时可能出现的故障模式，同时分析其产生原因，并确定每种故障模式对系统的影响，最后对于不同故障提出相应的控制措施，以提升系统的安全性[8]。

风险矩阵法(Risk Matrix method)是一种结构性风险管理方法，具有简洁性、方便性、易于理解、图像直观等特点[9-10]。该方法最早由美国空军电子系统中心(Electronic Systems Center,ESC)的采办工程小组于1995年4月提出，此后ESC多次采用风险矩阵法对项目进行风险评估[11]。利用风险矩阵法可以提取出对系统影响较为关键的风险因素[12]，并将风险因素发生的可能性以及对系统的影响程度进行量化，并根据预先制定的P(风险发生的可能性)、C(风险造成后果的影响程度)准则评定风险因素的等级[13]，最后对不同等级的风险提出相应的控制措施，以达到风险管理的目的。

本文将上述两种方法相结合，建立基于FMEA-风险矩阵法的风险评估模型，对项目进行风险评估。其中，风险矩阵法的基础是建立P准则和C准则，本文建立的P准则和C准则详见表1和表2。

表1 风险发生的可能性(P)等级划分

根据P、C准则确定每项风险因素的P、C等级后，再以乘积表示风险程度，其计算公式如下：

R=P·C

(1)

式中：R为风险程度；P为风险发生的可能性；C为风险造成后果的影响程度。

本文根据专家以往的工程经验和知识，将风险程度R划分为4个等级，详见表3。

风险因素的风险程度(R)等级可以通过风险矩阵图谱更直观地表示。风险矩阵图谱以风险发生的可能性(P)为水平轴，以风险造成后果的影响程度(C)为垂直轴，由n条风险等位线以及n+1块风险带构成，量化后的风险因素以散点的形式分布于风险带中形成风险矩阵图谱。由公式(1)可知，可通过R=R(C,P)求解出C=C(R,P)，令P取不同的值，得到相应不同的C值，将P值、C值转化为坐标，得到一系列的(P，C)点，最后将(P，C)点用平滑的曲线连接起来，即可得到风险等位线和风险带。以表3中风险程度等级的划分节点2、6、12作为风险等位线的数值，划分出4条风险带，与表3中的4个风险程度等级相对应，见图1。

表2 风险造成后果的影响程度(C)等级划分

表3 风险程度(R)的等级划分

图1 风险矩阵图谱中的风险等位线和风险带Fig.1 Risk equipotential line and risk zone of the risk matrix map

2 实例应用与分析

2. 1 铝矾土国际(海陆)运输过程概况

出于我国对铝矾土资源的大量需求，自2015年起，烟台港集团与山东魏桥创业集团、新加坡韦立国际集团、几内亚UMS公司共同合作的铝矾土项目在几内亚博凯地区正式展开。此项目的实施在很大程度上增加了我国铝矾土的进口量，使得几内亚在2017年取代澳大利亚成为我国最大的铝矾土供应国，同时也使得烟台港成为我国铝矾土进口第一口岸，铝矾土目前也成为烟台港散杂货业务的第一大货种。在该项目中，铝矾土自几内亚博凯港装船出发，途经好望角、印度洋、马六甲海峡、中国南海等海域，抵达中国烟台港，随后通过江海直达的方式运至山东滨州套尔河港区，最后采用公路运输方式运至山东魏桥集团。本文对某船队从博凯港至滨州港的铝矾土运输过程进行风险评估。该运输过程航线距离较长，途径多个海域，任何潜在的失效模式都可能对运输产生不同程度的影响，甚至导致运输中断。

2.2 FMEA-风险矩阵法分析

2.2.1 基于FMEA法的铝矾土运输过程中潜在失效模式辨识

本文从系统的视角出发基于FMEA法对该铝矾土运输过程中的潜在风险进行辨识与评估，即从人、货物、设备、环境四个方面辨识出了其潜在的失效模式，详见表4。

2.2.2 基于风险矩阵法的风险因素的风险等级划分与风险矩阵图谱

本文首先以问卷的形式邀请3位专家按照表1和表2的评判准则，对某船队从博凯港至滨州港的铝矾土运输过程中存在的风险因素(见表4所列)的P值和C值进行打分；然后利用层次分析法对3份问卷赋予权值，得到各风险因素最终的P值和C值；最后将每个风险因素的(P，C)坐标填入如图1所示的风险矩阵并绘制风险矩阵图谱，见图2。

由图2可见，风险因素HU-1处于第IV级，需要严格控制；风险因素HU-2、EN-1、HU-5、EN-3处于第III级，需要合理控制；其余风险因素处于第II级，为可接受风险。根据公式(1)计算得到的风险程度R值，对处于第III级的风险因素进行降序排序，则有：HU-2>EN-1>HU-5>EN-3。

2. 3 风险评估结果分析与控制措施

2.3.1 风险评估结果分析

风险因素HU-1违章操作、HU-2违章指挥属于人因失误，其产生的原因主要有：①作业人员安全意识、责任意识不足，存在侥幸心理；②作业人员凭经验办事，在执行规章制度方面投机取巧；③作业人员对于企业提供的安全培训持敷衍态度；等等。

表4 基于FMEA法的铝矾土运输过程中潜在失效

图2 风险矩阵图谱Fig.2 Risk matrix map

风险因素HU-5 工作人员未佩戴劳动防护用品，其原因除作业人员安全意识不足、怀有侥幸心理之外，还有作业环境不适或情绪波动等原因导致作业人员暂时脱去安全防护用品。

风险因素EN-1恶劣天气，会导致海况不佳，加大了船舶发生航行事故的风险。

风险因素EN-3航道狭窄导致船舶碰撞、搁浅，需要瞭望人员时刻保持警惕，尽早发现障碍，为船舶避让危险目标提供足够的时间。

2.3.2 风险控制措施

针对风险因素HU-1，需要对其严格控制，相应的风险控制措施有：①企业通过开设安全知识、安全技能等培训课程，提升作业人员的责任意识、安全意识和技能水平；②企业相关部门需强化作业过程前后的安全检查，包括开工前的督促、作业过程中的突击检查以及违章后的处罚；③通过张贴安全作业标语、举办安全主题讲座等活动逐步形成企业安全文化；④作业人员需提升和完善自身的安全素质。

针对风险因素HU-2，需要对其合理控制，相应的风险控制措施有：①企业展开相关培训课程，提升指挥人员的责任意识和安全意识；②加强对指挥人员的安全检查与考核；③张贴安全标语，逐步形成企业安全文化。

针对风险因素EN-1，需要对其合理控制，相应的风险控制措施有：①完善对航行时遇到恶劣天气的应急预案；②加强对船员的演习培训，提升船员对恶劣天气中航行的应对能力；③开航前需检查船体结构是否安全，保证船舶有足够的稳性[14]；④如遇能见度低、超过船舶抗风等级的大风等天气、海况时，不要冒险出航。

针对风险因素HU-5，需要对其合理控制，相应的风险控制措施有：①企业需加强对作业人员的责任意识和安全意识的培训；②企业相关部门可在作业过程中对作业人员的安全防护用品佩戴情况进行突击检查，对因情绪化而未佩戴劳动防护用品的作业人员应及时干预[15]；③企业应张贴安全标语，逐步形成企业安全文化；④企业应尽力为作业人员提升作业环境的舒适度；⑤作业人员自身需提高安全素质。

针对风险因素EN-3，需要对其合理控制，相应的风险控制措施有：①瞭望人员需时刻保持警惕，尽早发现障碍；②加强对船员的培训，提升船员的船艺及应急处理能力等职业素质[16]。

3 结 论

本文结合FMEA法和风险矩阵法建立了风险评估模型，对从几内亚至我国的铝矾土运输过程进行了风险评估，该运输过程具有线路长、运输货种单一、涉及多个海域等特点，风险因素包含人、货物、设备、环境四个方面。研究得到如下结论：

(1) 采用FMEA法辨识出了海上“铝业丝绸之路”运输过程中可能存在的潜在失效模式，并将其转化为风险因素。

(2) 综合考虑风险发生的可能性和风险造成后果的影响程度，采用风险矩阵法对风险因素的风险程度等级进行划分与排序，并绘制风险矩阵图谱，得到处于Ⅳ级的风险因素是HU-1 违章操作，处于Ⅲ级的风险因素是HU-2 违章指挥、EN-1 恶劣天气、HU-5 工作人员未佩戴劳动防护用品和EN-3 航道狭窄导致船舶碰撞、搁浅，并对其主要致因进行了分析。

(3) 通过对风险程度处于合理控制和严格控制的风险因素进行分析，提出了具体的风险控制措施，以实现对该铝矾土国际(海陆)运输过程风险的有效防控。