基于ISM和MICMAC模型的危化品物流风险影响因素研究

王 利，张昊天

（1.江苏科技大学 经济管理学院，江苏 镇江 212003；2.江苏科技大学 中船工业现代物流研究中心，江苏 镇江 212003）

1 引言

危化品是指具有易燃、易爆、毒害、腐蚀性和放射性等危害特性，对人体、设备、环境有危害的化学物质。危化品物流事故率具有“低概率”的特征，但是事故后果却具有“高风险”的性质。一旦在运输、装卸、储存过程中出现事故，将对事故发生地周边人民生命财产安全和社会公共安全构成巨大的威胁。如2019 年3 月21 日，江苏省盐城市响水县陈家港镇化工园区内发生特大爆炸事故，并波及周围16 家企业，事故造成78人死亡，566人受伤。目前，随着我国经济水平和工业化程度的迅猛发展，对危化品的需求量快速增长，所带来的危化品物流事故也越来越多，危化品物流的重要性日趋显著。如何降低危化品物流风险，从整体的角度系统地分析危化品物流风险并据此提出合理的管控策略，对于现实中更好的应对危化品物流风险有重要的理论意义。基于此，本文运用ISM法和MICMAC分析法找出影响危化品物流风险的直接、间接、深层影响因素，并确定需要重点治理和优先治理的因素，以期对危化品物流风险管控提供指导。

2 文献回顾

国内外学者围绕危化品物流风险影响因素分析已取得了一定的成果。例如Ohtani H 等[1]依据在日本国内发生的危险化学品事故数据，找出了发生在日本的危化品事故的主要因素；Fabiano B等[2]根据危险货物运输事故统计数据，充分考虑了公路运输状况、天气条件等因素的影响，构建了基于事故现场的危险品运输过程风险评估、事故概率估算以及死亡人数评估的模型；任常兴等[3]基于危险品自身特点以及相关风险因素构建了危险品现实风险分级指数法；刘玉瀛[4]分析了我国危险品物流行业特点和目前发展现状，提出我国应通过故障树或事件树等分析手段建立危险品物流风险管理框架体系；陈虹桥[5]首先对危化品运输进行风险识别，得出了危化品道路运输的路径和非路径风险影响因素，并基于此构建了危化品道路运输事故树模型，识别出驾驶员安全意识、运输车辆管理、安全管理制度为主要的因素，并以此为基础提出提高企业风险管理能力的对策建议；高举红等[6]基于粗糙集理论，分析得出危险品的类型是影响危险品运输风险的最主要因素，而在路况不佳的情况下，由腐蚀品引发的危险品事故严重程度最高；王旭磊[7]首先识别分析出十二个危化品道路运输事故影响因素，再基于因果贝叶斯网络结构模型分析各影响因素对事故的影响程度，其中人的失误、运输车辆设施设备、危化品包装和装卸管理对运输事故影响程度最大，并以此为依据从危化品道路运输选线和道路安全管理、从业人员安全教育培训、运输车辆设备管理、危化品包装和装卸作业管理、政府监管等方面提出安全对策建议；杨强等[8]构建模糊环境中危险品运输影响因素的重要度评价模型，得出了各因素的重要性排序，其中运输设备对风险影响最大，人文环境状况对风险影响最小，并以此提出在有限资源情况下合理配置资源的策略；刘明明等[9]运用事故树法和层次重要度分析法判断关键因素的重要性程度，其中包装质量缺陷和温度过高对事故发生的影响最大，并提出下阶段研究应着重于集装箱化危险品选箱工作；王琦峰等[10]从人、车、货、环境、管理、信息平台和政府监管七个方面构建了“互联网+”背景下危化品运输风险评价指标体系，并根据评价结果从危化品运输企业层面、供应链层面、政府监管层面给出了对策建议；张冠湘等[11]构建危险品物流风险解释结构模型，总结出危险品物流存在的问题，向政府和企业提出相应的管控策略。

纵观已有危化品物流风险方面文献，大多围绕辨识和评价危化品物流风险影响因素，关于影响因素之间的层级关系研究和相互作用研究不多见。而ISM 法和MICMAC 分析法可以将复杂系统分解为若干个子系统要素，把模糊不清的系统转化成具有清晰层次结构关系的直观模型，并确定每个因素的驱动作用及其对整个系统的影响。

3 构建危化品物流风险系统解释结构模型

ISM 方法是1973 年由美国教授John N.Warfield在系统论的基础上提出的，是一种主要用于分析和解决复杂社会经济问题的结构模型化技术，用于定性分析复杂系统各因素之间的层次关系[12]。它可以克服人脑在处理大量因素及其相互关系的复杂问题时的局限性，特别适用于分析多变量、复杂关系和不明确结构的系统。解释结构模型法通过判断各因素之间的影响关系建立邻接矩阵，通过布尔运算法则计算出可达矩阵，再将该可达矩阵层级分解，最终将复杂的系统因素分解为具有清晰层次结构关系的直观模型，以此得出直接影响因素、间接影响因素和深层影响因素，阐明各因素之间的相互作用，为后续研究提供清晰的结构，通过把握问题的本质，找出解决问题的方法。

3.1 危化品物流风险影响因素分析

围绕危化品物流发展中出现的问题，从影响因素出发，在详细梳理现有文献的基础上，通过向研究危化品物流方面的学者征询，并实地调研了镇江海纳川物流发展有限责任公司、中船工业成套物流有限公司、玖隆钢铁物流公司等提供危化品物流服务的企业并与其管理者进行探讨，最终确定了十五种典型危化品物流风险影响因素及因素之间的相互影响关系。结果见表1。

表1 危化品物流风险影响因素

3.2 建立邻接矩阵

按照表1 中危化品物流风险影响因素之间的逻辑关系建立邻接矩阵如下：

3.3 计算可达矩阵

为了计算危化品物流风险因素的可达矩阵M，先将邻接矩阵A加上单位矩阵I获得新矩阵A+I，依据布尔运算法则对新矩阵A+I进行幂次方运算，直到式（1）成立为止：

矩阵M即为危化品物流风险影响因素的可达矩阵，其中矩阵M中的元素mij为1，表示因素Fi和因素Fj之间存在着可以到达的路径；元素mij为0，则表示因素Fi和因素Fj之间不存在可以到达的路径。生成可达矩阵的作用就是可以表示各因素之间直接或间接的影响关系。使用MATLAB软件计算得到可达矩阵M如下：

3.4 可达矩阵的层级分解

根据可达矩阵M，归纳整理各个影响因素之间的影响关系和被影响关系，其中影响关系称之为可达集，用R(Fi)表示，被影响关系称之为前因集，用A(Fi)表示。依据式（2）：

为确定最高等级要素的条件，具体数据见表2。在确定最高等级要素之后，从表中删除该要素，然后根据判断条件确定下一级要素，直到最后一级要素被划分出来。最终得出相应要素集L1={F2,F3,F5,F6,F10,F15} ，L2={F1,F4,F14} ，L3={F8,F9,F13} ，L4={F7,F12}，L5={F11} ，以此结果对可达矩阵M进行重新排列，得到其标准形式M*。

表2 影响因素的第一级可达集和前因集

3.5 构建解释结构模型

根据经过标准化处理的可达矩阵可以看出其对角线上可以构成五个单位矩阵，这五个单位矩阵构成了阶梯结构层次，也就是解释结构模型被分为五个层次，再根据各影响因素之间的相互关系连接具有影响关系的因素，从而构建危化品物流风险影响因素的解释结构模型，如图1所示。

图1 危化品物流风险影响因素解释结构模型

根据所构建的危化品物流风险解释结构模型，其将危化品物流风险影响因素分为五个层次并直观反映了各因素之间的影响路径。第一层次因素是影响危化品物流风险的直接因素。危化品物流从业人员专业技术能力的不足和安全责任意识的缺失，车辆性能故障，设备设施的缺乏不完善会直接导致危化品物流事故的发生。沿途人员财产密度越大，造成的潜在风险就越大，在规划运输路线时，应尽量避开人员密集区和城市商业区，降低整个运输过程中的潜在风险。

第二、三、四层次因素是影响危化品物流风险的间接因素。安全责任意识受到生理心理素质、受训程度和员工教育培训的影响，人员的受训程度受到员工教育培训的影响，开展教育培训可以使员工的专业技术能力和安全责任意识得到提升。企业的安全管理制度影响着员工教育培训、车辆性能状况和应急管理，健全的安全管理制度可以使得危化品物流的各个环节都有制度可循，从而使企业进一步加强对危化品物流风险的管控，而应急预案制定的越完善，就越能有效减少事故后的损失。天气条件影响着道路状况和交通状况以及危化品性质，若出现雨、雪、浓雾等天气会影响驾驶员的视野，雨雪也会使得道路与轮胎之间的摩擦力变小导致驾驶员降低车速进而影响交通状况。由于危化品的不稳定性，高温和低温等极端天气条件将直接影响其稳定性，从而增加了危化品物流风险。

法律法规是影响危化品物流风险的深层因素，是控制危化品物流风险的基石。对于保证危化品物流安全、预防危化品物流事故具有深层的影响。法律法规也是保障危化品物流安全的根本和基础，是规范危化品物流的主要手段，它决定了企业安全管理制度的运行模式。

4 危化品物流风险影响因素的MICMAC分析

MICMAC分析即交叉影响矩阵相乘法，主要用于分析系统中各因素之间的作用关系，其结果通过坐标轴直观地表示，横坐标代表因素的依赖性，纵坐标代表因素的驱动力。因素的驱动力可通过计算可达矩阵中某因素能到达的因素个数得到，依赖性可通过计算可达矩阵中可以到达某因素的因素个数得到。如果某因素的驱动力较大，代表此因素对系统中其它因素的影响较强；如果某因素的依赖性较大，则代表系统中其它因素对该因素影响较大。最后根据驱动力和依赖性大小将要素分为四个集群：Ⅰ自发、Ⅱ依赖、Ⅲ联动、Ⅳ独立，如图2所示。

图2 危化品物流风险影响因素驱动力-依赖性矩阵

元素{F1,F2,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F13,F14,F15} 属于Ⅰ自发集群，具有低驱动力，低依赖性。这些因素相对独立，治理自发集群中的因素比治理其它因素简单且更易掌控，所以首先应该考虑管控自发集群中的因素；元素{F3} 属于Ⅱ依赖集群，具有高依赖性，低驱动力。其受系统中其余的因素影响较多，且位于解释结构模型的第一层，是引发危化品物流风险的主要表现形式；元素{F11,F12} 属于Ⅳ独立集群，具有高驱动力，低依赖性。这两个因素对系统中其它因素的影响较大，而其它因素对其影响较小，虽然该因素对危化品物流风险没有直接影响，但是由于系统中的其它因素受其影响较大，应特别注意对独立风险因素的管控。

5 结论

本文通过ISM 法构建危化品物流风险解释结构模型，找出了影响危化品物流风险的直接、间接、深层因素，阐明了危化品物流风险影响因素的层次结构，理清了各影响因素之间的相互关系，并结合使用MICMAC 分析模型构建驱动力-依赖性矩阵分析风险因素的驱动力与依赖性，并将风险因素大致分为自发集群、依赖集群与独立集群三类，得出如下结论：

（1）危化品物流风险不仅要重视直接因素的管理，更应该重视对中间与底层因素的管理。通过对直接因素的严格管理，可以在短时间内有效减少危化品物流风险的发生。但是只有完善法律法规制定工作，严格执行制定安全管理制度，加强对员工教育培训和事故应急管理能力才可以从根源上对危化品物流风险进行管控。

（2）优先治理自发集群中的因素，并将治理重点放在独立集群中的因素上。由于在系统中自发集群中的因素相对独立，不易受其他因素影响，因此优先对这些因素进行治理可以简化系统。独立集群中的因素对系统中其它因素影响较大，一般情况下处于底层或间接因素的下层，虽然对系统的作用不是直接的但是影响很大，故应重视对独立集群中因素的治理。

（3）本文中研究以定性分析为主，后期应定量分析风险因素对危化品物流的影响效应。本文构建的ISM模型和MICMAC分析模型是一种定性分析模型，后期应结合定量分析模型修正和完善目前的研究成果，为危化品物流风险的管控提供更加精准的指导。