基于层次分析法的航空运输危险品源评估分析

张 燕

(中国民航管理干部学院 经济管理系， 北京 100102)

一、引言

民航事业的蓬勃发展带动着航空货物运输量的增加，而其中危险品的运输需求更是日益增多。危险品运输是一项高风险、高利润的活动，占航空货物运输量很少部分。但由于危险品具有爆炸、燃烧、毒害、腐蚀、放射等性质，在航空运输中有可能引发航空事故，并明显地危害人体健康、安全或对财产造成损害。故在强调以安全为航空运输一切事物的首要目标下，降低危险品航空运输事故风险，减少航空运输可能产生的事故后果，找出危险品航空运输的危险源并能有效避免，以确保高效、有力地完成危险品航空运输任务，具有较强的现实意义。

关于危险品运输，国际相关组织颁布了一些法律、法规：联合国危险品专家委员会颁布了《关于危险货物运输的建议书规章范本》，适用于任何运输方式运输的包装危险货物，并具有较大的权威性；国际原子能机构针对放射性物质的安全运输颁布了《放射性物质安全运输规程》；国际民航组织颁布了《国际民用航空公约》附件18、《危险物品安全航空运输技术细则》等法律性文件；依据这些法律性文件，国际航空运输协会发布了可操作性强的指导性文件《危险品规则》。除此之外，中国民用航空局亦颁布了中国危险品航空运输的有关法律文件：《民用航空危险品运输管理规定》《危险品航空运输培训管理办法》《危险品航空运输事件判定和报告管理办法》《危险品航空运输安全管理体系建设指南》《锂电池机上应急处置指南》《危险品航空运输批准和豁免管理程序》和《危险品货物航空运输存储管理办法》。

在遵循国际和国内关于危险品运输法律法规的基础上，目前有不少专家、学者开展了关于危险品运输相关的研究。研究方法包括统计法、专家打分法和层次分析法等[1-5]。其中，层次分析法由于可以定性与定量相结合分析研究，故被广泛应用。南京大学刘萌斐等基于层次分析法和二级模糊综合评价法，建立了一种危险品道路运输事故概率评估方法，通过层次分析可以对各影响因素的合成权重大小进行比较，对特定区域危险品道路运输风险管理工作评估以及决策支持系统的开发具有指导意义[6]。91829部队李祖勤等针对危险品运输过程中的路径选择问题,提出了一种基于层次分析法的路径选择模型,构造判断矩阵,详细阐述了运用模型的具体步骤,实例分析结果验证了该方法的合理性[7]。专家们从不同方面对危险品运输作了研究贡献，但目前运用层次分析法对危险品航空运输危险源的评估研究尚少，找出重要危险源头并有效控制预防势在必行。

文章运用层次分析法，根据2010—2017年危险品不安全事件统计资料，对危险品航空运输危险品源评估分析，结果表明运输方式的货运-普货运输和第九类危险品锂电池成为评估危险品航空运输的主要风险源，并针对这两个重要风险源提出了风险预防的措施，具有较强的现实意义。

二、层次分析法分析航空危险品源

(一)层次分析法算法

层次分析法(AHP)是一种定性与定量相结合解决多目标决策的分析方法。该方法首先根据问题的性质和需要达到的目标，将复杂问题分解为若干不同的组成因素，按照因素之间的隶属关系建立阶梯、有序的层次结构模型；其次，针对模型中每一层因素做两两指标重要程度的比较判断，建立判断矩阵，利用数学方法确定每一层全部因素的权重，为作为评价和选择方案提供依据[8]。因此，层次分析法大致分为：建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序与一致性检验、层次总排序与一致性检验四个步骤。

1.建立层次结构模型

在调查研究的基础上，将与问题相关的主要因素，按照目标层、准则层、方案层进行分类并分层排列，构造层次结构模型，如图1所示。模型最高层为一个元素，表示分析问题的预定目标，称为目标层。模型最底层的元素为目标层提供方案，称谓方案层。目标层与方案层之间的中间层次为准则层[7]。

2.构造判断矩阵

根据上层和下层的隶属关系，构造层次结构，上层元素支配下一阶层元素，权重计算方法如下：假设顶层元素A，支配的下一阶层元素为B1，B2，…，Bn，则判断阵列如图2所示。图中：bij为元素Bi与Bj相对于A的重要性的量化值，其中bij>0；bji=1/bij；bii=1。由于阵列为正反矩阵，对于任意i，j，k，均有bij×bjk=bik，则[bij]为一致矩阵。

3.层次单排序

层次单排序是每一个判断阵列各因素针对其准则的相对权重，方根法计算步骤如下[7]：

1)计算判断矩阵中各行元素的乘积Mi

(1)

2)计算Mi的n次方根

(2)

(3)

4.一致性检验

一致性检验是对判断阵列的逻辑性进行检验，避免出现逻辑错误的一个过程，具体步骤如下[7]：

1)一致性指标的计算

CI=(λmax-n)/(n-1)

(4)

式中：λmax为判断阵列的最大特征根，计算方法为

(5)

式中：(Bω)i表示Bω的第i个分量。

2)平均随机一致性指标RI的获得，可通过表1查找得到。

表1 平均随机一致性指标RI

3)一致性比例CR的计算

CR=CI/RI

(6)

当CR<0.1时，认为一致性判断可以接受，反之，当CR≥0.1时，应当适当修整判断阵列，以保持一定程度的一致性[9]。

5.层次总排序

从最高层到最底层，确定某层次所有因素对于总目标相对重要性的排序权值过程[9-10]。

(7)

(二)危险品航空运输危险品源评估分析

1.建立层次结构模型

为了确定危险品航空运输的危险源，根据2010—2017年航空危险品不安全事件的历史资料及统计分析数据，分析了影响航空危险品运输的危险源因子，提出了运输环节、危险品类别、地区分布、季节影响四个准则层要素；围绕基准层要素展开细化，建立了包括1个一级指标、4个二级指标、23个三级指标的危险品航空运输风险源评估体系的层次结构模型，如图3所示。

对于准则层因素，运输方式需要考虑货运-普货运输、货运-危险品运输、客运-托运行李、客运-手提行李四个方案层因素；危险品类别包括1～9类危险品九个方案层要素，其中锂电池和第9类其他都归为到第9类危险品。根据8年的数据结果统计，锂电池危险品事件为57件，第9类其他危险品事件为11件；地区分布包括华东、中南、西南、华北、东北、西北六个方案层要素；季节影响考虑春、夏、秋、冬季四个方案层因素。

2. 构造判断矩阵

依据8年的数据结果统计和邀请专家，对危险品航空运输的风险源评估指标体系的各个指标重要程度进行两两对比，形成判断矩阵为

3.层次单排序

由式(1)～式(3)可得各矩阵的特征向量为

ωΑ=[0.454 5,0.272 7,0.181 8,0.090 9]T

ωB1=[0.388 4,0.231 4,0.082 6,0.297 5]T

ωB2=[0.032 3,0.024 2,0.129 0,0.056 5,0.008 1,0.072 6,0.064 5,0.072 6,0.540 3]T

ωB3=(0.329 9,0.312 6,0.134 0,0.092 8,0.072 2,0.051 5)T

ωB4=(0.338 8,0.256 2,0.214 9,0.190 1)T

4.一致性检验

由式(4)～式(6)可得，CRA=CRB1=CRB2=CRB3=CRB4=0，所有判断矩阵均通过了一致性检验。

5.层次总排序

由式(7)可得，ω=[0.176 6, 0.105 2, 0.037 6, 0.135 2, 0.008 8, 0.006 6, 0.035 2, 0.015 4, 0.002 2, 0.019 8, 0.017 6, 0.019 8, 0.147 4, 0.060 0, 0.058 1, 0.024 4, 0.016 9, 0.013 1, 0.009 4, 0.030 8, 0.023 3, 0.019 5, 0.017 3]T。

由结果可以看出：货运-普货运输C1 (0.176 6)和第九类危险品C13 (0.147 4)所占的权重较大，而其中锂电池发生危险品事件较第九类其他危险品事件更多，因此在评估危险品航空运输的风险源中占据主要地位。

(三)危险品航空运输危险源风险控制预防

通过对危险品航空运输危险源评估分析，可知运输方式中按货运-普货运输、第九类危险品中锂电池成为需要关注的两个重点危险源。

危险品作为危险货物进行航空运输要由托运人对其正确地包装，粘贴标记标签，填写运输文件，做好运输前准备工作，然后由航空公司或其地面服务代理人进行收运检查，若均满足运输要求则进入到仓储，而后装载到预定的航班飞机上，当有特殊情况发生时，航空公司有责任对其进行特殊情况处置。根据数据统计发现，危险品被以货运普通货物方式运输却成为了一个重要危险源，其中包括以下三类因素：①托运人及其代理人谎报、瞒报、夹带、未如实申报；②危险品包装不符合规范，未正确使用标记标签；③仓储装载，地面工作人员操作不当，普货夹带危险品。为了更好地控制危险源，做好预防，针对上述因素，应做好以下三点：①加强对托运人及其代理人管理，对违规行为移送公安处罚，取消其代理资质，对多次违规的托运及代理人统计人员及单位，建立黑名单管控制度；②加强对托运人及代理人的危险品知识培训；③增加信息告知力度：货物托运处、安监处等张贴布告，提醒托运人及代理人严禁瞒报匿藏危险品。

近几年电子产品不断问世，锂电池的使用频率逐年增高，伴随而来的风险事故也随之加大，第九类锂电池成为了引发危险品不安全事件的重点危险源之一，锂电池可通过危险货物和旅客手提行李运输，采取有效预防控制锂电池的措施：①加强托运人、代理人运输锂电池资质审核，违规惩罚等监督管理工作；②加强托运人、代理人、收运人等各类人员对锂电池安全培训，建立完善收运检查制度；③在库区、登机口、安检口等处张贴告知，并在官网及广播等发布告知，对货主、机组、旅客等人员加强对锂电池的宣传力度[11]。

三、结论

危险品航空运输危险品源的评估控制对危险品安全有重要作用，通过建立危险品航空运输危险源评估体系，文章采用层次分析法确定各指标的权重，找出对危险品航空运输危险源较重要的两个因素，即货运-普货运输和第九类危险品中锂电池。根据评估结果提出了相应的预防措施，即加强托运、代理、收运等人员管理、加强对相关人员危险品包括锂电池知识培训和加强在各个环节的宣传力度三个方面，对有效控制和提高危险品航空运输安全有重要现实意义和应用价值。