基于突变理论的多式联运通道安全风险评价研究

李兵祖

（中国铁路兰州局集团有限公司，甘肃兰州730000）

国家“一带一路”政策实施六年来，为我国物流运输产业创造了便利的发展环境，大力推动多式联运的发展。多式联运涉及多种运输方式，如海上、铁路、公路、航空等，其中两种或两种以上运输方式加以组合就形成连贯的、门到门的多式联运[1]。在多式联运的运输过程中，由于其是由两种及两种以上运输方式构成的，中间环节涉及的要素众多，且要素之间可能存在相互影响的关系，使得原本就复杂的系统在不确定环境的影响下变得更加敏感，发生风险的概率也不断升高。一旦风险发生，由于多式联运运输过程环环相扣的特点，风险还会在多式联运中继续传递，波及到其它环节，引发更多的风险。

实现多式联运运输经济效益最大化的根本前提是：保证货物安全、迅速地从发送地运送至目的，因此对于多式联运的风险研究则显得尤为必要，随着多式联运的快速发展，多式联运通道的安全风险研究也受到了众多学者的关注。文献[2]研究了多式联运下的路径选择问题，基于“BasGoed”的框架下开发了Logit模型对问题进行求解。文献[3]对多式联运运输通道的经济、社会、技术评价三个方面进行了详细地介绍，利用模糊灰色物元法对运输通道进行评价，所有的指标权重均由专家概率法给出。文献[4]从基础网络、运营服务和环境网络三方面对多式联运网络风险进行剖析，建立基于FISM的网络风险分析模型，揭示风险指标相互之间的作用关系。文献[5]将多式联运风险因素归纳为内部风险因素和外部风险因素，并建立基于小波向量机模型输出评价结果。文献[6]在分析多式联运网络风险中引入灾害蔓延动力学模型，利用Matlab软件对风险因素结构进行仿真分析。

目前我国对多式联运运输通道的安全风险评价指标还未形成统一的标准。因此分析多式联运安全风险影响因素，构建多式联运运输通道的风险评价指标体系则显得尤为重要。减低人员的伤亡率，货损率是我国在整个运输过程中所追求的目标，风险指标评价体系的构建对多式联运的战略化发展具有重大意义。在此基础上，作者将分析影响多式联运通道运输的安全风险因素，并构建突变理论模型，丰富多式联运安全风险评价研究内容，并在实际运输安全中提供理论指导作用。

1 突变理论研究

突变理论是由法国数学家Rene Thom所创立的，他将系统内部状态的整体性“突跃”称为突变，其特点是过程连续而结果不连续[7]。目前突变理论应用比较广泛的是折叠突变、尖点突变、燕尾突变、蝴蝶突变等4种突变类型。在科学研究领域中，如果该问题具备两个以上的突变特征，就可以考虑使用突变模型进行分析。多式联运通道突变特征具备突变现象的特质，采用突变模型可以有效进行多式联运通道安全风险评价研究。

表1 常用突变模型势函数及归一化公式

2 多式联运运输通道安全风险评价体系构建

2.1 多式联运特征分析

多式联运的概念最早于20世纪60年代诞生于美国，随着多式联运逐渐发展壮大，等到20世纪80年代集装箱软硬件技术成熟之时，集装箱的出现使多式联运的潜能得到了很大程度的发挥[9]。

多式联运的运输过程十分繁杂，要具体规划需要几种运输方式、划分几个运输区段，涉及几个中间环节等事宜，在整个运输过程中具体需要都由多式联运经营人来确定[10]。多式联运运输的货物以大宗货物为主，吨数大，路途遥远，运输过程中涉及的因素多为不确定因素。目前我国虽大力支持物流企业的发展，但由于仍然存在以下几个问题：基础设施建设仍有待完善，需加强铁路与港口、公路的无缝衔接运输；集装箱办理站规模增多,但各办理站集装箱作业能力不大，与货主的沟通协调机制需要进一步地加强，缺少先进的装卸设备，人员工作效率低下，装卸成本高。

2.2 多式联运通道安全风险因素分析

作者通过对多式联运的特点进行剖析，在查阅多式联运通道运输的主要影响指标、多式联运风险、危险货物运输等相关文献的基础上，借鉴SHEL模型的分析方法，结合调研所获取的资料，将多式联运通道风险指标分为人员风险、环境风险、管理风险、设备风险4个方面，具体分析结果如下。

人员风险分为身体素质、责任意识、业务水平和应变能力。在多式联运的过程中，涉及公路、铁路、航运等多种运输方式，每个环节的工作人员，都是多式联运安全风险人员因素的主要来源。多式联运的安全性保障需要每一位工作人员的相互配合，而工作人员的身体素质、责任意识、业务水平和应变能力会影响到他们之间配合的效果。健康状况影响他们在工作中的精神集中程度，责任意识影响他们对待工作的严谨性，业务水平体现在工作人员完成工作的效率，而应变能力体现在处理突发事件的能力。

环境风险主要包括3个方面：自然环境、政治环境和交通环境。其中自然灾害的影响对整个运输过程是最为严重的。山洪、泥石流、恶劣天气等都会造成运输的中断乃至整个交通网络的瘫痪，如19年台风“尤特”的到来，造成京广线塌方事故，多辆列车受此影响停运。传染性疾病的盛行也会对多式联运带来巨大的冲击，为了防止病毒的大面积扩散，将减少人们的交往与贸易的往来，给各行各业带来巨大的经济冲击。政治角度上，国际政局常常因为资源分配、利益牵动导致国际之间贸易合作方式发生改变，恐怖主义活动的猖獗，战争的爆发、国家局势不稳定，同样会给货物运输过程的畅通性带来阻碍。

在管理风险因素方面，安全二字贯穿了整个多式联运的工作中，其风险因素会影响到其它风险因素。管理风险主要体现在教育和管理上。近年来，为了保障作业过程中的人员安全，不少企业开展安全教育活动，对安全文化的宣传力度也不断加大，定期进行安全教育，有利于安全意识深入人心，降低风险发生的概率。安全管理方面的风险主要体现在运输线路、方式的选择不合理，没有达到权衡经济与安全进行选择的标准，与承运人沟通机制不畅通、监督机制不完善。

设备风险因素方面，根据对以往事故的统计，主要表现在装卸设备和基础设备两方面，其中装卸设备风险体现在装卸设备自动化程度、设计的合理程度、使用的规范程度等。装卸设备自动化水平越高，设计越贴合集装器具的构造、工作人员按照安全手册规范使用，在一定程度上就能减少储存物的损失率以及人员操作不当而造成的伤亡率。

2.3 多式联运通道安全风险评价指标体系的构建

综上所示，分析多式联运的特点与安全风险因素之后，结合指标构建的科学性、系统性、合理性、针对性等原则，得到1个一级指标、4个二级指标、11个三级指标和19个四级指标的多式联运通道安全风险评价指标体系，如图1所示。

图1 多式联运通道安全风险评价指标体系

2.4 底层指标标准化处理

2.4.1 底层指标权重处理

根据对调研事故数据进行分析，结合专家的知识和经验对影响多式联运通道风险指标在0～1范围内进行区间打分。由于底层指标的单位与取值范围不一样，所以要首先将底层指标进行标准化：针对越大越好的指标，采用正向指标标准化处理；针对越小越好的指标，采用负向指标标准化处理，即：

2.4.2 指标处理原则

根据专家打分确定完成底层指标权重之后，需要考虑两个原则，即“互补”与“非互补”原则。指标系统中的底层指标之间若不存在明显关系，即没有相互影响的作用，则采取“非互补”原则；如若底层指标之间存在明显关系，即指标之间有相互影响的作用，则采取“互补”原则进行处理。在突变理论当中，只有严格遵守“互补”与“非互补”原则才能满足分歧方程的要求。

2.4.3 风险等级评价标准

在利用突变理论处理风险指标的基础上，建立多式联运通道安全风险划分标准，明确多式联运所处的风险级别。目前针对多式联运通道风险等级划分没有统一的标准，作者在阅读大量文献与借鉴已有研究的基础上，将风险程度划分为5个等级：V={V1，V2，V3，V4，V5}={低风险，较低风险，中等风险，较高风险，高风险}[11]，以此给出风险评价指标与风险等级的对应关系作为风险水平估计的参考，如表2所示。

表2 风险等级评价标准

3 实例分析

3.1 地理环境分析

作者以连云港至阿拉山口这部分多式联运通道作为实例进行分析。该部分多式联运通道从连云港始发，途经多个省市，到达中哈边界的阿拉山口出国境。经过的地貌有华北平原、黄土高原，气候条件较为优越，避开了高寒地带，可常年作业。该运输通道如图2所示。

图2 新亚欧大陆桥（连云港—阿拉山口）

3.2 风险评估结果

本文将根据调研数据对该多式联运通道进行分析，邀请多位专家对底层指标进行打分，利用上述评估方法对多式联运运输通道进行风险分析。其 中D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、B1、B2、B3、B4存在相关联性，采取“互补”原则进行计算。根据上述分析，得到所有指标的突变级数如表3所示。

从上表可以看出，该多式联运通道安全风险评价结果为0.891，在风险划分等级里面属于安全性级别。同时，可以看出业务水平，自然灾害影响程度与承运人沟通机制的完善程度的突变级数较低，对于整个多式联运的过程来说，加强对工作人员安全教育的培训与承运人沟通机制的畅通性，将有助于下一步工作的安全进行，降低人员的伤亡率与货损率。

4 结语

如今国家大力发展集装箱多式联运运输，这不仅是交通供给侧改革的需要，更是减少污染物排放，构建生态文明社会的需要。利用突变理论构建多式联运通道风险评价体系，帮助运输企业识别、控制风险，可以有效地保证货物运输的安全，为多式联运风险研究提供新的方向。由于突变理论只能在4个控制变量之内进行研究，但影响多式联运运输通道安全风险因素还可上升到5个控制变量，因此评价系统存在一定局限性，需要进行进一步探讨，完善基于突变理论的评价体系。

表3 多式联运通道综合风险评价结果