基于WSR方法論的道路大件運輸風險辨識與防控研究

宋志剛，張 巧，孫大尉

（1.鄭州航空工業管理學院管理工程學院，河南鄭州 450046；2.北京交通大學經濟管理學院，北京 100044）

一、引 言

大件運輸是指載運單個不可解體貨物時，車貨的總長度、總寬度、總高度、總質量和軸荷參數至少有一項超出《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》（GB1589-2016）規定的道路運輸。隨著“一帶一路”倡議的提出、“交通強國”戰略的實施，逐漸增多的風電、冶金、石化、路橋等大型工程項目需要安全可靠的大件運輸服務。港珠澳大橋大型橋梁模塊運輸、中廣核云南大姚茅稗田風電項目風葉運輸、中鐵隧道盾構機運輸等諸多具有代表性的大件運輸成功案例，不僅為工程項目的順利推進提供了有力支撐，也為大件運輸行業的安全管理積累了經驗。但是，不可否認的是，整個行業在安全管理方面還存在著一些薄弱環節，專業人員和服務機構的保障能力不足、安全管理機制不健全、行業自律意識不強等問題仍然比較突出。2021年湖北鄂州發生的橋梁側翻事故、2020年滬渝高速大件運輸車輛撞擊天橋事故等不僅危及人員生命安全、損壞周邊設施設備，承運貨物自身受損以及因此阻滯工程項目進度造成的損失更是難以估量。辨識風險因素，探索各風險因素間的作用機理，對于大件運輸安全管理至關重要。

當前，大件運輸安全的研究集中于安全技術和風險分析兩方面。在安全技術方面，主要涉及大件運輸路線［1］和車輛載荷的選擇［2］、捆扎加固工藝［3］、橋梁通行性［4］等。在風險分析方面，引發大件運輸安全事故的風險因素較為復雜，對于風險因素的辨識，主要側重于技術、經濟、環境、管理風險等物理和事理層面因素［5-6］，或是傾向于人員、車輛、貨物、道路、環境風險等物理和人理層面［7-8］；對于風險辨識的方法，包括基于事故樹分析的風險因素重要性排序［9］，采用多目標優化模型計算風險、費用最小化的優化路徑［10］，或者從事故結果及其風險源角度在威脅和后果間建立安全屏障的Bow-tie方法［11］。這些研究成果提供了很好的借鑒，為本文的研究提供了思路。但是，當前研究仍然存在風險因素分析不夠全面，沒有統籌兼顧物理、事理和人理等多個方面，風險辨識缺乏理論支撐和科學依據，少有揭示風險因素間作用機理等不足之處。

作為一個多因素影響的復雜系統，大件運輸活動中導致事故發生的風險因素往往不是單獨起作用，諸多因素間存在復雜的致因機理和相互作用關系，厘清風險因素間的層次和結構關系，有助于提升大件運輸的安全管理水平。本文以WSR方法論為指導，基于道路大件運輸全過程，從物理、事理和人理三個維度進行全面分析，科學辨識大件運輸系統中的風險因素，采用閾值改進的集成DEMATEL-ISM法探析因素間的作用機理，構建大件運輸風險因素多級遞階結構模型，明確因素間的層次和結構關系，直觀揭示事故致因路徑，據此提出風險防控措施，為大件運輸企業安全管理提供參考。

二、道路大件運輸的風險辨識

（一）道路大件運輸風險辨識的基本單元

為便于風險辨識工作的開展，避免出現遺漏，通過查閱相關資料、參考《道路大型物件運輸規范》（JT/T 1295-2019）中的主要流程步驟、結合企業實地調研，描繪出道路大件運輸的整體流程，將其劃分為運輸準備、貨物裝載和運輸執行三個階段，并以每個階段作為一個風險辨識的基本單元，如圖1所示。

圖1 道路大件運輸流程

運輸準備階段：具有道路大件運輸資質的企業在接到運輸指令時應首先收集設備基本參數和運輸圖，了解托運貨物外形尺寸、總重、重心位置、運輸支重面和捆綁加固點位置以及起運地和目的地等基本信息，充分了解托運貨物在防護、防潮、抗變形、沖撞等方面的特殊要求。聯系沿線路政部門辦理通行許可證，根據運輸路線安排及時進行道路清障與修繕工作，聯系道路大件運輸護送執行方進行運輸的警示、引導、協調、監護通行、跟蹤服務等，擬定全流程的運輸方案。

貨物裝載階段：根據運輸方案，考慮貨物品類、重量等選擇合適類型和載荷的承運車輛，進行車輛調遣、組裝及調試工作，隨后至裝運地，采用適當的裝載技術和捆扎工藝進行大件貨物的裝載和捆扎加固作業，并辦理相應的貨物交接手續。

運輸執行階段：安排合適的駕駛員和護送車隊進行運輸的執行與護送，包括運輸途中的實時監管和異常處理，以及到達目的地后的卸載、驗貨和交接作業。保證承運貨物的質量和完整性，及時匯報運輸途中狀況，交流意見以改進服務。

（二）道路大件運輸風險辨識

物理-事理-人理（Wuli-Shili-Renli，簡稱WSR）方法論，是顧基發教授結合中國傳統思辨思想所提出的定性與定量相結合的系統方法論［12］，其核心內涵是懂物理、明事理、通人理。WSR方法論能夠比較全面地考量各方面影響因素，在解決復雜系統問題時具有獨特的優勢，已經廣泛應用于項目風險管理研究［13］。本文在辨識大件運輸風險時，以WSR方法論為指導，通過資料分析和實地調研兩種方式，圍繞物理、事理、人理三個維度和三個基本單元開展大件運輸風險辨識。

1.基于文獻資料和大件運輸事故案例集提取風險因素。文獻研究方面，相關學者對道路大件運輸的風險辨識與劃分見表1。大件運輸事故案例集研究方面，統計分析2020年滬渝高速大件運輸車輛撞擊天橋事故、海張高速大件運輸車輛撞斷橋墩事故、2015年大件運輸重型半掛車相撞事故、橋梁坍塌大件車輛落水事故、大件車輛山區彎道側翻事故、大件設備橋式車組高速公路側翻事故等，溯源風險因素，主要包括“人的不安全行為”如疲勞駕駛、違規操作、作業員安全意識淡薄等以及“物的不安全狀態”如車輛故障、貨物裝載不合理、道路通行性差等。

表1 大件運輸風險因素劃分及文獻來源

2.對河北、四川、重慶三個省、市的7家大件運輸企業進行實地調研，從承運企業角度進一步完善風險因素體系。根據受訪企業要求，對其名稱進行處理，調研概況見表2。通過對企業項目經理的訪談，了解掌握大件運輸實際作業中的潛在風險隱患，主要涉及職工安全意識和行為、運輸護送資質、人員和車輛配置、結合貨物特性合理裝載加固等。

表2 實地調研企業列表

結合上述資料，經過與行業協會和上述企業技術專家的多輪商討，最終凝練為15項風險因素，如圖2所示。各項因素指標解釋見表3。

表3 道路大件運輸風險因素解釋

圖2 道路大件運輸風險因素體系

三、基于閾值改進的DEMATEL-ISM方法

（一）方法和模型介紹

大件運輸安全受多種風險因素影響，并且因素間存在著復雜的作用機理，要有效識別影響大件運輸安全的關鍵因素、明晰因素間的作用路徑，需要尋求能辨識關鍵因素并明確其相互作用關系的方法。

決策試驗與評價實驗室法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL）是以矩陣和圖論為工具的系統因素分析方法，可用于量化風險因素間的相互影響關系［14］。但是，傳統DEMATEL法在閾值設定上多采用專家商定法以剔除系統的冗余信息，具有較強的主觀性。將最大類間方差算法（也稱OTSU算法）應用到閾值確定問題上，能夠在簡化系統的同時維持復雜事物之間的內在機理［15］。解釋結構模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）通過建立可達矩陣劃分因素層次，以條理清晰的多級遞階結構模型來呈現關系冗雜的復雜系統［16］。將兩種方法組合使用，既可識別大件運輸復雜系統中的關鍵風險因素，又可清晰呈現因素間關聯關系和作用路徑，實現優勢互補?；陂撝蹈倪M的DEMATEL-ISM法的建模流程如圖3所示。

圖3 基于閾值改進的DEMATEL-ISM法建模流程

（二）基于閾值改進的DEMATEL-ISM法步驟

1.確定直接影響矩陣B。由m位專家對圖2所示風險因素體系A(ai∈A，i=1，2，3，…n)中因素間對因素j的影響而導致風險事故的程度，平均化處理后得到直接影響矩陣B。

2.為消除量綱不同帶來的影響，將矩陣B規范化處理得到規范化直接影響矩陣C。

3.計算綜合影響矩陣T。為進一步考慮風險因素之間的間接影響關系，可通過直接影響與間接影響的累加來確定綜合影響矩陣，即綜合累加因素i對因素j的直接影響程度以及因素i通過影響其他因素而間接影響因素j的程度。

4.計算影響度fi、被影響度ei。影響度fi表示因素i對其他因素的綜合影響程度；被影響度ei表示因素i受其他因素的影響程度。

5.計算中心度Mi和原因度Ni。中心度Mi表示因素i受其他因素的影響，可用以衡量因素i在系統中的重要性程度；原因度Ni表示因素i對其他因素的影響，即風險因素之間的因果關系的重要性程度。

6.確定閾值λ。根據OTSU算法，將綜合影響矩陣T中元素按其數值大小所代表的影響關系強弱降序排列，分為強影響關系和弱影響關系兩組，通過迭代計算分析不同組合下的類間方差，當類間方差最大時，兩組影響關系的內部整體性最強且組間差距最大，此時取強影響關系組中的最小值為閾值λ，作為區分顯著影響關系與不顯著影響關系的臨界值。

7.計算整體影響矩陣H。在綜合影響矩陣的基礎上考慮因素自身的影響，其中I為單位矩陣。

8.計算標準化可達矩陣K(K=[kij]n×n)。將綜合影響矩陣中小于閾值λ的元素集忽略不計，以剔除系統中的較小影響關系，在不影響決策目標的前提下實現系統的簡化。

9.對可達矩陣K進行級間劃分并構建大件運輸風險因素多級遞階結構模型。元素ai的可達集R(ai)是在可達矩陣K中由ai可到達的諸要素所構成的集合；元素ai的前因集S(ai)是在可達矩陣K中可到達ai的諸要素所構成的集合。若可達集與前因集的交集等于可達集，則稱其為最高級要素集L(ai)。

驗證最高級要素集的判定是否成立，若成立，則在矩陣K中劃出第i行和第i列。重復此步驟，直至劃出所有因素。根據因素被劃出的順序，繪制多級遞階結構模型。

四、道路大件運輸風險因素DEMATEL-ISM分析

（一）模型應用

通過對調研企業的回訪，邀請20位行業專家和企業管理者獨立對大件運輸風險因素間的相互影響程度進行評判。根據由于因素i對因素j的影響而導致運輸事故的程度，按強、較強、一般、弱、無五個等級，分別賦值4、3、2、1、0。將上述數據收集整理后，進行平均化處理，得到直接影響矩陣B，見表4。

表4 直接影響矩陣B

根據DEMATEL-ISM法步驟逐步計算出規范化影響矩陣C、綜合影響矩陣T和影響度fi、被影響度ei、中心度Mi、原因度Ni，對各因素的中心度按照由大到小的順序進行排序，并根據原因度的正負判斷因素屬性，結果見表5。

表5 DEMATEL方法計算結果

以各項風險因素的中心度值為橫坐標、原因度值為縱坐標，繪制大件運輸風險因素因果關系圖，以明確關鍵因素，更直觀地展示原因因素和結果因素的分布概況，如圖4所示。

圖4 風險因素因果關系圖

根據步驟6，采用OTSU算法得到臨界閾值λ=0.107，結合閾值λ和整體影響矩陣H計算出可達矩陣K如下：

圖5 大件運輸風險因素多級遞階結構模型

（二）結果分析

根據中心度識別出關鍵風險因素進行重點防范。在DEMATEL法中風險因素的中心度越大，則該因素的重要程度越高，由表5可看出道路大件運輸風險因素的重要性排序。其中，a10作業人員安排、a12人員安全意識、a13專業操作技能和a11安全教育培訓四個因素的中心度顯著高于其他因素，是道路大件運輸系統中的關鍵風險因素，在風險防控中占據重要地位，應提高重視程度，著重進行防范化解。

風險因素分為原因因素和結果因素，不同類型因素應采取相應的針對性措施。由圖4可知，因素a1、a2、a6、a11、a12、a13、a14位于坐標系的第一象限，屬于原因因素，在整個大件運輸系統中容易影響其他因素，在風險防控中需重點排查和預防；而 a3、a4、a5、a7、a8、a9、a10、a15位于坐標系的第四象限，屬于結果因素，易受原因因素以及結果因素中其他因素的影響，此類風險在防控時需注意挖掘其根源隱患。

大件運輸風險因素多級遞階結構模型中，因素間的層次結構決定了風險的總體傳遞方向為本質致因向近鄰致因傳遞。由圖5可知，大件運輸風險因素體系的近鄰致因包括a8道路排障作業安排、a9護送資質審查、a15異常處理能力、a1車輛固有性能、a4捆扎工藝、a5交通狀況、a6氣象條件、a7卸載技術等，這些因素直接影響系統的安全狀況，當系統處于較高風險水平時，對直接因素進行有效控制會有明顯效果。系統中的過渡致因包括a10作業人員安排、a14信息傳遞正確性、a3裝載技術等，這些因素通過相互作用以及作用于近鄰致因而間接對系統風險產生影響。系統中的本質致因包括a11安全教育培訓、a12人員安全意識、a13專業操作技能、a2貨物特有屬性，這些因素對系統安全的影響往往是潛移默化的，且同層因素之間亦存在相互作用。同時，采用DEMATEL-ISM法對風險因素間作用機理的探析結果基本符合“2-4事故模型”，即組織層面的安全文化和安全管理體系欠缺是根本原因，個人層面的習慣性行為、一次性行為和物態是直接或間接原因，在組織和個人行為的綜合作用下，行為結果“事故和損失”發生。

五、結論與管理啟示

本研究基于WSR方法論進行道路大件運輸復雜系統的風險因素辨識，采用閾值改進的DEMATEL-ISM法分析風險因素間的相互關系和作用路徑，對大件運輸項目安全管理具有重要的參考價值，可為企業進行風險評價和風險防控提供輔助決策支持。研究得出以下結論：人理層因素作業人員安全意識和專業操作技能以及事理層因素安全教育培訓和作業人員安排是關鍵風險因素；造成安全事故的本質致因是人理-事理層面的企業安全文化和安全管理體系的欠缺，通過影響過渡致因并作用于近鄰致因而引發安全事故；物理層、事理層和人理層的風險因素存在交互影響，其中，人理層因素的影響作用更為明顯。根據研究結論提出以下管理啟示：

1.全面落實風險分級管控和隱患排查治理雙重預防工作機制。在風險防控中，對于近鄰致因和過渡致因的及時管控可取得立竿見影的效果，但往往無法根除風險隱患。企業應根據風險因素的層次結構及其關聯關系和作用路徑采取風險分級管控和隱患排查治理雙重預防工作機制，針對不同層次的風險因素采取相應的管理對策。建立風險分級管控工作領導小組，明確風險管控責任，針對風險特點，從組織、制度、技術、應急等方面建立風險管控措施清單，指導并督查管控措施的落實實施。既要關注關鍵風險因素，又要排查治理根源隱患，建立起全員參與、全崗位覆蓋、全過程銜接的閉環管理隱患排查治理機制。充分發揮人的主觀能動性，密切關注并敏銳察覺車輛、貨物、環境等的物理狀態和變化，以主觀能動先預后防，規避化解客觀風險。

2.兼顧安全保障技術和安全文化的協調治理。大件運輸承運企業不僅應嚴格落實《道路大型物件運輸規范》中對于承運人資質、運輸前準備、運輸過程、貨物交付驗收以及裝載技術、卸載技術、捆扎加固工藝等作業規范和技術方面的要求，還應重視安全文化培養和安全體系構建等。積極開展安全教育培訓，引導職工牢固樹立安全作業責任意識，自覺執行安全作業管理規定，營造全員重視安全預防、全員參與安全管理的文化氛圍。同時，建立健全標準作業流程和行為規范，加強職工安全行為模式建設，切實提高職工的專業操作技能，促進安全行為的制度化和規范化，完善企業安全管理制度。通過安全保障技術和安全文化的協調治理，確保各種風險因素始終處于受控制狀態。