海上综合安全评价(FSA)方法研究

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(2)
灰色综合评估的评估得到的结果见参考文献[9]。 表3 港口通航环境评估结果 因子 分析法 6 4 3 2 7 1 10 8 5 9 0.5 0.36 0.87 1.59 0.75 0.76 -3.43 -0.63 -0.20 -0.59 5 6 2 1 4 3 10 9 7 8
4.2 组合评估方法的讨论 4.2.1 总序号理论
序号总和理论包括的意义如下： 评估结果相同的对象使用不同的方法相加， 以便获得每 个对象评价结果的总和，最终得到评价结果的序号排序。 如果我们事先并不知道真实的评价结果序号如“A、B、C”或“1、2、3”，为了知道 每个对象真实的的序号，我们要采用各种评估方法。如果排序是随机的，那么 6 个结果都
（3）风险控制方案
（5）提供决策建议
（4） 成本与效益控制
图 1 FSA 法流程图 FSA 作为一种新的方法，具有 2 个优势：一是有五个步骤，能够全面进行系统安全评 估，二是具有灵活的工作流程，允许用户根据需要选择合适的步骤。例如“1-2-3-4-5”，或 “1-2-5”或“1-2-3-5”或“1-2-3-2-5”等等。 同时，FSA 的不成熟之处是显而易见的。在评估范围和对象时，FSA 临时指南以及技 术方法远远不够，因此在 IMO 应用之前 FSA 有许多问题广泛解决。 装卸 船与设备 船舶安全 与责任 在航船舶 安全责任 航行交流 电子设备 航行责任 应急系统 安全管理责任 风险责任 海员资格 人 政策策略 安全管理系统 导航海域环境 FSA 范围 与对象 水路环境 航行环境 港的导航环境 导航通告区 管理现状 特定的海上安全 海上应急能力 整体安全形势 港口国年度报告 船舶交通服务及应用 航行计划的可靠性 航行前安全检查 图2 FSA 范围与对象 社会质量控制 国际安全管理 船岸安全管理 海运业管理 公司资质 沿岸国 船舶服务 船旗国
港口 大连 秦皇岛 天津 烟台 青岛 连云港 上海 宁波 黄浦 湛江
PCA -0.6 1.67 2.17 4.32 -1.04 5.06 -8.29 -1.29 -0.15 -1.84
TOPSIS 0.642 0.603 0.602 0.676 0.673 0.516 0.325 0.572 0.546 0.576 3 4 5 1 2 9 10 7 8 6
烟台 青岛 连云港 上海 宁波 黄浦 湛江
0.0675 2.405 -0.5670 0.106 0.365 0.1303 -0.780
-0.427 -0.849 -1.921 0.209 0.929 -0.328 1.174
1.734 0.122 0.187 -1.166 -1.166 -0.199 -0.190
rit 1 6 d ikj l (n 3 n)
2 j 1
n
（1）
其中： dikj ( Aij Bij )
2
上面给出的相关系数，优化的对象排序(或排名)。最终的评估获得的结果，可以区分在 集群两个相邻点之间的来自各种评估方法相关性结果。
4.2 应用
表 1 中的原始数据 [9]是用来评估船舶航行的港口环境风险水平。这 10 个中国港口的 8 个指标如表 1 所示。 这些港口的导航风险水平序号可以根据组合评估计算， 主要方法是主成 分分析（PCA）方法，如因子分析、TOPSIS 优选、模糊集合评估、灰色综合评估等。 表1 港口环境指标 港口 大连 秦皇岛 天津 烟台 青岛 连云港 上海 宁波 黄浦 湛江 可见度 27.0 11.3 9.8 24.2 54.0 16.1 24.7 28.0 25.0 13.3 风力 40.4 8.6 80.2 77.4 94.8 139.0 51.1 21.4 73.3 11.3 当前 最值 3.0 3.0 1.5 0.5 3.0 2.9 6.0 5.0 3.5 3.5 航道 长度 9.5 14.0 20.2 4.2 7.4 3.6 85.5 13.6 63.7 40.8 交叉点 5 2 1 2 8 7 29 6 1.3 18 航道 宽度 0.100 0.250 0.140 0.240 0.065 0.360 0.120 0.200 0.200 0.100 交通 密度 1.50 1.20 1.60 2.10 8.10 0.68 24.30 17.60 2.90 0.50 加权 交通流 57.86 30.74 41.20 13.98 45.70 14.00 76.24 21.80 42.00 32.80
会出现，即“123、132、213、312、321、231”，但是在实际中，几乎不可能发Байду номын сангаас排序完 全相反的情况，如 321；将第一个排在最后一位的概率也很小，如 231；或者颠倒的情况如 312。由此，只有三种情况 123、132、213，然后用总序号“A、B、C”分别代替。对于“4、 6、8”等情形，A 在第一号位置，B 和 C 分别在二、三号位置，与评估情况完全相符合。 总序号法需要有两个前提：首先是适当的评价方法，其次是确保方法的正确性。
1.210 -0.412 1.209 0.8103 0.8103 -0.223 0.247
本文在试图获得例子的最佳秩序的结果时，五个评价方法如表 2 所示。 文中利用主成分分析和软件 SPSS10.0 因子分析计算出结果。在主成分分析的过程中， 第一主成分的最大特征值的 80%以上总和，表明该指数选择和评估是适当的。所以结果是 因素分析。在 TOPSIS 优选过程中，采用公式(2)来衡量最优值和项目评估之间的相对距离。
风险维度 逻辑维度
图3
海上安全控制三维结构
3.2 技术 FSA 方法和不足
许多系统安全的方法评估[4 - 7]可以用来改进 FSA。这些技术的应用可以得出如下结论： （1）主要是基于形式逻辑的方法：SCL、FAT、ETA、PHA、FMEA、因果分析、目标 树分析、HAZOP 帕累托图、MES 方法、LEC 法等。 （2）管理操作研究方法：层次分析法(AHP)、数据包络分析(DEA)、马尔可夫活动链法、 KJ 法等。 （3）多元统计分析：主成分分析(PCA)、因子分析、判别分析、聚类分析等。 （4）模糊理论：模糊聚类、模糊综合评价、模式识别等。 （5）灰色理论：灰色关联度、灰色综合评价、灰色聚类法等。 （6）行业的特殊方法：ICI 蒙德方法、陶氏化学方法、机械行业和化工行业的其他特殊 评估方法。 每个技术方法上述都有各自的优势和不足。FSA 的质量通过使用单一方法很难保证。 当然，应该尝试的组合评价方法同时使用几种方法。
为了计算港口环境对航行安全的影响强度，先让指标为正方向，然后标准化，定义方差 = 1，评价结果= 0。如表 2 所示： 表2 港口环境指标标准化 港口 大连 秦皇岛 天津 可见度 0.2870 -0.9440 -1.0620 风力 0.469 1.240 -0.495 当前 最值 0.122 0.122 1.089 航道 长度 0.596 0.436 0.215 交叉点 0.327 0.662 0.774 航道 宽度 0.861 -0.805 0.416 交通 密度 0.547 0.584 0.535 加权 交通流 -1.035 0.352 -0.182
4 组合评估方法的原理和应用
4.1 组合评估的概念
通过使用几种方法综合评估相同的对象， 然后处理不同的结果与组合方法相比较， 结合 评估会使评估结果更加的能力客观、真实、可信。 结合评估的基本原理如下： （1）组合模型的主要方法通过综合使用其他方法的优势，以便使评估结果更合理。 （2）用适当的方法来处理数据集，包含不同类型数据的最大、最小、中间区域[8]等。 （3）进行一致性检验，把每个方法的结果进行组合并最终得到最优解。
2 FSA 的发展与问题
海上安全评估是一种从岸上产业安全管理中移植和改善而来的办法； 安全评估是一个旨 在通过使用风险和成本效益评估提高海上安全，包括保护生命、健康、海洋环境和财产的结 构化和系统化方法。FSA 最初是用来作为 1988 年 Pipe Alpha 灾难的相应预案而被应用到国 际海事组织制定规则的过程，当时是在北海的一个海上平台发生爆炸，而导致 167 人丧生。 FSA 被描述为“一个理性的、系统的过程，用评估与航运活动相关的风险和评估国际 海事组织的成本和收益的方法来减少这些风险”，于 1997 年发布的临时指南[2]在 IMO 成员 国被邀请进行试验，并报告到国际海事组织。 FSA 包含五个步骤： （1）危险识别 （2）风险评估 （3）风险控制方案 （4）成本与效益评估 （5）决策与建议 FSA 的流程图如图 1 所示： （2） 风险评估 （1） 危险识别
船公司管理 整体安全管理 船旗国管理 港口国管理
3 FSA 的技术方法、范围与对象
3.1 FSA 的范围与对象
海上 FSA 的范围和对象至少包括下述的程序：在广义和狭义上的人、机、环境和管理
的评估；船舶设计、建造和调查的评估；船舶及其公司的安全管理评估；港口国控制情况评 估(PSC)；航行风险评估；当值甲板值班员风险评估；引航安全评价；海事安全地区的港口 当局评价；船旗国政府和组织 PSC 等。FSA 的范围和对象是系统的，可以根据不同的描述 为图 2 所示，图 3 描述了海上安全控制三维结构。 因素维度
0.784 0.670 0.806 0.450 0.450 -1.332 -0.517
0.662 -0.007 0.103 0.215 0.215 0.740 -1.125
-0.694 1.250 -2.028 -0.249 -0.249 -0.249 0.861
0.475 -0.247 0.646 -1.391 -1.391 0.379 0.668
海上综合安全评价(FSA)方法研究
陈伟炯 郝育国 （上海海事大学商船学院，中国上海，201306）
文摘：本文分析了国际海事组织所倡导的海上 FSA 方法。该方法原是用来评估金融系统完 整性和顺畅性，但缺乏操作方法。本文根据评估范围和对象介绍了适用于 FSA 评价方法海 事安全管理三维结构。 鉴于单一方法下的评估结果的不可靠性， 本文研究组合综合评估方法 通过例子通过五个数学方法进行验证，结果显示组合评估比单一的评价方法更接近客观现 实。本文表明，FSA 应尽可能地运用组合评价方法。 关键词：海运；综合安全评价(FSA)；方法；评估范围和对象系统,结合评估方法；合理性
1 引言
海上安全评估是在时间和空间对海上财产和海洋环境保护生活和安全的评估过程[1]。它 是海上安全管理的基础策略， 决定了应当采取什么安全技术和管理措施， 它影响海洋活动的 安全功能情况。由于它每年涉及 10 多个数十亿美元的项目，并吸引了国际海事组织（IMO） 特别关注。过去的海上安全评价方法的应用是零星的、不系统，在安全决策和改善安全状况 时起到的作用很小。国际海事组织涉及的安全主要是是利用经验而采取安全措施；因此，国 际海事组织的安全措施缺乏效率和科学。 因此， 经济基础降低了航运界干预和妨碍国际海事 组织措施的实现，这情况需要及时改进。在比较不同安全评价方法的基础上，1993 年，英 国政府建议 IMO 采用正规安全评估方法——FSA 方法。
4.2.2 模式理论
序号总和在排序过程中， 如果两个或两个以上的对象具有相同的价值总和， 那么这些对 象的顺序应该根据每个序列号的频率安排。 一般来说， 模式理论不仅可以取代序号总和理论， 还能弥补其缺点。
4.2.3 等级相关系数
等级相关系数意味着区分内两个相邻对象之间的相互关系， 借助某些差异化相关系数可 将计算公式描述为公式（1）：
模糊综合 0.475 0.480 0.453 0.460 0.550 0.521 0.634 0.671 0.590 0.564 3 4 1 2 6 5 9 10 8 7
灰色类聚 0.490 0.497 0.516 0.394 0.567 0.600 0.782 0.597 0.710 0.562 2 3 4 1 6 8 10 7 9 5