基于风险矩阵法的公路高边坡风险评估

俞素平

(福建船政交通职业学院道路工程系，福州 350007)

0　引言

风险评估的方法和技术很多，风险矩阵法(Risk Matrix Method，RMM)以其简洁、直观等优点被广泛应用。国务院国资委2006年《中央企业全面风险管理指引》的附录中也特别推荐了该方法，并要求各中央企业在之后每年的风险管理报告中应用这种方法绘制企业重大风险的风险矩阵图[1]。我国在桥梁、隧道、高边坡、城市轨道交通等行业指南和规范中，也将其作为基本的风险评估方法[2-4]。

由于风险矩阵的等级划分有限，会导致一些风险的风险等级是相同或相近的，它们对应的风险重要性也相同或类似，出现风险结(risk tie)。风险结是指在同一风险等级中有多个风险，或者同一风险重要性等级中有多个风险，它们聚集在一起，很难分出谁比谁重要[5]。这样很难决策，到底是哪个风险大哪个风险小，哪个风险重要，哪个风险在资源有限的情况下可以先放一放。利用Borda序值法可以解决此类问题[6]。

以下从工程应用的角度对风险矩阵评估方法进行总结，明确Borda序值法在风险评估中应用的具体方法，并用此方法对2015年交通运输部颁布的《高速公路路堑高边坡施工安全风险评估指南(试行)》(以下称《指南》)中的案例作进一步分析。

1　风险矩阵法

1.1　风险矩阵定义

风险矩阵法(risk matrix method，RMM)由美国空军电子系统中心的采办工程小组于1995年4月提出，它是一种将定性或半定量的后果分级及其发生可能性的等级相结合来描述风险大小的一种技术，是一种操作简便、实用的风险评价方法[7]。

风险矩阵(risk matrix)是风险矩阵法的基本平台，在《ISO Guide 73∶2009风险管理——术语》中，对风险矩阵的定义为：“风险矩阵：一种通过定义后果和可能性的范围，对风险进行展示和排序的工具”。该定义指出：1)风险矩阵是一种工具，该工具用于展示风险，并对风险进行排序；2)风险矩阵关键要确定两个要素：即风险发生的后果及其可能性；3)使用这种工具时，需要定义后果和可能性的范围。该范围可能是定性的，也可以是定量的。

风险矩阵可根据风险等级对风险进行评价和排序。它通常作为一种筛查工具，以确定哪些风险此时无需进一步考虑，哪些风险需要更细致的分析，或是应首先处理哪些风险，或需要提到一个更高层次去管理。风险矩阵也可根据各风险在矩阵中所处的区域，决定指定的风险是否被接受或不接受。

风险矩阵格式可以用列表的形式，也可以用图谱的形式，取决于使用背景和使用条件，关键是要在相应的情况下使用合适的设计。在工程项目风险管理实践中，一般将风险的可能性等级列为矩阵的纵向标度，将风险的后果等级列为横向标度。

1.2　风险矩阵法应用过程

1.2.1风险发生的可能性与后果严重程度的评估

对风险发生可能性的高低、后果严重程度的评估有定性、定量等方法。定性方法是直接用文字描述风险发生可能性的高低、后果严重程度，如“极低”“低”“中等”“高”“极高”等。定量方法是对风险发生可能性的高低、后果严重程度用具有实际意义的数量描述，如对风险发生可能性的高低用概率来表示，对后果严重程度用损失金额来表示。等级标度可以为任何数量的分级，常见的有3、4或5个等级，但各点定义应尽量避免含混不清。后果严重程度应涵盖需分析的各类不同的结果(例如，经济损失、安全、环境或其他取决于背景的参数)。

1.2.2建立风险评价矩阵，确定风险等级

根据风险发生的可能性等级和严重程度等级，建立风险分级评价矩阵，以确定项目风险等级。《指南》将风险等级分为4级：低度(Ⅰ级)、中度(Ⅱ级)、高度(Ⅲ级)、极高(Ⅳ级)，见表1。

表1　风险等级标准

1.2.3提出风险控制对策和分级控制措施

根据风险评估结果与接受准则，提出风险控制对策，见表2。

表2　风险接受准则与控制对策

应根据不同的风险等级提出分级控制措施，实施现场管理和监控预警，见表3。

表3　风险分级管理措施

1.3　风险矩阵法的优点和局限

风险矩阵法的优点包括以下几项：1)便于使用；2)可以有多种变形应用，如定性的、半定量的、定量的应用；3)可以获得组织、项目或系统的整体风险分布情况；4)快速判断风险的重要性水平。

风险矩阵法的局限包括以下几项：1)风险矩阵需要设计出一个适合具体情况的矩阵，但事实上很难有一个适用于组织各种相关环境的通用指标体系；2)很难清晰地界定等级，尤其是在定性描述中；3)具有较强的主观色彩，不同的分级或评估者之间有时会有明显的差别；4)无法对风险进行总计(例如，人们无法对不同的定性或半定量的风险等级进行数学运算或逻辑运算，从而获得不同风险等级的总风险；也无法确定多少个“低风险”相当于一个“中等风险”)5)在风险重要性排序中存在“风险结”，造成风险矩阵法的不稳定性[8]。

2　Borda序值法在风险评估中的应用

2.1　风险矩阵法在风险排序方面的不足

风险矩阵能够很好地展示风险的分布情况，能够快速、简洁地给出风险的大致等级，但要相对准确地给各个风险的重要性排序却是一件比较困难的事情。由于风险结(risk tie)的存在，同一风险等级中有多个风险，或者同一风险重要性等级中有多个风险。到底是哪个风险大，哪个风险小，哪个风险重要，哪个风险在资源有限的情况下可以先放一放，管理者难以决策。采用Borda方法可以较好地解决此类问题。

2.2　Borda序值法简介

在平常的投票选举中，为了方便，人们往往采用“简单多数表决制”来确定选举结果。所谓“简单多数表决制”就是谁得票最多，谁就获胜。

Borda方法最早由法国数学家Jena-Charles de Borda提出，他在两篇关于选举的论文中，对“简单多数表决制”提出了质疑，认为它不能产生合理的决策。为了弥补“简单多数表决制”的不足，Borda提出了一种记分制。该方法要求投票人在投票时不仅要表达最希望哪些人当选，还要给这些合格的候选人按喜好顺序进行排序(即，投票人通过投票表达出对各候选人的偏好次序)，然后进行评分并累加，得分最高者最终获胜。

将投票理论的Borda方法引入风险矩阵中，即是Borda序值法。它是美国空军电子系统中心(ESC)的研究人员为解决“风险结”的问题而引入的，他们把“风险”看成投票和排序的对象，然后用Borda方法化解“风险结”。

2.3　利用Borda序数值对风险进行排序

2.3.1计算Borda数

Borda数的计算公式为：

bi=(N-RiL)+(N-RiC)，

(1)

式中：N为风险总数(即所有风险的总个数)；i为在风险总数中的第i个风险，1≤i≤N；R为对某一风险i，在某一风险准则(风险发生可能性准则L或风险后果准则C)下，在N个风险中，较风险i更为严重(包括可能性、后果)的风险的个数；bi为第i个风险的Borda数。

2.3.2计算Borda序数

风险的Borda序数，定义为：对某一风险，在风险总数N中，比该风险Borda数数值大的风险的个数。计算公式为：

Bi=bj-bi(1≤j≤N，且j≠i)，

(2)

当Bi满足Bi=bj-bi≥1时，定义j的个数为第i个风险的Borda序数值。序数值越小，排名越靠前，表示越重要。

3　实例分析

以《指南》案例一中的边坡开挖专项评估为例，说明Borda序值法在高速公路路堑高边工程施工安全风险评估中的应用。

3.1　风险等级标准

事故可能性等级标准见表4。

表4　事故可能性等级标准

事故后果严重程度等级分为4级，主要考虑人员伤亡和直接经济损失，见表5～6。当多种后果同时产生时，采用就高原则确定事故严重程度等级。

表5　人员伤亡等级

表6　直接经济损失等级

3.2　利用风险矩阵法对该项目风险进行预评估

1)确定可能性等级和严重程度等级。各指标的可能性基本分值、调整系数采用《指南》案例一中的数值，根据《指南》提供的方法计算可能性综合评分值，然后据表4确定各风险指标的可能性等级标准。通过专家调查法和表5～6，确定各风险指标的严重程度等级。

2)确定边坡开挖施工事故风险等级。根据表1，用风险矩阵法对该项目的边坡开挖风险进行专项评估，得到表7中的结果。

表7　路堑高边坡开挖安全风险评估结果

表7(续)

在表7中，风险总数为10，有4个高度风险、5个中度风险、1个低度风险，形成了两个“高度”风险结和5个“中”度风险结，无法再对其做重要性排序。

3.3　利用Borda值对风险进行排序

1)计算Borda数。根据式(1)计算10个指标的Borda数。对于表7，一共有10个指标，所以，N=10。

风险1，根据L准则，比风险1发生可能性更大的风险个数为3，即R11=3；风险1，根据C准则，比风险1后果更为严重的风险个数为0，即R12=0；于是，根据计算Borda数的公式，i=1，可得：

b1=(10-3)+(10-0)=17。

同理，可得到其他9个风险的Borda数：

b2=(10-4)+(10-0)=16，

b3=(10-0)+(10-6)=14，

b4=(10-0)+(10-0)=20，

b5=(10-4)+(10-0)=16，

b6=(10-7)+(10-0)=13，

b7=(10-0)+(10-6)=14，

b8=(10-7)+(10-0)=13，

b9=(10-4)+(10-6)=10，

b10=(10-7)+(10-6)=7。

10个安全风险的Borda数见表8。

表8　路堑高边坡开挖10个安全风险的Borda数

2)计算Borda序数。根据式(2)和表8的Borda数，可得：

i=1时(第一个风险)，b1=17，B1=bj-b1=bj-17(j=2，3，4，5，6，7，8，9，10)。

j=2：B1=b2-17=16-17=-1，

j=3：B1=b3-17=14-17=-3，

j=4：B1=20-17=3，

j=5：B1=16-17=-1，

j=6：B1=13-17=-4，

j=7：B1=14-17=-3，

j=8：B1=13-17=-4，

j=9：B1=10-17=-7，

j=10：B1=7-17=-10。

在以上计算结果中，只有j=4，满足B1≥1的要求，所以j的个数为1，即第一个风险的Borda序数值为1。

同理，可得i=2，3，4，5，6，7，8，9，10的风险的Borda序数值，加入到表7中。

3)结果分析。由表7可以得到如下结论：

①路堑高边坡开挖十大安全风险的重要性排序为(从高到低)为：R4、R1、R2、R5、R3、R7、R6、R8、R9、R10。其中风险4“工序衔接”最重要。

②原来10个风险有3个风险带(高、中、低)，现有7个Borda序数值(0、1、2、4、6、8、9)，显然对风险等级(风险大小)进行了细化。

③4个“高”风险结被打开，其Borda序数值分别为0、1和4；5个“中度”风险结也被打开，其Borda序数值分别为2、6和8。

④原有的4个高风险(第1、3、4、7)，第4个风险排序第1位，第1个风险排序第2位，但第3个风险则位于排序第5位，第7个风险位于第6位。

⑤第2、5风险的Borda序数值都是2，第3、7风险的Borda序数值都是4，说明Borda序值法也不能完全消除风险矩阵方法中的风险结。

4　结语

1)风险矩阵法(RMM)是一种操作简便的风险评估方法，在工程建设领域内应用广泛，但由于存在风险结(risk tie)，会导致一些风险的风险等级是相同或相近的，它们对应的风险重要性也相同或类似。这样，给风险的重要性排序带来困难，难于决策。利用Borda序值法可以解决此类问题。

2)结合实例，分析明确Borda序值法在风险评估中应用的具体方法，将同等级的风险进一步细分和排序，便于决策者采取风险控制措施。

3)Borda序值法也不能完全消除风险矩阵方法中的风险结。在后续的研究中，将考虑决策者的偏好强度等因素影响，以减少风险矩阵法的不稳定性。

[1] 国务院国有资产监督管理委员会.关于印发《中央企业全面风险管理指引》的通知[EB/OL].(2006-06-20)[2017-09-08].http://www.sqsc.gov.cn/n2588035/n2588320/n2588335/c4258529/content.html.

[2] 交通运输部工程质量监督局.公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估制度及指南解析[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 交通运输部安全与质量监督管理司.高速公路路堑高边坡工程施工安全风险评估指南(试行)[M].北京：人民交通出版社，2015.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50652—2011城市轨道交通地下工程建设风险管理规范[S].北京：光明日报出版.2011.

[5] 李素鹏.ISO风险管理标准全解[M].北京：人民邮电出版社.2012.

[6] Ni H H，Chen A，Chen N.Some extensions on risk matrix approach[J].Safety Science，2010，48:1269-1275.

[7] 李素鹏.风险矩阵在企业风险管理中的应用[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[8] 阮欣，尹志逸，陈艾荣.风险矩阵评估方法研究与工程应用综述[J].同济大学学报：自然科学版，2013，41(3)：381-385.