脆弱性原理研究进展

脆弱性(Vulnerability)概念由美国学者马盖特于1968年在论及“地下水脆弱性”时首次提出，此后，脆弱性研究日渐多元化，被运用于多种学术领域。北京交通大学风险管理研究所联系北京市地铁风险管理实际，对脆弱性原理和实践进行了多年研究。项目得到了国家社会科学基金重点项目(13AZD088)，北京市哲学社会科学基金十二五规划项目(12JGB022)支持，成果获得了北京市第十四届哲学社会科学优秀成果一等奖，中国职业安全健康协会科学技术进步二等奖，研究报告入选《北京市哲学社会科学基金项目优秀成果选编(第五辑)》。

1 脆弱性原理理论研究

虽然不同研究领域对脆弱性这一概念的认识日趋接近，但是对脆弱性的理论尚没有达成统一认识，因此，运用中外研究资料，开发理论模型和决策支持工具来分析和评估并减少系统的脆弱性是迫切需要。本项研究在脆弱性概念、内涵、特征要素与脆弱性原理等方面进行了理论研究，为后期脆弱性评价与控制策略研究奠定了基础。

(1)脆弱性概念研究。

脆弱性是客观存在的，它会随着时间、空间的变化而变化。准确定义脆弱性的概念，对于分析和评价脆弱性对系统的设计规划，日常管理以及应急管理都有重要的意义。

脆弱性是系统在某一扰动下发生变化的程度和从扰动的不利影响中恢复正常运行的能力。脆弱性由暴露度、敏感度和适应度等特征要素构成，这些构成要素因扰动介入而递次呈现，因扰动不同而内涵不同。

脆弱性辨识不是简单的风险辨识，需要以脆弱性的3个特征要素(暴露度、敏感度、适应度)的视角为主，传统的人—机—环为辅，建立起两维的交叉矩阵，综合分析，既避免在基础因素分析中缺项漏项，又可以在科学和实用两个方面实现平衡。

(3)脆弱性递次演化分析框架研究。

基于AHV模型的逻辑关系，我们构建了脆弱性特征要素递次演化的分析框架，简明地展示承载体脆弱性在受到扰动以后，呈现出系列性变化的规律。可以简单明了地反应脆弱性的暴露度、易感度和适应度，递次作用到承载体“人员—设备—环境”系统的规律。分析框架明确了脆弱性三要素的相互关系，避免产生扰动作用到系统后，脆弱性所有特征要素同时发生的误解，为脆弱性评价和制定分层次的减缓措施具有重要意义。

(4)脆弱性评价研究。

由于承载体系统是面临多重扰动的，其脆弱性问题是一个复杂的、非线性的、动态的问题，本项研究用突变理论构建了脆弱性分层递进评价模型，提出了适用于大型的、复杂系统中的评价方法。

2 脆弱性原理应用研究

脆弱性理论研究需要落实到经济社会实际。北京交通大学风险管理研究所与北京地铁公司和城建设计院合作，对北京地铁系统脆弱性扰动因素、评价模型及控制策略进行了多年的研究。

(1)地铁系统脆弱性扰动因素研究。

要对地铁系统脆弱性进行分析和评估，首先需要分析导致地铁系统脆弱性产生的因素有哪些，地铁系统脆弱性所面临的主要扰动是什么。本项研究通过对造成地铁系统脆弱性9大扰动因素分析和评估，确定了地铁最突出的扰动因素是火灾和大客流冲击，并对这两大因素进行了深入研究。

网络整体内向接近中心度标准差为7.164，外向接近中心度标准差为6.940，差异较小，且节点间差异没有很大差异，说明三峡地区旅游节点的通畅程度较高，并没有出现明显的阻碍现象。个体节点以白帝城、解放碑、小三峡、三峡大坝、神女峰、重庆红岩的内外向中心度最高，表明这几个节点与三峡地区其他景点通达性较好，受其他节点控制较弱，近20年过去了，游客在三峡旅游的游线组合中仍然包含这几个经典景区。相对这些景区，三峡旅游的经典景区中衰落较快的景区为张飞庙、万州港、大昌古镇、小小三峡、三游洞、葛洲坝、名山、涪陵新城、三峡大瀑布。这些景区节点与其他景区节点依赖性较强，旅游目的地竞争力相对较弱。

(2)地铁系统脆弱性影响因素指标体系研究。

基于解释结构原理，建立了在大客流与火灾扰动下的地铁脆弱性的评价与预警模型。通过现场考察和测量，构建群体灰色层次模糊评价法，通过定量分析与定性评价相结合的方法，对三条重要线路的典型车站进行了脆弱性评价。

(3)地铁系统脆弱性的控制机制研究。

项目从地铁系统的暴露度、敏感度与适应度方面分层、分类提出地铁系统脆弱性控制机制，并在此基础上从人因因素(列车司机、行车调度员、站台人员等)、设备系统因素(信号系统、监控系统、地铁车辆等)、环境因素(站台、隧道建筑结构等)以及管理制度方面提出地铁系统脆弱性控制措施。

3 脆弱性原理延伸研究

对脆弱性理论内涵和在安全管理实践方面的研究，到目前仍然存在需要提升的空间，需要加以关注并进行延伸研究。

(1)加强人文因素脆弱性研究。

目前对脆弱性进行分析和评价时，比较多的强调承载体对环境中危险源等物理性扰动所产生的反应，对于系统暴露于人文环境中文化和制度等扰动所产生的反应关注不足，影响脆弱性的控制效果。系统中的人是事故的最直接受害者和最重要的承载体，事故对人的破坏性影响是危险源本身和人的脆弱性共同作用的结果。因此，探讨人的脆弱性，是系统脆弱性研究的重要组成部分。研究人的脆弱性一方面要研究在安全生产系统中人的团队和个体素质的脆弱性，分别明确人的主动和被动心理行为中脆弱部分的区别，分别采取不同的控制措施。另一方面要研究安全管理存在的脆弱性对于管理对象的影响，不能混淆宏观管理与微观管理的界限。在研究中还要充分考虑物理和人文因素相互影响与回馈交叉作用所产生的对风险后果的影响。

(2)丰富脆弱性评价方法。

脆弱性的量化评估是风险分级和防控决策的基础。目前常用的有基于指标体系的脆弱性评价方法、基于历史灾情的数理统计脆弱性评价法、模糊物元评价法、图层叠置评价法以及脆弱性函数模型评价法等。脆弱性的量化技术总体上还不够成熟，需要定性指标和定量指标相辅相成，互为补充，要以综合评价来评估，从不同侧面提取的指标数据做出总的评价。综合评价最大的难点在于多目标性，如何科学、客观地建立指标体系及评估标准，从而将一个多目标问题综合化、系统化需要深入研究。总体的思路是定性指标通过多维度的筛选定量化，再反复到实际检验，使定性指标与定量分析有机结合。评价方法手段可以采用多种类型，但是需要建立在科学严谨的基础上，并要实用，便于使用者操作。需要在现有基础上的评价指标和评价方法的选取上，结合特征进行深入的研究。

(3)关注城市运行网络化脆弱性。

统计数据告诉我们，近十几年来，由于城市运行中常规安全管理的逐步强化，事故总的起数大幅度减少，但是与此相悖的是死伤人数却没有同比减少，原因就在于一些少发的非常规重特大事故死伤过于惨重，问题的关键点就在于我国已经进入到了城市化发展的第四阶段——城市运行网络化运营时代。在城市发展给社会进步带来了更多便捷和价值的同时，也酝酿着所谓的“人造风险”或“文明的风险”，所以不但导致既有的以点线为主要目标的安全管理脆弱性越发明显，而且由于网络化运行风险涉及到了传播机理、网络蔓延影响展开系统分析和评价模型构建等领域，管理难度进一步加大。因此，基于网络结构特性，准确反映出局部风险问题触发对全局网络化脆弱性的影响需要高度关注。

(4)推进脆弱性管理信息化。

随着信息技术、网络通信技术等现代生产技术的快速发展，社会对各种威胁反应的脆弱性在敏感度上更强了，也就需要我们大力提高对扰动威胁的适应性，采取的应对措施更加及时准确。因此，需要强化监测预警，强调脆弱性调控的及时性、科学性，以及应对措施的综合性。要深入研究以信息化、智能化为反脆弱手段，实现对人员、环境的实时感知、诊断、分析、预警、决策的功能，通过建设综合安全监察信息化管控平台达到对地铁安全运营脆弱性管控的目标。

(5)加强反脆弱研究。

反脆弱理论提出了积极面对风险，分层次、分阶段主动管控脆弱性的新思路。反脆弱理念强调，大自然不总是安全的，还会积极地进行破坏和更替选择和重组，鉴于不可能存在完美的强韧性，需要一个能够不断利用随机事件，不可预测的冲击压力和波动，实现自我再生的机制，这个机制就是反脆弱。

研究反脆弱，不是研究简单的头疼医头脚疼医脚方法，而是研究如何洞悉事物在发展中存在的脆弱性，如何不把主要精力和投入放在提高其规模和效益上。在研究中不仅要关注脆弱性带来的负面反应，更关注不利局面的正面反应，通过研究降低系统易损的脆弱性风险方法，使风险转化为机会，使系统功能不仅不会衰减，反而更加优化。