船舶污染事故应急能力评价指标体系研究

朱家毅，刘桂云，陈家炫，陈周滨

(1.宁波大学 海运学院，宁波 315832; 2.浙江2011港口经济协同创新中心，宁波 315211)

随着我国经济的不断发展，外贸进出口需求量持续增长，使得沿海大型运输船舶数量逐年增加，船舶通航环境越来越复杂，船舶污染事故时有发生。据统计，1973～2017年期间，我国沿海港口附近水域发生船舶溢油事故157起(溢油量超过10 t/起)，造成巨大的海洋环境污染、生态破坏和经济损失[1]。所以，船舶污染事故应急能力评价与建设一直是学界的研究热点。Wenhai Lu等[2]利用面向服务架构和P2P技术设计了应急海洋溢油指挥信息系统的物理框架和功能框架来提高更频繁的海洋溢油事故的处置和指挥效率。曹巍等[3]通过建立港口码头危险品突发事故应急预案评价指标体系，对应急预案的现状进行了分析。Jin Weiwei等[4]通过构建海上船舶溢油污染应急反应能力评估指标体系得出海上船舶溢油污染应急反应能力评价等级。Jian Kang等[5]为了预防船舶污染事故，对现代海洋管理中现行的溢油应急反应能力(OS-ERC)进行评价，对OS-ERC的影响因素进行了分析和分类，构建了一个全局的评价指标体系。张运兴等[6]通过对唐山港京唐区码头溢油应急联防体的分析，研究了码头溢油应急联防体现状的建设方式。封宇等[7]结合云制造服务和信用评价的特点得到云制造服务可信评价模型。张春昌[8]以环境风险评估理论为基础，对海上船舶溢油污染事故以及港口码头对于污染事故应急能力等方面进行深入研究。周鸿铸等[9]对目前船舶污染海洋环境风险评价技术进行了分析探讨,结合水上污染事故风险的特点，提出了利用FN曲线来确定水上污染事故可接受标准的方法,并选择合适ALARP边界的确定方法。曹会林等[10]通过分析溢油事件的应急能力的内涵，确定了如何应对溢油污染事件应急能力的评价指标体系。贾婧[11]从监测预警能力、应急救援能力、恢复重建能力和自然因素影响4个方面构建了针对海岛的评价指标体系，并建立熵权法-灰色关联分析法海岛地震应急能力评价模型。王慈云等[12]基于船舶污染事故应急特征,通过结构方程模型分析了区域应急联动体系的组成要素重要程度以及各要素之间的关系。

目前，国内外的相关研究主要是针对船舶污染应急能力评价方法，但对于如何系统性地建立应急能力评价指标体系的研究很少。本文使用多层次云制造服务可信评价模型建立船舶污染应急能力评价指标体系，能够为有效评价船舶污染事故应急能力现状及进行应急能力建设奠定基础。该模型把整个云制造服务平台的可信评价对象分为三个层次，将云制造不同服务类型特点和评价对象之间的归约关系相结合，并根据云制造服务的实际状况完成对模型的构建。

1 船舶污染事故应急能力的内涵

一般来说，船舶污染是指船舶在航行、停泊港口、装卸货物的过程中对周围水环境和大气环境产生的污染，主要污染物包括因为事故或者操作不当而泄漏的油品、化学品、含油污水、生活污水、船舶垃圾等。本文的研究对象为船舶对海洋水域环境的污染事故。船舶污染事故应急能力是指港口在船舶污染事故的灾前预防、灾发响应、灾中处理和灾后恢复四个时间点中，通过设计科学有效的应对方案，采取合理有效应对措施，在应用科学技术、合理安排以及有效管制等手段的基础上，保障船员的生命安全和财产安全的能力。具体包括应急预防能力、应急反应能力、应急处理能力、应急事故后处理能力等。应急预防能力指的是在事故发生之前的预防事故发生以及拟定预警方案等；应急反应能力即是当事故发生时，港口得知此事故及对此的行动反应，例如污染识别以及选定即时方案等；应急处理能力是指得知污染事故之后的行动，即相关人员前往事故地点及在事故地点的处理能力，例如到达事故点的速度、救援速度、污染处理速度等；应急事故后的处理能力是指在结束救援和污染处理后对事故的分析及善后工作，例如清除和回收工作、改进意见等。

从船舶污染事故应急措施实施主体来看，可以分为三个方面，分别是船方、事故发生地的港口方以及海事主管部门，本文主要针对港口应急能力评价指标体系进行深入研究。

2 评价指标体系的设计步骤及原则

2.1 指标体系的设计步骤

如何建立一套完善、客观的可信评价指标体系，对云制造服务进行准确客观的评价，是云制造服务平台得以健康、可信和高效运行的重要保障。可信评价指标体系应当从多层面、多角度对云制造服务的水平进行测评，并将这些维度有机结合起来以全面反映云制造服务的效果。

为实现应急资源和任务的有效管理、便捷使用和可靠行动，本文通过构建云制造服务可信评价体系框架，提出了面向船舶防污染领域的一种多层次云制造服务可信评价指标评价模型。该模型利用不同的应急类型特点和评价对象之间的归约关系建立应急评价指标体系，具体步骤如下：

(1)用德尔菲法建立评价指标的分类体系。

(2)从最初的指标归约成更高一级层次的指标，构成二级指标。

(3)将二级指标进行归约得到一级指标。

(4)将得到的所有指标分类构建成独立的指标体系。

2.2 评价指标的选取原则

评价指标体系需反映船舶污染事故特征以及应急能力建设的特点，评价指标的选取要科学合理。指标过多会使评价过程过于繁琐或精确度不高的问题，指标太少则会影响到应急能力评价的合理性和全面性等。在具体指标选取中，要依据以下原则：

(1)目的性。要对构建应急能力评价指标体系的目的有清晰的认识，结合应急能力的特征建立突出目的性的评价指标体系。

(2)系统性。要基于评价目标，从整体性出发，分类选取指标构建系统性的评价指标体系。

(3)层次结构性。评价指标应该分为几个不同的层次，各层次指标之间的关系要明确，确保指标体系严谨，不出现冗余成分。

(4)可量化。为了使评价结果更加科学可信，在指标选取时，应尽量选择可以量化评价的指标，定性指标应该可以进行量化处理。

基于上述原则，本文在分析应急能力内涵(应急预防能力、应急反应能力、应急处理能力、应急事故后处理能力)的基础上，通过查阅船舶污染事故的相关文献，设计专家咨询问卷对港口工作人员、相关船员以及海事部门人员进行调研，用德尔菲方法确定了最初的评价指标。

3 船舶污染事故应急能力评价指标体系的构建

本文将港口云制造服务平台特点与船舶污染事故应急能力的特征相结合，构建了云制造服务可信评价体系结构框架。该结构框架包括两个部分，即评价对象(实践或理论评估指标)和由不同级别的评价对象产生的归约评价维度，如表1所示。

表1 云制造服务指标体系结构框架Tab.1 Cloud manufacturing services index system framework

评价对象分为3个层次，由低到高分为初始指标、二级指标、一级指标。其中初始指标是指由德菲尔法得出的初始指标，二级指标是由初始指标进行归约得到的，一级指标也通过归约方法所得。

该评价方法对于不同层次的评价对象进行分类处理，其中初始指标由时效性、预防性、安全性、救援效率、预警方案、后勤保障、恢复工作等评价维度组成；二级指标由技术能力、安全与效率以及还原能力等评价维度组成；一级指标则由预防能力和解决以及保障能力等评价维度组成。 评价结构框架中，较高层次的指标由较低层次的指标归约得到。在归约的过程中，由于误操作和信用炒作等原因可能会引发的可信失真的情况，所以应先对数据噪声等问题进行细节处理。

3.2.1 评价指标分类体系

本文用德尔菲法来确定评价指标的分类体系。将各领域互不认识专家分为两组，一组为有港口船舶工作经验的实践专家，一组为进行理论分析的理论专家。因此，在分类中会形成两类指标，即实践评价指标和理论评价指标，如表2所示。在归约的过程中，首先对两类指标分开进行归约，然后再对实践评价指标和理论评价指标进行组合归约。

表2 云制造服务可信评价指标体系Tab.2 Credible evaluation index system of cloud manufacturing services

实践评价指标是指偏重实践用途方面的指标，主要是按照指标层级、评价维度、指标类型等进行分类，如表3所示。表3中，评价维度是指将评价指标进行分类的评定标准，指标类型是指某一指标的定性定量属性。定量指标的取值是该指标的实际数值；定性指标需经过专家打分将定性指标进行量化处理。例如，通常可以把定性指标评分定为1、3、5、7、9等评分等级，由专家对指标进行打分得到最终数值。

表3 实践评价指标Tab.3 Practical evaluation index

理论指标是指偏重理论分析方面的指标，是通过不同的理论评价维度对指标进行分类，结果如表4所示。

表4 理论评价指标Tab.4 Theoretical evaluation index

3.2.2 评价指标归约模型

云制造服务可信评价指标的归约关系体现了不同层次评价指标之间信息关联。多个初始指标通过归约组成了二级指标，因此初始指标和二级指标具有相关性。同样，二级指标和一级指标也具有相关性，不同层次的评价指标的归约关系见表5～表7。在归约过程中，本文选择了两种归约模型：一种为均方差归约，主要适用于单个评价指标之间的归约；另一种为权值归约，主要适用于两个或两个以上评价指标归约成单个评价指标的归约情况。

(1)均方差归约。

(2)权值归约。

3.2.3 评价指标归约关系

通过评价指标归约模型，对表3、表4的指标进行归约处理，得出结果如表5、表6所示。

表5 二级指标与初始实践评价指标的归约关系Tab.5 Reduction relation between secondary index and initial practice evaluation index

由表5可知，时效性和预防性都属于技术能力的评价维度，而安全性和救援效率则属于安全与效率维度，利用这些关系能更好地进行归约后的分类。

表5和表6将实践评价指标和理论评价指标进行归约处理，最终的结果如表7所示。其中，污染的识别时间这类可以定量分析的指标大部分应用均方差归约，应急指挥的决策能力这类定性指标则是应用权值归约较多。

表6 二级指标与初始理论评价指标的归约关系Tab.6 Reduction relation between secondary index and initial theory evaluation index

表7 一级指标与应急能力评价指标的归约关系Tab.7 Reduction relationship between primary index and emergency capacity evaluation index

由上述表格可得出完整的应急指标评价体系，如表8所示。其中船舶污染事故应急能力评价指标主要由港口预防方案、港口反应时间、港口救援速度、善后处理工作4个一级指标和16个相应的二级指标。通过一系列的归约之后得出的指标比初始指标更加符合实际，更能体现出应急能力水平。

表8 船舶污染事故应急能力评价指标体系Tab.8 Evaluation index system of ship pollution emergency capability

4 结论

本文通过云制造服务可信评价模型对用德尔菲法得到的指标进行归约处理，得到了一个符合应急救援需求的、科学合理的船舶污染事故应急能力评价指标体系，包括港口的预防方案、港口的反应时间、港口救援速度和善后工作等4项一级指标及16项二级指标。指标体系能够较为全面地反映了船舶污染事故应急能力的内涵，可以作为港口应急能力评价和建设的依据。在云制造服务可信评价模型的运用过程中，要特别注意保证评价原始数据的数量和有效性，否则会导致归约可靠性降低。