姜露彬，劉海東，邵志杰

（滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

0 引言

受全球疫情形式影響，國際經(jīng)濟復蘇和主要經(jīng)濟體產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈恢復推動的合法海上貿(mào)易迅速增長。最顯著的增長出現(xiàn)在集裝箱航運業(yè)，大型船舶裝載的集裝箱越來越多。全球貿(mào)易、貨物量和船舶尺寸均需要改進集裝箱碼頭。因此，所有集裝箱碼頭都必須擴大其基礎設施，加深其港口航道，并提供更多具有在線處理能力的虛擬港口以保持競爭力。

集裝箱運輸?shù)纳虡I(yè)優(yōu)勢似乎已成為人們關注的焦點，其重點是安全運營。為確保貨柜船的安全操作，良好的航海技術和謹慎的操作規(guī)程至關重要。相反，這些要求并未得到集裝箱船從業(yè)人員的廣泛認可。目前，出海人員的數(shù)量和可用的維修時間都有所減少。由于在港口停留時間短，人員編制減少，船舶工作人員的工作壓力急劇增加，疲勞程度隨之增加[1]。危險引起的嚴重干擾造成的集裝箱損失的年度成本估計為5億美元/年。在裝貨完成后，貨運代理應向收貨人發(fā)送裝運通知，以便收貨人能夠組織付款、平衡賬單并準備接收貨物。

1 集裝箱安全風險分析

1.1 運裝數(shù)據(jù)的影響

不確定性的程度與數(shù)據(jù)的可用性高度成正比。借助技術開發(fā)，可檢測容器中的內(nèi)容物。因此，可提高發(fā)現(xiàn)含有非法材料的集裝箱的概率，從而提高全球供應鏈的安全性。在檢查可能構成恐怖威脅的集裝箱時，海關通過非侵入性檢查使用X射線或伽馬射線掃描儀生成內(nèi)容物圖像，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，官員可對集裝箱的全部或部分內(nèi)容物進行物理檢查。根據(jù)專家意見，集裝箱安全倡議（Container Security Initiative，CSI）提供的附加安全性是虛幻的。這是因為在目標定位是基于供應商提供的內(nèi)容描述，但是從統(tǒng)計上來說，通過港口的集裝箱中，只有不到1%的集裝箱接受過掃描，僅有少量集裝箱被打開接受檢查。

現(xiàn)階段，在不同港口的海運集裝箱上通常部署2種類型的掃描系統(tǒng)：1）輻射入口監(jiān)測器，常用于檢測容器中是否存在放射性物質(zhì)；2）伽馬射線掃描系統(tǒng)，用于掃描容器內(nèi)的高密度材料，以指示是否存在爆炸物。這2種系統(tǒng)都是為增強全球供應鏈的安全性而設計的，但目前仍存在大量漏洞。

輻射入口監(jiān)測器和伽馬射線掃描系統(tǒng)無法檢測化學或生物制劑[2]，無法確定集裝箱是否會在從填料到最終目的地的某個時間點被破壞。此外，在實際爆炸事件中，輻射入口監(jiān)測器和伽馬射線掃描系統(tǒng)幾乎不會增加供應鏈可視性的整體價值。

為減少偷盜和篡改事件的可能性，將集裝箱封條、跟蹤系統(tǒng)和智能箱相結合[3]。跟蹤系統(tǒng)依賴 3種主要技術，分別是條形碼掃描技術、射頻識別裝置（Radio Frequency Identification Device，RFID）和全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）跟蹤。RFID和GPS是必須集成到安全系統(tǒng)中的信息存儲和傳輸技術，為實現(xiàn)技術集成，一般需要借助“智能盒”技術。該技術最早由美國海關推廣，并逐步在各個行業(yè)中應用。智能箱使用電子印章對集裝箱的各個開口進行登記。智能箱與訪問代碼相結合，對集裝箱的每次訪問進行記錄，并對集裝箱的編號、時間、日期和印章編號進行維護。集裝箱安全設備將信息傳輸至接收器，接收器可連接到任何具有全球通信功能的手機。智能箱可將成本降至最低，并能夠實時跟蹤集裝箱。然而，智能盒的視覺存在會成為一種限制，該系統(tǒng)由電池供電，需要維護和測試。

1.2 人為因素導致的事故

在集裝箱事故中，人為事故是主要部分。集裝箱船工作人員的壓力很大，這種高壓力環(huán)境往往會導致錯誤和疏忽。人員配備水平差和人體疲勞是碰撞和擱淺的主要原因。

航運期間可能發(fā)生的危險可分為以下5類：

1）由于缺乏知識、錯誤行為和疏忽造成的人為錯誤。

2）將遲到的集裝箱放在準備啟航的船只上造成的危險。

3）員工健康問題和安全恐慌問題。

4）裝卸工和起重機操作員誤操作導致的損壞。

5）外部人員的惡意攻擊。

1.3 其他受影響的因素

集裝箱供應鏈容易受到許多風險的影響，主要包括以下18種風險因素：

1）恐怖組織對港口的直接襲擊。

2）通過港口運輸非法材料用于其他地方的恐怖陰謀。

3）集裝箱的錯誤處理。

4）集裝箱裝卸錯誤。

5）安全意識淡薄。

6）惡劣天氣期間未降低航速。

7）過度依賴電子設備。

8）集裝箱捆扎材料不足。

9）無法準確驗證容器重量。

10）參數(shù)計算錯誤。

11）貨運規(guī)劃師未經(jīng)培訓。

12）船舶工作人員能力缺乏，熟悉程度不足。

13）人員配備水平糟糕。

14）在塢期間，維修計劃錯誤。

15）缺乏溝通。

16）缺乏形勢意識。

17）缺乏團隊合作。

18）機械故障。

2 集裝箱安全風險評估

20世紀 60年代，故障樹分析法（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）逐漸發(fā)展起來，并被用作風險評估的工具[4]。1975年，隨著美國原子能委員會發(fā)表了《反應堆安全研究》，技術系統(tǒng)概率風險評估（Probabilistic Risk Assessment，PRA）取得了突破。

FTA技術是一種演繹推理過程，可應用于任何規(guī)模的系統(tǒng)進行風險評估。FTA特別適用于大型海洋和海上工程系統(tǒng)的風險評估，其意外事件可通過經(jīng)驗確定[5]。FTA是一種圖解法，可用于估計不同故障和失效事件的組合導致事故的概率。這項技術可以處理定量和定性評估。

故障樹包含門，用于允許或禁止故障邏輯在樹上通過。這些門顯示了發(fā)生頂級事件所需的事件之間的關系。根據(jù)集裝箱的歷史故障數(shù)據(jù)，機械故障，碰撞、擱淺、火災/爆炸和接觸等事故類別占總事故的80%，可被視為頂級事件。頂級事件是門的輸出，低級事件是門的輸入。根據(jù)集裝箱船正式安全評估，碰撞、擱淺、火災/爆炸和船體接觸等4類頂級時間對應的低級事件見表1。

表1 頂級和低級事件

不同頂級事件的故障樹圖分別見圖1～圖4。門符號表示輸出事件所需的輸入事件的關系類型。“與”門表示在所有輸入發(fā)生時發(fā)生輸出，而“或”門表示在至少一個輸入故障發(fā)生時發(fā)生輸出。通過故障樹圖的路徑對所有事件進行表示，將這些路徑稱為割集。將具有足夠數(shù)據(jù)的事件稱為基本事件。如導航錯誤可能是由于船舶工作人員的錯誤或機械故障導致的，最重要的故障事件是船舶人員錯誤。

圖1 船體接觸故障樹圖

圖2 船體擱淺故障樹圖

圖3 船體碰撞故障樹圖

圖4 船體火災/爆炸故障樹圖

機械故障主要由以下一種或多種原因造成：

1）供應的部件或備件的不可靠性。

2）指定人員的不可靠性。

3）維護時間和程序不正確。

4）沒有足夠的時間進行維護。

5）設計失敗。

6）對接程序和時間不正確。

3 結論

研究表明：集裝箱貨物損壞、機械故障、碰撞、擱淺、火災/爆炸和接觸是發(fā)生率較高的最重要事故類別。導致供應鏈脆弱性的最重要的基本事件是人為錯誤。

集裝箱供應鏈利益相關者眾多，他們可實際接觸集裝箱及其內(nèi)容物，并且可能與集裝箱貿(mào)易和運輸相關。確保供應鏈安全的最佳方法是使用更好的裝運數(shù)據(jù)來增強集裝箱定位能力。通過有限的檢查百分比結合基于風險分析的有針對性的方法，可將安全級別控制在可接受的范圍內(nèi)。此外，集裝箱供應鏈可假設為串聯(lián)網(wǎng)絡，對于串聯(lián)網(wǎng)絡，系統(tǒng)的可靠性可通過其組件的可靠性來計算（即進口商、出口商、制造商、制造場地、內(nèi)陸承運人、倉庫、港口、集裝箱船、集裝箱合并和拆箱設施等）。在建立集裝箱風險模型時，必須為不同商業(yè)運營商和場所制定相應的可靠性評估方法，必須通過組件的可靠性來確定供應鏈最薄弱環(huán)節(jié)的強度。希望本文能引起學者和政策制定者的關注，為進一步研究船運集裝箱風險指明方向。