船舶溢油應(yīng)急處置群體選擇偏好

王立坤

(上海海事大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，上海 200135)

0 引言

2006—2008年，我國沿海共發(fā)生船舶溢油污染事故367起，總溢油量達(dá)2 221 t，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境和資源造成嚴(yán)重威脅.［1]為此，對(duì)船舶溢油事故的應(yīng)急處置應(yīng)予以高度重視，以減少溢油事故造成的環(huán)境污染與財(cái)產(chǎn)損失.

船舶溢油應(yīng)急處置的成功很大程度上取決于行動(dòng)方案的正確選擇與執(zhí)行.危機(jī)下的情況復(fù)雜，個(gè)體的認(rèn)知、經(jīng)驗(yàn)也很有限，個(gè)體很可能作出錯(cuò)誤的決策或不執(zhí)行正確方案，而海事溢油應(yīng)急處置的決策往往由群體集成眾多個(gè)體的選擇偏好，因此，在確知個(gè)體對(duì)方案選擇概率的基礎(chǔ)上，有必要針對(duì)群體如何集成個(gè)體對(duì)方案的選擇偏好進(jìn)行研究.

目前，有關(guān)群體決策的研究主要集中在基礎(chǔ)理論與技術(shù)方法層面.YU［2]在給定的決策空間上定義群體效用函數(shù)集，并以烏托邦為例研究群體決策的屬性，給出使群體決策缺陷最小的解決方案.SAH等［3]指出經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中個(gè)人判斷存在誤差，群體決策會(huì)減少個(gè)體判斷的誤差，其效果主要受組織架構(gòu)的影響.

盡管群體決策的理論相對(duì)比較成熟，但對(duì)溢油應(yīng)急處置方面的研究仍集中于個(gè)體層面.如張欣［4]曾定性分析船舶溢油應(yīng)急處置中個(gè)體決策的失誤，并用CREAM模型測(cè)算人誤致因與人誤二者間的相關(guān)性.

為此，本文首先對(duì)船舶溢油應(yīng)急處置所涉及的群體選擇組成要素進(jìn)行形式化描述，在此基礎(chǔ)上，以事故報(bào)告、溢油先期處理、現(xiàn)場(chǎng)查看、應(yīng)急計(jì)劃啟動(dòng)和清污方法制定等決策事件為對(duì)象，運(yùn)用群體決策理論對(duì)船舶溢油應(yīng)急處置的選擇偏好進(jìn)行分析，并就如何提高群體決策水平提出相應(yīng)的措施.

1 船舶溢油應(yīng)急處置群體選擇的形式化描述

船舶溢油應(yīng)急處置群體選擇由事件D，群體構(gòu)成N，方案e和決策規(guī)則f等4個(gè)要素組成.

(1)事件D.船舶溢油應(yīng)急處置所涉及的決策事件用D={D1，D2，D3，D4，D5}描述，其中Di(i=1，2，3，4，5)表示第 i個(gè)事件.

(2)群體構(gòu)成N.船舶溢油應(yīng)急處置涉及15個(gè)個(gè)體，N={n1，n2，…，nj，…，n15}，這些個(gè)體又分別構(gòu)成6 個(gè)群體{N1，N2，…，Nq，…，N6}，其中 nj(j=1，2，…，15)表示第 j個(gè)個(gè)體，Nq(q=1，2，… ，6)表示第q個(gè)群體.

(3)決策方案e.對(duì)于決策事件D1和D3，存在唯一正確方案，記為e11和e31;對(duì)于其他決策事件Di，存在若干方案，eim記為與Di相關(guān)的第m個(gè)方案.

(4)決策規(guī)則f.可分為同質(zhì)委員會(huì)、非同質(zhì)委員會(huì)和層級(jí)模型等3類.同質(zhì)委員會(huì)和非同質(zhì)委員會(huì)規(guī)則以“投票達(dá)到k票通過方案(k為方案通過票數(shù))”的方式作出決策，層級(jí)規(guī)則以“最高層確定方案”方式作出決策.［5-6]

根據(jù)2000年《中國海上船舶溢油應(yīng)急計(jì)劃》［7]，船舶溢油應(yīng)急處置中涉及的決策事件和對(duì)應(yīng)方案見表1.

表1 事件和對(duì)應(yīng)方案

應(yīng)急處置群體由下列決策人構(gòu)成:船長(zhǎng)(n1)，輪機(jī)長(zhǎng)(n2)，大副(n3)，船公司代理(n4)，應(yīng)急值班人員(n5)，指揮中心人員(n6)，轄區(qū)應(yīng)急總指揮(n7)，轄區(qū)應(yīng)急副總指揮(n8)，局級(jí)應(yīng)急總指揮(n9)，局級(jí)應(yīng)急副總指揮(n10)，現(xiàn)場(chǎng)總指揮(n11)，現(xiàn)場(chǎng)副總指揮(n12)，專家(設(shè)為 n13，n14，n15).

2 群體選擇偏好分析

2.1 假定

對(duì)有唯一正確方案的事件Di(i=1，3):若個(gè)體nj執(zhí)行正確方案，記為g(nj)=ei1，nj執(zhí)行正確方案ei1的概率記為P(g(nj)=ei1);群體Nq對(duì)個(gè)體執(zhí)行方案的概率集成記為P(f(Nq)=ei1)，在k票規(guī)則下的概率記為P(k)(f(Nq)=ei1).

對(duì)其他有若干決策方案的事件Di(i=2，4，5):若個(gè)體nj選擇某方案，則記為g(nj)=eim，nj選擇eim的概率記為P(g(nj)=eim);群體Nq對(duì)個(gè)體選擇某方案的概率集成記為P(f(Nq)=eim)，在k票規(guī)則下的概率記為P(k)(f(Nq)=eim).

2.2 事故報(bào)告選擇偏好

按規(guī)定，發(fā)生溢油后必須進(jìn)行事故報(bào)告，即采用同質(zhì)或非同質(zhì)委員會(huì)模型進(jìn)行選擇時(shí)，k=0;但若k=0，則無法明確決策主體.因此，必須針對(duì)k>0時(shí)的選擇偏好情況展開分析.

2.2.1 基于同質(zhì)委員會(huì)的分析

(1)基本公式.設(shè)群體為 N1={n1，n2，n3，n4}，決策事件為事故報(bào)告(D1)，采用同質(zhì)委員會(huì)和k票規(guī)則.令P(g(nj)=e11)=p1，則群體N1選擇e11的概率為

當(dāng)k=1～4時(shí)，N1同質(zhì)群體選擇偏好見表2.

表2 N1同質(zhì)群體選擇偏好

(2)分析.令 p1在［0，1]內(nèi)變化，可得 k值不同時(shí)的事故報(bào)告概率，見圖1.由圖1可知:隨著k值的減少，執(zhí)行事故報(bào)告方案的概率增加;隨著決策個(gè)體nj執(zhí)行事故報(bào)告方案的概率p1增大，群體N1報(bào)告事故的概率增加;當(dāng)采用1票規(guī)則，或2票規(guī)則且p1>0.24，或3票規(guī)則且p1>0.78時(shí)，群體進(jìn)行事故報(bào)告的概率會(huì)高出船長(zhǎng)獨(dú)自決策的概率.因此，為及時(shí)、準(zhǔn)確地報(bào)告事故，在實(shí)踐中可設(shè)置k=1票規(guī)則，即船長(zhǎng)、輪機(jī)長(zhǎng)、大副和代理中的任一人有權(quán)最終作出事故報(bào)告.此外，若能提升船長(zhǎng)等報(bào)告事故的偏好，也能使事故的報(bào)告更及時(shí)、準(zhǔn)確.

圖1 p1變化的事故報(bào)告概率

2.2.2 基于非同質(zhì)委員會(huì)的分析

(1)基本公式.由于船長(zhǎng)是首要決策者，事故報(bào)告決策事件D1也可采用非同質(zhì)委員會(huì)模型.為不失一般性，設(shè){n2，n3，n4}擁有 1 票，n1擁有的票數(shù)分別為 1～5票，k=3.令 P(g(n1)=e11)=p2，P(g(nj)=e11)=p3(j=2，3，4)，則群體執(zhí)行事故報(bào)告方案的概率P(f(N1)=e11)見表3.

表3 N1非同質(zhì)群體選擇偏好

(2)個(gè)體權(quán)重與方案執(zhí)行關(guān)系分析.個(gè)體權(quán)重可用個(gè)體分配的票數(shù)表示.設(shè)船長(zhǎng)分配票數(shù)分別為1～5票，其他個(gè)體均為1票，則對(duì)應(yīng)p2=0.4(p3=0.6)，p2=0.5(p3=0.5)，p2=0.6(p3=0.4)和 p2=0.7(p3=0.3)等4種情況下，得到N1執(zhí)行方案e11的概率，見圖2.

圖2 k變化的事故報(bào)告概率

由圖2可知，當(dāng)k≥3時(shí)，執(zhí)行事故報(bào)告方案的概率不隨票數(shù)的增加而變化，說明當(dāng)船長(zhǎng)的權(quán)重高于某個(gè)數(shù)值時(shí)，決策結(jié)果不受他人影響.

(3)個(gè)體概率與方案執(zhí)行關(guān)系分析.分別令p2=0.2，0.4，0.6，0.8 和 1，當(dāng) k=4，p3∈(0，1)時(shí)，執(zhí)行事故報(bào)告方案f(N1)=e11的概率見圖3.

圖3 p3變化的事故報(bào)告概率

分別令 p3=0.2，0.4，0.6，0.8 和 1，當(dāng) k=4，p2∈(0，1)時(shí)，執(zhí)行事故報(bào)告方案f(N1)=e11的概率偏好見圖4.

圖4 p2變化的事故報(bào)告概率

由圖3和4可知，隨著個(gè)體事故報(bào)告偏好的提高，群體執(zhí)行事故報(bào)告的概率也提高，其中船長(zhǎng)的影響高于其他人.

2.3 溢油先期處置選擇偏好

(1)一般公式.設(shè)群體為N2={n1，n2，n3}，決策事件為船舶溢油先期處置D2，決策規(guī)則采用層級(jí)模型.［8]首先，大副和輪機(jī)長(zhǎng)提出處置方案提交給船長(zhǎng)，設(shè) V(n1)=1，V(n2)=0，V(n3)=0，V(n1，n2)=1，V(n1，n3)=1，V(n2，n3)=1，V(n1，n2，n3)=1，其中V(nj)=1和V(nj)=0分別表示當(dāng)nj選擇某方案時(shí)，此方案被通過和未被通過.根據(jù)慣例，有P(g(n1)=e2m|g(n2)=e2m，P(g(n3)=e2m)=1;另采用 SHARPLEY［9]指數(shù)計(jì)算，得 P(g(n1)=e2m|g(n2)=e2m)和 P(g(n1)=e2m|g(n3)=e2m)均為1/3.令不同決策人選擇溢油事故先期處理方案e2m的概率為大副P(g(n2)=e2m)=p4，輪機(jī)長(zhǎng)P(g(n3)=e2m)=p5，船長(zhǎng) P(g(n1)=e2m)=p6，得群體選擇先期處置方案e2m的概率

(2)分析.設(shè) p4=p5，且分別取 0.2，0.4，0.6，0.8和1，當(dāng)p6∈(0，1)時(shí)，選擇某先期處置方案 e2m的概率見圖5.

圖5 p6變化方案的通過概率

設(shè) p6分別取 0.2，0.4，0.6，0.8 和 1，p4=p5，當(dāng)p4∈(0，1)時(shí)，選擇先期處置方案e2m的概率見圖6.

圖6 p4變化方案的通過概率

由圖5可知，若輪機(jī)長(zhǎng)和大副均選擇某種先期溢油處置方案時(shí)，該方案通過;若輪機(jī)長(zhǎng)和大副選擇某方案的概率較低時(shí)，該方案最終通過的概率主要受船長(zhǎng)偏好的影響.由圖6可知，若船長(zhǎng)傾向于選擇某方案，而輪機(jī)長(zhǎng)和大副拒絕此方案，則方案通過的概率較高，但低于船長(zhǎng)的個(gè)體偏好;若輪機(jī)長(zhǎng)和大副都傾向于選擇某方案，則該方案的最終通過將不受船長(zhǎng)個(gè)體偏好的影響.

3 模型擴(kuò)展

以上對(duì)事故報(bào)告和先期處理2類事件的群體決策進(jìn)行建模和分析，基于同樣原理，可給出船舶溢油應(yīng)急的其他3個(gè)主要決策事件的方案選擇偏好，見表4.

表4 群體選擇偏好

4 結(jié)束語

本文利用同質(zhì)委員會(huì)、非同質(zhì)委員會(huì)和層級(jí)模型等決策規(guī)則，給出船舶溢油應(yīng)急處置中主要決策事件的群體選擇偏好，研究表明:

(1)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案，對(duì)于溢油事故報(bào)告事件，必須選擇向海事部門報(bào)告的方案;對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)查看事件，必須選擇趕赴現(xiàn)場(chǎng)的方案.因此，對(duì)于類似具有明確規(guī)定的決策可采用委員會(huì)模型和1票規(guī)則，從而保證該方案的準(zhǔn)確和及時(shí)實(shí)施.

(2)對(duì)于需根據(jù)具體情境而采取特定方案的決策事件，可采用層級(jí)模型，并賦予最終決策者較大的權(quán)重因子.一方面可減少個(gè)體決策的誤差，另一方面既可在決策者偏好不一致時(shí)平衡各方的偏好，也可在決策者偏好一致時(shí)疊加決策者的偏好.

［1]中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.中國環(huán)境狀況公報(bào)［EB/OL].(2009-12-20)［2009-12-25].http://www.zhb.gov.cn/plan/zkgb.

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