基于主成分分析法的港口企业安全管理要素研究(1)

1、第11卷 第10期 中 国 水 运 Vol.11 No.10 2011年 10月 China Water Transport October 2011 基于主成分分析法的港口企业安全管理要素研究崔 迪，谢天生（交通运输部 水运科学研究院 安全与应急技术研究中心，北京 100088）摘 要：为了加强完善港口安全的有效管理，根据港口安全管理各因素重要性建立港口安全管理要素体系，探讨并运用主成分分析法针对港口安全影响因素评价指标体系进行要素分析。研究结果表明：危险作业场所安全管理及认可审查、安全生产监督管理体制及港口安全建设基础设施配备港是加强港口安全管理的有效要素。该研究得出影响港口安全

2、管理的主要矛盾因素，采取适当的有效管理措施，可以起到“事半功倍”的效果。 关键词：主成分分析法；港口企业；安全管理要素；指标体系；贡献率中图分类号：U698 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）10-0035-02一、引言港口是水陆运输的枢纽，是水运货物的集散地，是不同运输方式汇集的最大、最重要的节点，是国家和地区对外贸易的重要门户。港口安全生产对港口的经营、建设、发展、实现社会功能尤为显要。国家安全生产监督管理部门、交通主管部门也相继颁布法律条文来规范港口企业的安全管理。2004年1月1日开始实施中华人民共和国港口法。国家安全生产监督管理总局令2007年第16号令颁布规定

3、2008年2月1日起实施安全生产事故隐患排查治理暂行规定。国家安全生产监督管理总局令2006年第3号令颁布规定2006年3月1日起施行生产经营单位安全培训规定。我国学者也对港口安全管理进行了大量研究，褚家成研究港口安全管理评估量化研究1，孙国庆研究港口安全管理现状分析及对策研究2，朱建华博士研究“十二五”期间交通运输反恐怖防范工作 3。但是目前在国内系统研究港口安全理论或实践文章多数是从定性角度来分析研究，笔者应用多元统计分析原理中的主成分分析法研究港口企业安全管理，从定量角度种类及认可审查（A1）港口安全影响因素评价指标体系 安全素质及技能培训 设备管理港口道路交通安全管理（A2）安全管理港

4、口应急预案与响应（A3） 体制事故管理与纠正、预防措施（A4） 安全生产监督管理体制及安全投入（A5）加以分析港口企业安全管理系统，可为港口行政管理部门实施安全监管提供“量化分析”的科学手段。笔者的研究思想是分析港口安全管理系统特点1-3，并建立港口安全影响因素评价指标体系。该体系由三大分支组成：作业人员安全素质及技能培训（人的因素）、安全设施设备管理（物的因素）、安全管理体制（环境因素）。其中，安全管理体制主要分为：危险源识别及危险作业场所安全管理及认可审查，港口道路交通安全管理，港口应急预案与响应，事故管理与纠正、预防措施，安全生产监督管理体制及安全投入，消防及应急照明安全管理机制。安全设

5、施设备管理主要分为：港口安全建设基础设施配备，消防、照明等必要应急设施的配备。作业人员安全素质及技能培训主要分为：港口企业特种作业人员的素质与技能培训，职业安全健康管理，员工安全教育培训。目前，在港口及港航安全评价领域，已有很多针对安全管理风险给出较合理评价的方法，包括：层次分析法、神经网络分析、主成分分析法等。所有这些方法中以对评价指标权重的确定是一个重要环节。借助SPSS软件，用主成分分1-6表1 港口安全影响因素评价指标体系内容应定期进行危险源辨识与风险评价。危险作业场所、危险品库区应有警示标志、配备必要的检测。制定港区内道路交通安全管理实施规则，港区道路要有交通标志，并设置必要的交通信

6、号，进港车辆及流动机械应持有港口核发的进港证并及时进行年检。运输车辆的维修及保养。针对可能发生火灾、爆炸、毒物泄漏事故等生产场所制定重大事故应急预案，定期进行人员疏散演习及应急培训。建立事故统计、报告、调查、处理规定。及时总结经验教训，并通报全单位职工，及时采取有效预防措施。 明确安全生产监督管理，各负其责。对于高危场所及岗位要定期检查。对于不合格的地方，要及时予以整改。安全资金投入与规范使用。专职安全管理人员的配备。安全信息化的建设程度及安全作业实时监控与监管系统。企业管理层的安全态度。安全文化及企业自身的安全氛围。重大危险防范设施及设备配备到位，并设立设施设备清单及位置图。定期检查设备的安

7、全可靠性。特种设备要定期检查其安全性能。设备本质的安全度。从事港口企业特种作业（例如：门式起重机、轮胎起重机、塔式起重机、抓料机、叉车、岸桥、场桥、电工、焊工等特种作业人员）的人员上岗前接受相关作业的安全技术理论学习和实际操作训练；取得“特种作业操作证”后持证上岗，并按照定定期进行复审。建立、制定并实施港口企业工人职业健康档案、职业健康管理规定、职业病危害控制计划与方案。建立安全教育培训程序，实施培训计划，并定期审核。员工上岗前接受三级安全教育。港口企业在实施新的装卸工艺、新技术、新设备时，对员工进行有针对性的安全教育。港口企业责任人要接受安全教育培训，并取得安全管理合格证书。危险场所作业人员

8、需经过专业培训。对于不安全作业行为的干预。危险源识别及危险作业场所安全管理制定港区危险场所、危险化学品的装卸、仓储安全管理规定。港口机械本质安全度。作业场所的安全性。危险场所消防及应急照明安全管理机制（A6） 日常工作人员需要熟悉消防设施及应急照明的位置及使用方法。安全设施港口安全建设基础设施配备（B1）消防、照明等必要应急设施的配备（B2） 配备完善消防设施，定期对消防安全、应急照明等设施检查，并及时更新陈旧设备。 港口企业特种作业人员的素质与技能作业人员培训（C1）职业安全健康管理（C2） 员工安全教育培训（C3）收稿日期：2011-07-17作者简介：崔 迪（1978-），女，山东烟台人

9、，交通运输部水运科学研究院安全与应急技术研究中心助理研究员，博士，研究方向为港口重大危险源控制研究、港口安全管理、港口物流等。36 中 国 水 运 第11卷  析法（PCA）力求确定的权重更客观，更能反映各指标对评价结果的要求，并将其应用到港口及港航安全管理因素分析中，力图评价结果跟接近于实际。二、港口安全影响因素指标体系设计影响港口安全影响因素是多种多样的，笔者遵循安全系统科学原则来研究分析安全要素，并建立港口安全影响因素评价指标体系。在实际港口企业的安全管理工作中，我们要考虑很多安全因素。但指标太多，在较短时间内，也很难以抓住这么做的指标加以审核，能否选出其中的几个比较重要的指标

10、，可以刻画出该港口企业公司的往往需要我们抓住主要的安全核心要素加以评审。若能，选出的指标就是诸多安全检查指标的主成分。三、主成分分析模型与求解主成分分析法（PCA）4-6隶属多元统计分析技术，基本原理是通过测算各个指标在样本之间的相对差距，从众多影响因素中选取前几个关键因素进行综合评价和加权合成并排序，确定各个因素的权重，最后对整个系统分析、评价。主成分分析法的主要步骤如下：（1） 建立指标体系，并处理协方差矩阵及规范指标成分1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011低表示影响小。（1）根据五位专家打分，及正交设计实验方法理论计算协方差矩阵。0.6170.5110.8010.678=0.25

11、60.9980.7740.2850.1540.5860.755 0.3630.4850.5320.8030.7340.5340.4880.3260.7591.000（2）计算方差贡献率和累计方差贡献率，见表3。表3 主成分特征值及贡献率方差贡献率（%）累计方差贡献率（%）值：对于p维随机向量X，想选出少数常数向量ci，i=1,2,.,k。为了避免量纲对于主成分的影响，通常将随机变(XiEXi)X=X,X,.,X再求出X的量标准化，令Xi=，令(X)（3）由表3确定主成分为F，并计算主成分F因子负荷情况，并得到表达式。(12p)i主成分。计算指标数据矩阵S的协方差矩阵。将数据归一xijy化处理：

12、xij=，i=1,2,.,n；j=1,2,.,p；yij=ij，varxjvaryj五、结束语通过主成分分析法研究，F的累计贡献率达到0.97，足以体现港口安全建设提升的关键点。港口安全影响因素评价指标体系中安全管理体制方面中的诸多因素中的A1是港口安全管理建设的首要突破口，因素A5在港口安全管理体制中也需要给予足够的重视。港口安全影响因素评价指标体系中港安全设施设备管理方面的因素B1是港口安全建设的重点。口安全影响因素评价指标体系中作业人员安全素质及技能培训方面的因素C1和因素C3不容忽视。运用主成分分析法（PCA）对港口安全管理要素分析具有一定的应用价值。主成分分析法（PCA）分析港口安全

13、管理的主要要素可为港口安全管理工作提供分析依据。参考文献1 孙国庆港口安全管理现状分析及对策研究J中国安全科学学报，2005，15（07）：40-432 褚家成，俞维纫，许义港口安全管理评估量化研究J中国安全科学学报，2006，16（06）：71-783 朱建华对“十二五”期交通运输反恐怖防范工作的思考J水运科学研究，2010，2（06）：1-44 何晓群多元统计分析M北京：中国人民大学出版社，20045 张文霖主成分分析在SPSS中的操作应用J市场研究，2005（12）：31-346 方开泰实用多元统计分析M上海：华东师范大学出版社，1989i=1,2,.,n；j=1,2,.,q。计算随机向

14、量X=(X1,X2,.,Xp)的协方差矩阵的特征值（123.p>0），j对应的彼此正交单位特征向量为cj，则X为cj与X的内积和特征向量L（L1，L2，.,Ln）。的第j个主成分分表达式。由线性代数的知识可得第r个主成分，求得主成分F1，F2，.，Fn的方差贡献率及累计方差贡献率：ai=（2）计算贡献率：计算贡献率和累计贡献率，确定主成ri，ai=1ni=1。选出前m个最大的特征值对应主成分，使得累积贡献率大于70%-80%。（3）计算主成分的值：将原始数据代入方程中计算综合评价值进行比较分析，找出港口功能建设的关键因素。四、实例应用与结论依照上述综合评价指标体系，按照专家打分法设计打分表，并邀