本文是一篇物流管理论文，本论文在查阅国内外危险品运输风险评估的基础上，结合灰色关联分析法与层次分析法，构建了基于 Adam-BP 神经网络的风险评估模型；对简单 VRPTW 模型进行优化，构建了以运输系统成本最低、风险最小为目标的 HMVRPTW 模型。求解模型设计了对初始群体、交叉算子进行改进的 NSGA-Ⅱ算法，详细说明了算法的实现步骤以及流程，并通过 MATLAB 软件代码实现模型的求解，最后以 W 公司在武汉市的成品油二次配送为实例，验证了所提出模型的实用性和改进算法的有效性。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
根据《危险货物分类和品名编号》（GB6944-2012）中的《规章范本》规定，危险品（Hazardous Materials）通常来源于消费品和工业副产品，包括易燃、易爆、易腐蚀、易氧化、有毒、有害、传染性和放射性的物质，能够对周围的设施、人和动物、环境等造成危害，目前超过 3300 种物质属于危险品范畴。随着现代工业的高速发展，危险品作为工业加工原料或辅料的需求量及运输量也正在逐年递增。参考《2018-2024 年中国危险品运输市场运营态势与发展前景研究报告》[1]，近年来宏观经济已进入到新常态，而我国化工产业随着供给侧改革力度的加大面临着重大结构调整。化工产业布局的基本格局并未发生改变，石油、天然气等为基础的化工产业集群多分布在西部，输出产品的销售地和下游深加工企业则多集中在东部沿海。目前我国大约有 5000 多种化工原料产销分布不均，95%以上需要通过异地运输，“危险品物流”运输的紧俏正是由这种“产销分离”决定的。
危险品公路运输市场作为我国危险品物流行业中最大的细分市场，市场份额高达 26%。截止 2018 年我国危险品公路运输市场规模近年来保持快速增长，2018 年市场规模已经达到 3955 亿元，并预计到 2025 年我国危险品公路运输市场规模将达到 6310 亿元。依据国家统计总局的统计数据，我国每年危险品运输方式 80%以上是通过道路运输，每年通过道路运输危险货物的总量可达 3 亿吨，占公路年运输总量的 30%以上，运输车辆类型主要以罐车、厢式车为主，目前的危险品罐车规模达到了 18.76 万辆，占比已超过 50%。
由于危险品的特殊性质，其在储存、装载以及运输过程中都存在一定的危险性，相关立法、行政部门已经出台了包括《危险化学品安全管理条例》、《关于加强危险品运输安全监督管理的若干意见》、《道路危险货物运输管理规定》等在内的法律法规以规范危险品市场，减少在整个生命周期尤其是运输环节可能造成的危害。然而国内危险品生产或运输企业良莠不齐的管理水平，车辆技术状况的差异、从业人员素质以及复杂的道路环境等意外因素，都有可能导致危险品事故的发生，后果也十分惨烈。例如：2014 年 10 月 24 日，湖北省发生一起油罐车侧翻爆燃事故，事故造成 5 人死亡，3 人受伤。2015 年 8 月 12 日，天津滨海新区瑞海公司危险化学品仓库发生爆炸，遇难者人数高达 158，直接经济损失估算700 多亿。2015 年 8 月 29 日，杭州建德一辆装有 15 吨的硫酸废液运输车发生翻车事故，直接导致 2 人死亡，同时 15 吨硫酸废液流入了农田。2017 年 1 月，19 吨己二胺运输车在杭州湾跨海大桥发生泄漏事故，所幸交管部门的应急措施对场面达到了控制，无人员伤亡，否则后果不堪设想。2018 年 8 月 30 日，云南禄丰县一油罐车侧翻 30 多吨汽油泄露。2019 年 3 月 21 日，江苏省盐城市响水县陈家港镇的天嘉宜化工有限公司发生爆炸事故，方圆二十公里内环境污染严重，64 人死亡[2]。可见危险品物流需要规范化的管理，尤其是在生产、仓储和运输过程中，需要保持潜在风险的可控性。
..................................
1.2 国内外研究综述
1.2.1 风险识别
在定性分析方面，Jung Yeol Hong，Yoon Hyuk Choi 等[3]首次对高速公路上危险品运输车辆的事故模式进行分析，将提取的数据按年份、事故原因、严重程度等进行分析，得出危险品运输车辆事故的碰撞模式和影响，提出了高速公路危险品运输车辆的系统管理和政策导向。蔡晓东[4]针对当前中小型危险品企业安全生产过程中的风险因素及管理进行分析和探讨，确定了企业管理水平、技术手段、人员素质、设施设备等重要影响因素。Victor M. Rayas，Marco A. Serrato[5]针对危险品闭环供应链提出了风险分析的框架，并分析了墨西哥的危险品供应链的背景。张博倩，吕淑然等[6]采用解释结构模型分析了危险品仓储系统的各个因素，并利用层次分析法对影响因素指标进行了排序。黄文成、帅斌等[7]提出一种基于改进工作分解结构-风险分解结构的风险识别方法，最后以锂电池运输为例进行有效验证。2019 年，他们又采用 N-K 模型对危险品铁路运输系统耦合风险的形成机理进行了研究，实例表明安全事故的发生取决于风险耦合值的大小[8]。
在定量结合方面，张冠湘、付余等[9]提取了 15 个影响危险品物流风险的因素，建立了危险品物流风险影响因素的解释结构模型，采用 MICMAC 分析法对影响因素进行分类，确定了相关法规政策制定是研究重点。Mieloszyk E， Milewska A[10]对危险品运输的安全性进行了分析，确定了影响是通过两种基本媒介传播：地面（特别是地面上的水）和空气，提出了描述灾害传播机制的动态系统，并通过各种算子方法进行了分析。种鹏云，帅斌[11]构建了危险品运输关联网络级联失效模型，表明提升服务网络参数快于物理网络参数，结论对危险品运输关联网络的风险识别具有一定的理论指导意义。Huang, JC 和 Qi, LY 等[12]采用了三维水动力模型计算危险品风险指标，用于评价近岸地区大型湖泊装载可溶性和保护性危险品的环境风险。
...................................
第 2 章 危险品道路运输风险因素识别研究
2.1 风险管理理论
2.1.1 概念
“风险”这个词汇最早在 17 世纪西班牙的航海术语中出现，指在航行过程中可能出现的触礁危险，反映了资本主义在早期商贸和航行活动的不确定因素[50]。尽管风险在不同领域的定义有着丰富的解释，但有两个基本特征保持不变：损失性和不确定性。风险具有客观存在性，与客观环境和人们对某件事发生的期望值相关，伴随着人们的生存和活动。风险管理是指在处于风险环境中，不断采取措施将风险减少至最低的管理过程，这些措施主要包括风险确定、度量、评估和应变。理想的风险管理会预先设定好处理的优先次序，优先处理引发危险事故概率和后果组合程度最高的事件[51]。
2.1.2 框架
根据《ISO31000 风险管理标准》2018 版，风险管理的原则、框架和流程可以概括为图 2-1 和图 2-2。左侧为风险管理的 7 条原则，指明了风险管理的目标特点，论述了风险管理工作开展的要求和方式等。中间为风险管理的框架，是开展风险管理的主体。风险管理框架贯穿于整个组织的各个层级，提供了基础和组织安排。该框架根据可将风险管理应用于实际，组织并减少风险，确保了风险管理的信息来源是准确的，并以该信息为基础制定明确各组织之间的责任关系。右侧为风险管理的基本流程，主循环为创建背景，依次经过风险辨识、风险分析、风险评价、风险处置，分别通过沟通协商和检测评估回到创建背景，周而复始。
风险管理理论框架有助于搭建风险分析的逻辑，根据图 2-2 所示的风险管理主循环，统计近三年的危险品道路运输事故发现可由 4M 要素战略理论，分别从人的风险致因（Men）、车辆的风险致因（Machine）、环境的不良影响（Medium）、管理不当（Management）挖掘出影响危险品运输风险的因素，并采取灰色关联分析法进行风险识别。风险识别的最终目的是风险处置，即根据风险评估结果选择最优路径驾驶。
图 2-1 风险管理的原则、框架与流程
.............................
2.2 运输风险分析
安监总局与中国危化品物流网的统计数据显示，2017 年 1 月 1 日至 2019 年12 月 31 日我国共有 967 起有记载的危险品道路运输事故。对这些事故统计进行分析以及数据分类有助于为后续的风险因素识别奠定基础，并在风险识别的基础上进行指标建立、风险评估、路径优化等一系列研究，是风险管理的重要内容，具有较强的现实意义。
2.2.1 风险因素
图 2-3 危险品道路运输事故风险因素
（1）人员风险因素
参见图 2-4 所示的驾驶员行驶过程的接收信息反馈流程，人员风险可分为合格性、稳定性、熟练性、负荷因子四大部分。
① 合格性
危险品货运的从业者必须经过专门业务培训，不仅要取得危险品运输从业资格证、押运证还需要掌握一定的化工知识，譬如货物比重、膨胀系数、闪燃点等。
② 稳定性
稳定性是指驾驶员在行驶过程中保持良好的精神面貌，以相对均匀的速度稳定行驶，避免超速行驶、酒后驾驶、驾驶差错等。
③ 熟练性
熟练性是指驾驶员具有较好的驾驶技能，其中驾驶危险品货物的从业者驾龄不得少于 5 年，员工必须熟悉相关的交通法律法规，熟悉各种危险品的分类以及储存注意事项，具有足够的预判风险能力，面对突发状况时积极应对。
....
