常见风险分析方法研究

摘要：对目前常见的风险分析方法按定性方法、半定量方法和定量方法分别进行了分类，并分别就其基本原理、优缺点及其在突发事件风险评估中的适用性进行了概括和分析，为提出合适的突发事件公共卫生风险分析技术提供参考依据。

关键词：风险分析；突发事件；公共卫生

浙江省社会经济发展迅速，已接近发达地区水平，但是由于目前整个社会处于转型时期，社会形势多变，突发事件频发，公共卫生安全受到严重的冲击，已经在很大程度上影响到浙江社会的稳定和经济的可持续健康发展，对浙江人口素质和经济发展水平的提高具有很大阻碍。国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出[1]，将继续加大对人口与健康领域的支持力度。浙江省科技"十二五"规划中叶明确指出：在重大战略需求的核心和关键技术研究中，要把食品安全、公共卫生与重大疾病防治放在重要位置。

1风险分析的概念

风险评估是突发事件应急管理中的重要内容，是对突发事件的危害所产生或将产生不良效应的可能性和严重性的客观判断与分析，有助于及早识别公共卫生危害，提供卫生应急决策依据。风险评估包括三个步骤：风险识别、风险分析和风险评价。其中，风险分析是风险评估中的关键一环和核心内容[2]。

2风险分析方法

按分析目的、数据输入与结果输出类型的不同，可将风险分析技术分为定性、半定量及定量技术三大类。

2.1定性分析 定性分析是三类方法中原理与操作较简易，但无法给出定量结果的一类分析方法。

2.1.1失效模式与效应分析 失效模式与效应分析（failure mode effect analysis，FMEA）是一种以团队操作为基础的，系统性、前瞻性地识别失效模式和机制，预测其影响的技术。基本原理是以失效模式为起点，着眼于整个流程，对全部流程中可能存在的失效模式进行前瞻性地分析，通过对失效模式的严重度、发生率和可检度进行综合评估与指标的量化，明确高风险的失效模式，提出相应的解决策略和措施，从而实现减小风险或消除至可接受水平的目的[3]。该方法的优点是对潜在风险源进行辨识后可实现及时预防，消除危害后果的目的；另外，也可以对于单个风险源进行相对独立的分析。缺点是由于主要是以基于小组的模式开展评价工作，因此工作小组成员的知识和技术水平的高低会在一定程度上制约和影响评价结果的准确性和可靠性；失效模式是方法进行风险分析的基础，然而实际上难以认识全部的失效模式并开展评价；此外，失效模式与效应分析是基于流程的一个前瞻性分析，随着流程和具体步骤的增加，若开始分析时缺乏对流程的准确描述，则发生错误的可能性也相应增加。

2.1.2危险分析与关键控制点 危险分析与关键控制点（Hazard analysis and critical control point，HACCP）是一种系统的、前瞻性及预防性的技术，通过测量并监控那些应处于规定限制内的具体特征来确保产品质量、可靠性以及过程的安全性。HACCP最早主要用于对食品中微生物、化学和物理等危害进行安全控制，是作为控制食源性疾患最为有效的措施，也是国际上共同认可和接受的食品安全保证体系。现在已广泛应用到其他行业，诸如制药、化学、汽车等。以食品安全分析为例，其基本原理是系统分析整个食品供应链中的具体危害，明确控制措施，并通多对潜在危害进行风险控制，从而确保食品的安全[4]。优点在于其可通过对整个流程和关键点的控制，起到对风险危害的预防作用。缺点是只能对系统流程内的潜在风险源进行分析。

2.1.3危险与可操作性分析 危险与可操作性分析（Hazard and Operability Study，HAZOP）是一种综合性的风险识别过程，用于明确可能偏离预期绩效的偏差，并可评估偏离的危害度。最早使用于化工行业工艺过程的危险性分析。该方法以系统工程为基础，通过引导词和标准格式来寻找工艺过程中可能出现的一些偏差，辨识那些可能由于装置、设备等个别引发的潜在危险，从而根据其可能造成的影响大小制定相应对策[5]。优点是分析针对的是工艺流程等状态参数，具有较强的针对性。因而可以对人为因素引起的后果进行预测。缺点是主要依赖于工作小组会议讨论的人工分析方式进行风险分析，效率较低；分析时，若无合适的节点、参数和引导词，则无法较好地开展HAZOP风险分析。

2.2半定量分析 半定量分析技术结合了定性方法和定量方法的特点，输出以定量结果为主。

2.2.1保护层分析法 保护层分析法（the layer of protection analysis method，LOPA）是一种特殊事件树形式的风险分析方法，通过评估现有的保护层的可靠性，确定其消除或降低风险的能力[6]。其基本原理是构建保护层，通过对每一保护层的有效性进行分析，将所有保护层联合作用下的事故风险与风险可容忍标准比较，以确定是否有足够的保护层以防止意外事故的发生。优点是作为一种较为快速的半定量风险分析方法，能够有效评估潜在事故发生的频率，确认保护层的有效性，为合理制定和分类风险缩减措施提供科学依据。此外，该方法与HAZOP比较不过分依赖于分析人员的知识和经验，因此能相对客观合理地进行风险分析。缺点是该方法本身无法对潜在风险源进行辨识，也无法寻找事故场景，因此需结合其他方法进行。此外，该方法尚缺乏对人因、环境及管理等其他因素影响的分析。

2.2.2 FN曲线 一种利用FN曲线图进行风险分析的方法。其通过区域来表示风险，并可进行风险比较，可用于系统或过程设计以及现有系统的管理。如在评价地址灾害风险性时，FN曲线通过将地址灾害造成的死亡人数及其累计概率点以对数坐标系统表示，以此表达社会可接受风险的标准[7]。该方法的主要目的是表现事故规模的分布状况，利用事故后果（如伤亡人数）与事件发生的频率（即发生的可能性）绘制FN曲线图。从FN曲线图可以引出系统风险是否可容忍的判定标准。优点是考虑了风险分析中的事件后果与事件发生的可能性两大方面，结果简单明了，易理解和易操作。缺点是仅仅只考虑事件后果的严重性和事件发生的可能性两方面，而缺乏对人因、环境、管理等其他可能的影响因素的分析。此外，一般主要以死亡率等简单指标作为事件后果严重性的主要体现。

2.2.3模糊神经网络 模糊神经网络是一类自适应的模式识别技术，可通过自身的学习机制主动学习，利用现状信息，对来自不同状态的信息逐一进行训练而形成映射关系。而其中的模糊神经网络则是基于最大最小等简单运算来实现知识的模糊推理的神经网络[8]。作为一种多属性的评价方法，其隶属函数权重的设定存在一定的主观性，因此是一类定性和定量结合的风险分析方法。优点是有机结合了模糊理论和神经网络的各自优势，能够通过模拟人的经验来对风险进行推理和判断，实现定量化处理模糊信息的目的。且具备较高的容错性和模型表达力。缺点是模糊规则的设定、隶属函数的选择、网络结构的设计等完全依赖于建模者的经验知识和能力。

2.2.4 Bow-tie法 一种简单的图形描述方式，分析了风险从危险发展到后果的各类路径，并可审核风险控制措施。可将其视为分析事项起因的故障树和分析后果的事件树这两种方法的结合体[9]。作为一种结构化方法，其具备了可视化的特点，因此也便于交流和理解。Bow-tie图中心是最不希望发生的事件，左侧是成因（即故障树）及预防措施，右侧是可能的后果（即事件树）和减缓后果措施。也因图形形状被称为领结图或蝴蝶图。优点是该技术将风险辨识、风险分析、风险评估、风险控制和风险管理都在图形中完整的体现出来，具有广泛的适用性。此外，图形直观易理解。缺点是只能考虑环节事件的工作或失效两种状态，不能考虑多态间的假设推理关系。

2.3定量分析 定量分析方法对资料与资源的要求较高，输出以定量结果为主。

2.3.1时间序列分析 时间序列是按时间顺序排列的一系列被观测数据，因而其包含了系统结构特征及运行规律等潜在信息，可以通过对时间序列进行分析来认识系统的发展规律，从而实现对发展趋势的预测，及对系统重新设计和改造以使其按照新的结构运行等目的。而时间序列分析就是一种根据动态数据揭示系统动态结构和规律的统计方法。优点是可以依靠对历史数据的分析实现对后期变化趋势的预测。也可以进行两个指标见关联性的分析[10]。缺点是只是针对一个指标的时间序列进行分析，因此无法对综合风险进行分析和判断，需与其他风险分析方法结合使用。

2.3.2向量自回归模型 向量自回归模型（vector autoregressive model，VAR model）是一系列时间序列回归的集合[11]。某一时序的数据变化常常不是单因素的作用结果，是多重因素的共同作用结果。类型上有单变量向量自回归和多变量向量自回归模型。优点是时间序列只能分析一个指标，而VAR实际上是多个指标的融合，即可实现多元时间序列的分析，适用于对多种有相关关系的不同类别时序的模型计算。缺点是VAR模型对于原始数据的分布有严格要求，如必须是平稳时间序列数据，误差的条件均值为零，随机向量必须为遍历平稳过程，且不存在完全多重共线性等。模型分析和预测的准确定和可靠性受原始数据影响较大。此外，通常需与其他方法相结合使用，以规避方法本身的缺陷。

2.3.3信息扩散理论 信息扩散理论是一类模糊数学处理方法。其主要目的是通过对样本进行集值化处理，以弥补信息的不足，优化利用样本模糊信息。其基本原理是将一个只有一个观测值的样本变成一个模糊集，然后通过优化利用样本模糊信息来弥补小样本的信息不足问题，从而使信息最大化，得到小概率事件的致险程度，提高了系统的风险识别精度[12]。较常用的模型有正态扩散模型。优点是可操作性强，评价结果意义明确，适用于样本数据少而无法使用传统概率统计方法的情况。缺点是由于仅使用一类指标的单观测值进行模糊处理，因此对事件的风险分析不全面，未能综合考虑多种因素的共同影响，存在一定缺陷。需与其他风险分析方法综合使用。

2.3.4地理信息系统技术 地理信息系统技术（Geographic Information System，GIS）作为一种先进的技术手段和地理信息处理与分析工具，GIS技术在风险分析中也得到了越来越多的应用。其本身作为一个技术系统，以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供了多种空间和动态的地理信息，从而为与地理有关的研究和决策服务提供了计算机技术支持[13，14]。优点是作为一类决策支持系统，提高了数据提取和处理分析的效率。结果结合地理信息，在空间分析上具备很强的优势。缺点是作为一类辅助决策技术和展示技术，其使用还需与其他风险分析技术与方法相结合才有实际意义。

3突发事件风险分析

基于各方法的基本原理和优缺点等，半定量和定量分析方法在风险分析中的适用性普遍优于定性分析方法。而在可行性方面，定性分析方法相较于半定量和定量分析方法，对资源的需求最低，但在结果的不确定性程度上普遍高于半定量和定量分析方法。因此，各方法在突发事件风险分析的应用中均各自存在一定的局限和适用事件类型。如GIS在突发事件风险分析领域中的应用较广，均适合传染病、自然灾害和事故灾难的风险分析。除危险分析与关键控制点方法较适用于食物中毒与食品安全事件及职业病与职业危害的风险分析，时间序列和向量自回归模型较适合传染病风险分析外，其余方法均适用于事故灾难和自然灾害的风险分析。

综述，应根据突发事件的类型和目的，选取合适的分析方法对具体的突发事件进行风险分析。如是对事故灾难或自然灾难进行风险分析，则可依据所需资料高低和对输出结果的不确定要求的高低，选择合适的定性、半定量或定量分析方法。如是对食品生产流程进行风险分析，则可选择危险分析与关键控制点方法。若是对传染病进行风险分析，则也可根据对输入和输出的要求，选择如时间序列分析、向量自回归模型和GIS。

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院公报.国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）[S].2006（9）.

[2]24353-2009 GT：风险管理：原则与实施指南[S].中国国家标准化管理委员会，2009.

[3]Varzakas TH.Application of ISO22000，failure mode，and effect analysis（FMEA）cause and effect diagrams and pareto in conjunction with HACCP and risk assessment for processing of pastry products[J].Critical reviews in food science and nutrition，2011，51（8）：762-782.

[4]Kok MS.Application of food safety management systems（ISO 22000/HACCP）in the Turkish poultry industry：a comparison based on enterprise size[J].Journal of food protection，2009，72（10）：2221-2225.

[5]Dunjo J，Fthenakis V，Vilchez JA，et al.Hazard and operability（HAZOP）analysis.A literature review[J].Journal of hazardous materials，2010，173（1-3）：19-32.

[6]Gowland R.The accidental risk assessment methodology for industries（ARAMIS）/layer of protection analysis（LOPA）methodology：a step forward towards convergent practices in risk assessment[J].Journal of hazardousmaterials，2006，130（3）：307-310.

[7]陈伟，许强.地质灾害可接受风险水平研究[J].灾害学2012，27（1）：23-27.

[8]Ushida Y，Kato R，Niwa K，et binational risk factors of metabolic syndrome identified by fuzzy neural network analysis of health-check data[J].BMC medical informatics and decision making，2012，12：80.

[9]Mokhtari K，Ren J，Roberts C，Wang J.Application of a generic bow-tie based risk analysis framework on risk management of sea ports and offshore terminals[J].Journal of hazardous materials，2011，192（2）：465-475.

[10]Katsouyanni K，Touloumi G，Spix C，et al.Short-term effects of ambient sulphur dioxide and particulate matter on mortality in 12 European cities：results from time series data from the APHEA project.Air Pollution and Health：a European Approach[J].Bmj，1997，314（7095）：1658-1663.

[11]吕新业.基于向量自回归模型的中国食物安全预警.China's food security and early-warning system based on vector autoregression（VAR）model 2013，29（11）：286-292.

[12]金旭，廖善刚.基于信息扩散理论的福建省森林火灾风险评估[J].河南大学学报（自然科学版）2014（02）：190-195.

[13]Vu VH，Le XQ，Pham NH，Hens L.Application of GIS and modelling in health risk assessment for urban road mobility[J].Environmental science and pollution research international ，2013，20（8）：5138-5149.

[14]Romanelli A，Esquius KS，Massone HE，et al.GIS-based pollution hazard mapping and assessment framework of shallow lakes：southeastern Pampean lakes（Argentina）as a case study[J].Environmental monitoring and assessment，2013，185（8）：6943-6961.