摘 要

我国的海岸线和内河航道漫长，航运业的健康发展能促进我国内外贸易的发展，对于我国的经济发展和人民生活水平的提高发挥着巨大的作用。随着我国船舶总吨位的增加和货运能力的增强，一系列的安全问题也接踵而来。如何投入安全资源、如何分配安全资源，使企业既可以避免投入不足而带来的事故损失，又可以避免过量投入而造成的资源浪费，是值得企业管理者关注和探究的一个问题。

理论上随着安全投入的增加，企业的安全水平会无限升高，然而由于企业的盈利性，安全资源不可能无限制的投入，因而找到一个最合适的安全投入点，使得安全成本最小化是本文研究的重点。

本文通过构建以安全成本最小化为目标函数、以事故经济总损失不超过K值为约束条件的非线性优化模型，通过对模型的求解找到企业的最优安全投入总量和各分项的安全投入量。

为了验证模型的实用性，根据某Q公司历年的相关统计数据，在具体构建模型时，首先构建安全投入与安全事故损失相关的安全事故损失模型，通过Eviews软件的回归拟合得到事故经济损失与各项安全投入的函数关系。然后构建非线性安全投入优化模型，通过Lingo软件对非线性安全投入优化模型进行求解，从而得到该企业在事故经济损失不超过K值的前提下，最优的安全投入总量和各分项安全投入量，验证了模型的可靠性。

关键词：航运安全；安全投入；事故损失；非线性优化；

Abstract

China's coastline and inland waterways are long. The healthy development of shipping industry can promote the development of domestic and foreign trade and play a huge role in China's economic development and the improvement of people's living standards. With the increase of China's total tonnage of ships and the enhancement of cargo transportation capacity, a series of safety issues have also followed. How to invest safety resources and how to allocate safety resources so that enterprises can not only avoid accident losses caused by insufficient input, but also avoid waste of resources caused by excessive input is a problem worthy of attention and exploration by enterprise managers.

Theoretically, with the increase of safety input, the safety level of enterprises will increase indefinitely. However, due to the profitability of enterprises, safety resources cannot be invested indefinitely. Therefore, finding the most suitable safety input and minimizing the safety cost are the focus of this paper.

In this paper, by constructing a nonlinear optimization model with the objective function of minimizing the safety cost and the constraint condition that the total economic loss of the accident does not exceed K value, the optimal total safety input of the enterprise and the safety input of each sub-item are found through solving.

In order to verify the practicability of the model, according to the relevant statistical data of a Q company over the years, during the construction of the specific model, firstly, a safety accident loss model related to safety input and safety accident loss is constructed, and the functional relationship between accident economic loss and various safety inputs is obtained through regression fitting of Eviews software. Then, a nonlinear safety input optimization model is constructed, and the nonlinear safety input optimization model is solved by Lingo software, thus obtaining the optimal total safety input and each sub-item safety input under the premise that the economic loss of the accident does not exceed K value, and verifying the reliability of the model.

Key Words：shipping safety; Safety input; Accident loss ; Nonlinear optimization;

目 录

第1章 绪论 ……………………………………………………………………………………….1

1.1 选题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3研究内容和技术路线 2

1.3.1 研究内容 2

1.3.2 技术路线 3

第2章 航运企业安全投入及效益的基本理论 ………………………………….........................4

2.1 安全投入相关理论 4

2.1.1安全投入的概念 4

2.1.2安全投入的特性 4

2.1.3 影响航运企业安全投入的因素 5

2.2安全效益的概念与特性 6

2.2.1安全效益的概念 6

2.2.2安全效益的特性 6

第3章 航运生产安全分析 ……………………………………………………………………….8

3.1内河航运安全影响因素分析 8

3.1.1船员因素 8

3.1.2船舶因素 9

3.1.3环境因素 10

3.1.4管理因素 10

3.2 航运业安全生产及投入现状 11

3.2.1 航运业安全生产现状 11

3.2.2 现存问题 14

3.3 安全投入对航运企业安全影响分析 14

第4章 航运企业安全投入效益评价与优化研究 ……………………………………………...15

4.1 航运业安全投入及效益经济分析 15

4.2 航运企业安全投入产出分析 16

4.2.1 Cobb-Douglas生产模型 16

4.2.2 航运企业安全投入指标分析 16

4.2.3航运企业安全事故经济损失模型的建立 16

4.2.4 航运企业安全投入非线性优化模型的建立 17

4.3 案例分析 18

4.3.1 具体数据分析 18

4.3.2 建立非线性优化模型 18

4.3.3 模型的求解及分析 19

第5章 研究结论与展望 ………………………………………………………………………...22

5.1研究总结 22

5.2论文展望 22

参考文献 ………………………………………………………………………………………...24

致谢 ……………………………………………………………………………………………...26

绪论

1.1 选题背景及意义

改革开放四十年来，我国的经济发展迅速，取得了瞩目的成就，其中航运业的推动作用功不可没。在内河运输、沿海运输以及远洋运输上，航运业都有着不可替代的作用和广阔的发展空间。航运业是以船舶运输为经营项目的航运企业，具有成本高、风险大的特点。因此，航运安全对航运业的稳定发展非常重要。虽然安全事故的发生不能完全避免，但是一定的安全投入，可以在一定程度上减少船舶发生事故的危害，降低发生的概率，从而降低人员财产的损失。

长期以来，人们认为安全投入会增加企业的经营成本且没有直接的经济效益从而给企业造成负担，往往忽视了安全投入的重要性，对安全投入的量很少甚至没有。当发生重大事故、造成巨大的财产损失后才重新审视安全投入的重要性，这也就使得安全投入往往处于被动的局面。尽管有些企业对安全很重视，在安全投入上花费了大量的资源，虽然在预防事故的发生上取得了一定的效果，但也过量地增加了企业的生产经营成本，不利于企业盈利的最大化。

近几年我国航运业发展迅速，航运安全形势也有所好转， 但是频发的事故和巨额的财产损失告诉我们航运安全仍然是值得我们关注和研究的一个主题。

因为安全投入而带来的安全效益是间接隐蔽的，所以往往不能受到企业的重视。虽然有些企业很重视安全投入，但是经常会出现投入过多、投入决策不科学的问题，从而降低效益^[1]。本文将通过构建安全投入与安全事故损失相关的安全事故损失模型，从而构建以事故经济损失不超过K值，以安全成本^[2]最小化为目标的非线性优化模型。再通过软件Eviews7.0和软件Lingo11.0来对模型进行验证求解，从而得到最优的安全投入。

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国外研究现状

国外对于安全事故的研究主要经历了Heinrich（海因里希，1930）- Simonds（西蒙兹,1956）-Andreoni（安德列奥尼,1986）-HSE（英国卫生管理局，1994）为代表性的四个阶段。

1931年，美国安全工程师海因里希（H.W.Heinrich）^[3]将安全事故成本损失分为两大类：直接损失和间接损失，并通过一系列研究，得出两者的比例为1:4。1936年，他又提出了事故因果连锁理论，又称“多米诺骨牌”理论。西蒙兹^[4]在研究海因里希的方法后提出了不同的观点，并构建了平均值法。20世纪90年代，意大利学者Andreoni的《职业性事故与疾病的经济负担》对工业事故对经济造成的损害进行了研究。K.S.Son^[5]等人认为事故成本控制很重要并通过分析实际数据得出安全成本的控制范围。英国HSE的《工作事故的费用》表明，效益成功、运行良好的的企业往往安全水平高。Scott Farrow^[6]等人提出了边际效益应与边际成本相等的选择标准。Hyungjoon Yoon^[7]等人构建了相关的安全投资决策量化模型，以求将安全事故的发生控制在一定的范围内。

1.2.2 国内研究现状

20世纪90年代开始出现相关的研究成果。1993年,著名教授罗云^[4]编写的《安全经济学导论》出版。邓小林^[8]通过实地研究，绘制相关的曲线图，并得出安全投资的最优值。屈奎^[9]通过Cobb-Douglas 生产函数和灰色关联模型对安全投入与产出进行了优化。牟勇^[10]提出安全投资应将人的生命价值作为首要的考量因素。兰小童^[11]将安全支出分类，并创建了安全费用-效果关联模型，从而有效指导在有限的资源下取得最大的安全效益。周善华^[12]将安全效益分类，分别为间接经济效益、直接经济效益及潜在经济效益，通过直接间接的比值来计算安全效益。

尽管我国对安全投资的研究起步较晚，但是这些研究成果对我国进一步的研究和企业安全投资的决策起到了一定的参考和启发作用。

1.3研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

本文通过对参考文献与网上查阅资料的分析，以企业安全成本最小化为目标，求取最佳安全投入，进行了以下研究：

1. 介绍了安全投入和安全效益的概念、特点等相关理论以及航运企业安全投入的相关影响要素。
2. 分析了影响内河航运安全的几个因素，从而为确定安全投入的方向提供参考。
3. 介绍了我国航运业目前的安全生产现状及现存的问题
4. 根据安全效益随安全投入的变化的关系曲线，确定了最优安全投入点。
5. 构建基于Cobb-Douglas函数的安全事故经济损失模型，并建立了以安全成本 C最小化为目标函数、以事故经济损失不超过K为约束条件的多元非线性优化模型。
6. 结合某Q公司历年对安全投入的相关数据，利用软件Eviews7.0和软件Lingo11.0对模型求解，从而验证了模型的准确性。

1.3.2 技术路线

根据研究内容构建了本文的技术路线，如下图1.1所示。

图1.1 技术路线

航运企业安全投入及效益的基本理论

2.1 安全投入相关理论

2.1.1安全投入的概念

安全投入是企业在安全生产过程中的所有人力、物力和财力的投入总和。航运企业安全投入是指在安全教育培训、船舶设备的购置及维修、劳保用品、日常安全管理及事故预防救援等方面的投入等。即为企业创造一个正常的安全生产秩序和良好的作业环境，在航运作业过程中实现人、船、航道的和谐运行而在安全各方面的投入。

2.1.2安全投入的特性

企业以获得一定的经济效益为目的，航运企业的发展离不开合理的安全投入，因而了解安全投入的特性会对引导航运企业管理者如何进行安全投入决策，合理分配安全资源给予一定的帮助。安全投入具有以下几点特性：

1. 预防性

理论上经过合理的安全投入，任何事故都是可以通过相应的安全措施提前预防的。每一项安全投入都是为了企业生产的正常运行，防止生产事故的发生，营造一个安全的生产环境而预先采取的措施。

1. 针对性

航运企业安全生产管理包括许多内容，对他们平均使用安全费用是不现实的，更不能单凭主观经验来决定使用范围。为了保证安全投入的最大效果，企业需要根据自身的具体情况对现存的安全问题和安全隐患针对性的投入，这体现了安全投入的针对性。

1. 效益的潜在性

安全投入可以保障企业的安全生产，降低甚至消除事故发生的概率，有效的减少了以往事故发生的风险，从而表现出一种安全无事故的正面效应。这种正面效应使得安全投入真正的安全效益不易被发现。

1. 滞后性、同步性和超前性

根据分析比较企业安全技术与生产技术的关系，可以看出安全投入的这三种特性。当不能解决某种生产技术的安全问题时就不能做出对应的合理的安全投入，从而使得生产技术优先于安全突入，即安全投入具有滞后性。当科技水平发展到一定的程度时，安全技术与生产技术处于同一水平，两者结合可以发挥出最大的效益，从而表现出同步性。随着人类的科技水平和安全认识的提高，安全技术的发展已经成为生产技术的先决条件时，此时优先安全投入，从而表现出安全投入的超前性。

1. 技术性

安全技术是安全投入的重要内容，根据企业以往的实际经验，一个企业生产技术和科学技术的健康发展直接受到安全技术的影响，安全投入需以当代安全工程技术为基础。所以航运企业应建立以安全科学技术投入为主体的安全投入，从而提高企业的安全水平。

2.1.3 影响航运企业安全投入的因素

安全投入在航运生产过程中主要分为投入方向及投入规模两个方面。方向指相关部门投入的具体目标和意愿程度。投入规模指相关部门投入具体目标的实际能力。

影响航运企业安全投入方向的因素主要有：

1. 决策者的认知水平

航运企业决策者的认知水平不同，安全投入的方向也会受其影响而有所不同，根据以往的相关资料，企业决策者的决策水平会在很大程度上影响安全投入的方向。

1. 物资条件、技术水平的限制。

俗话说，巧妇难为无米之炊，如果一个企业没有充足的物资条件和先进的技术水平，即便知道安全投入的方向也会因为这些基础条件的限制而无法实现。

1. 信息收集和反馈的能力

航运企业如果能在安全生产过程中对某方面投入不足所表现出的负面信息及时地搜集并做出恰当地处理，就能及时地确定安全投入的方向。

影响航运企业安全投入规模的主要因素有：

1. 航运企业决策者的决心

决策者对投入重要性的认识会影响他的决心，而效益观是其中最重要的内容。不同的决策者对对同一目标的投入规模的决策会因对安全投入效益认识的不同而有所差异。

1. 出现安全问题的严重程度以及治理该安全问题的难易程度

一个企业出现安全问题的严重程度会影响该企业的相应安全投入的规模，同时，治理该问题的难易程度也将会影响该企业的安全投入规模。