1 第二章 安全经济的基本理论 学习要点 安全经济的基本概念和术语 安全的基本属性 与安全有关的各种要素之间的数量关系 安全经济三个基本原理 第一节 安全经济的基本概念和术语 安全经济学的研究对象是安全经济关系及其作用和运行状况 概念和术语是人们理解和掌握一门学科理论和技术的基础和前提 经济经济就是遵循一定经济原则在任何情况下力求以最 小耗费取得最大效益的一切活动 效率指生产要素的投入与产品的质量和数量之比即劳动 消耗与成果之比 经济效率指经济系统输出的经济能量和经济物质与输入的 经济能量和经济物质之比较 效益通常指经济效益它泛指事物对社会产生的效果及利 益 效果指劳动或活动实际产出与期望或应有产出的比较 效用是指消费者从商品或劳务的使用中所获得的满足程 度 边际效用是某种物品消费量增加1单位所引起的总效用的 变化量 机会成本是做出一项决策时所放弃的其它可供选择的最好 用途 经济学是研究生产消耗以及完成生产消费交换与分 配形式和条件的科学 2 安全指消除能导致人员伤害疾病或死亡能引起设备或 财产的破坏和损失能危害环境的条件 安全成本是指实现安全所消耗的人力物力和财力的总和 安全投资安全活动是以一定的人力物力财力为前提的 安全收益产出安全收益具有广泛的意义它等于安全 的产出 安全效益安全效益是安全收益与安全投入的比较 第二节 安全的基本属性 在安全科学上安全是指人物之间具有和谐并存的关系安 全的三要素是人物人与物的关系为了进一步认识和讨论安 全在安全经济学上的价值和含义下面讨论安全的基本属性 一安全的不确定性 事故是由意外事件引起的危险和紧急的状态它具有意外性 事故是安全管理的对象它的特征决定了安全的特征即不确定性 二安全的相对性 安全的相对性是指免除风险或危险和损失的相对状态和程 度 三安全的极向性 所谓安全的极向性有如下三层含义 安全科学的研究对象事故危害是一种零无穷大 事件或称稀少事件Rare Events 描述安全特征的两个参量安全性与危害性具有互补关 系人类从事的安全活动总是希望以最小的投入获得最大 安全 四安全实现的有限性 安全实现的有限性就是指避免事故或危害有限性 五安全是公共产品是一种特殊商品 安全是属于社会秩序对人财产技术功能和环境的保 3 护之类的无形产品政府社会或者企业则是这类无形产品的 主要生产者这类产品属于典型的公共产品人们对这种产 品也是要进行生产供给和消费的因而它是一种特殊商品 六安全的人本性 人既是实现安全的核心和主体又是事故灾害的受害者和重要 的致因方面安全人本性的主要含义可以分别从实现安全事故致 因和事故损伤对象这三个方面说明 第三节 与安全有关的各种要素之间的数量关系 在理解了安全的基本属性之后为了获得最大化的安全利益 保证最小化的事故损失就有必要探讨总结与安全有关的各种要素 之间的数量关系 一安全经济的效益规律 本章一开始就已说明安全效益与安全的投入与产出有关这 里安全产出用安全功能体现安全投入用安全成本体现 一安全功能分析 第一种功能称为拾遗补缺可利用损失函数L S来表达 L S =L exp l S +L 0 2-1 l 0 L 0 L 0 0 第二种功能称为本质增益用增值函数I S表示 I S =I exp i S 2-2 I 0 i 0 上两式中L l I i L 0 均为统计常数 其变量之间的变化关系具体见图2-1所示 以上两种基本功能构成安全的总体经济功能可用安全功能 函数F S来表达 4 F S I S [ L S ] I S L S 2-3 如图2-2所示反映了安全功能函数的变量间关系 二安全效益规律初步分析 安全功能函数反映了安全系统输出状况安全性要求越高需 要成本越大从理论上讲要达到100%的安全所需投入趋于无穷 大由此可推出安全的成本函数C S C S =Cexp[c 1 S ] C 0 2-4 C>0 c>0 C 0 <0 安全成本曲线见图2-3 从图中可以看出在S 0 点附近能取 得最佳安全效益 F S函数与C S函数之差就是安全效益用安全效益函数 E S来表达E S曲线见图2-4 在S 0 点E S取得最大值 E S =F S C S 2-5 价值或 费用 I S I S F L S S 安全性 安全性 0 100% 0 S L S 100% L S 图2-1 安全减损与增值函数 图2-2 安全功能函数 价值或 价值或 费用 费用 b F 2 F(S) F 1 C(S) F(S) E(S) C 2 C 1 S u 安全性 C(S) S 0 S L S 0 S S 0 S 0 + S 100% 0 a S 1 S 0 S 2 100% S S 5 安全的发展必须以人类科学技术水平和经济能力为基础但人 类的这两种能力是有限的因此进行各种安全活动时就必须讲求 其经济效益和效率即需要研究安全经济效益规律 (三)安全效益规律的类型 安全经济效益的类型及其规律性1内部经济效益和外部经 济效益2直接经济效益和间接经济效益3社会的经济效益 和企业的经济效益 二安全经济的利益规律 经济利益的驱动不仅是当代社会各种现象产生的重要因素是 事故灾害发生的重要致因之一而且是未来社会发展的原动力对 安全功能的分析可以得知安全具有增益和减损的双重功能因此 如何辩证地认识安全的经济利益对人类安全的驱动以及利益和资源 占有对人类安全的驱动和影响规律至关重要下面对益差驱动原理 导向驱动原理和前景原理进行讨论介绍 一益差驱动原理 安全需要是一种人类具有的内在动机和基本需要经济利益是 人类自身的生存之本和发展之基尽可能多的获取经济收益和尽可 能少的付出代价通常是各种经济组织和社会成员考虑问题实施行 动的基本出发点 二价值观导向驱动原理 一个国家或一个企业都不能盲目的追求经济利益而忽视安全 要树立可持续发展等正确的价值观要认识到安全的经济利益是人 类追求的根本目标的重要构成部分是人类生产的驱动力 三前景原理 前景理论表明在面对安全与风险的选择时人们的行为不但受 6 到利益的驱动而且还受到多种心理因素对未来前景期望的影 响因此利用这种在不确定条件下的利益规律可以改变人们对事 故发生几率情况的陈旧的侥幸想法寻求科学安全的激励方法 四安全利益规律的层次关系和利益周期 安全经济利益从空间上分析有如下三个层次关系国家或社 会为代表的所有者利益企业为代表的经营者利益个人为代表的 个体利益 安全经济利益从时间上分析一般经历负担期或称投资无 利期微利期持续强利期利益萎缩期无利 期失效期的层次循环如图2-5所示 三安全供给与需求的规律 一安全的需求分析 安全的需求量用安全度描述与其价格之间的关系可用安全 的需求函数表示当所有其它影响安全需求的因素不变时安全产 品需求量与其价格之间的关系可用一元需求函数表示 φ λαθ ? = )( s d s 2-6 式中 d s θ是安全度安全产品的需求量 s λ是安全产品 的价格α和φ是参数安全的需求曲线可用图2-6表示 二安全的供给分析 安全的供给量用安全度描述与其价格之间的关系也可用 安全的供给函数表示安全产品的供给量与其价格之间的关系可用 一元供给函数表示 ? λβθ )( s s s = 2-7 安全 利益 图2-5 安全经济利益周期 I II III IV V时间t 7 式中 s s θ是安全度安全产品的供给量 s λ是安全产品的价格 β和?是参数 安全的供给曲线可用图2-7表示 在安全产品市场上当 d s θ = s s θ时就实现了均衡即均衡的安 全产品价格为 * s λ安全度为 * s θ在这种情况下企业的安全投入为 * s λ * s θ见图2-8 三安全需求与供给的弹性分析 对不同的企业来说所面临的事故风险程度是不同的如石油 化工煤炭等行业属事故高发行业高风险行业而文教卫生等 行业属事故低发行业低风险行业 对高风险行业而言高风险行业的安全需求缺乏弹性如图2- 9所示 对低风险行业而言低风险行业的安全需求富有弹性如图2- s λ * s λ * s θ 1 s θ 图2-8 安全产品的市场均衡 图2-6 安全需求函数 图2-7 安全供给函数 1 d s θ 1 s s θ s λ s λ 8 10所示 当 * sh θ = * sl θ时 * sh λ > * sl λ即高风险行业的安全度与低风险行业 的安全度相同时高风险行业的均衡价格比低风险行业的均衡价格 高高风险行业比低风险行业所需的安全投入大 认知的安全需求的减少与供给的降低将会引起安全水平下降 基于安全的需求与供给分析安全需求的减少与供给的降低见图2- 11图2-12 安全需求的减少与安全供给的降低共同作用如图2-13所示 新的均衡安全度为 1 s θ 1 s θ < 0 s θ均衡价格为 1 S λ 1 S λ < 0 S λ这表明 认知的安全需求减少则安全投入下降安全水平降低 s λ s λ * sh λ * sl λ * sh θ 1 s θ * sl θ 1 s θ 图2-9 高风险行业的安全平衡 图2-10 低风险行业的安全平衡 s λ s λ 0 S S 0 S D 1 S S 1 S D 1 s θ 1 s θ 图2-11 安全效益的滞后性导致 图2-12 违章引起安全成本降低 安全需求曲线下移 导致安全供给曲线下移 s λ 0 S λ 1 S λ 1 s θ 0 s θ 1 s θ 图2-13 需求与供给减少导致安全度降低 9 四事故控制的博弈规律 一博弈论简介 博弈论game theory是关于利益冲突的数学模型和分析构架 “博弈game一词是指某些个人或组织作出相互有影响的决策 1928年冯·诺曼首次证明了博弈论的基本定理即每个矩阵博弈 都能通过引进混合策略而被严格决定从而宣告了现代博弈论的正 式诞生博弈论是描述和分析人类理性行为的最恰当工具博弈论 的主要目的是建议参与者在冲突情况中采用何种最适宜的行为博 弈论已被用来解决广大领域内的各种问题如经济和商业中的一些 问题军事方面的战术和后勤国际和国内政治社会政策等问题 以下则是建立于博弈论之上的事故防治方面的分析和讨论与博弈 论传统分析相比表现出发人深省的洞察力和准确明了的特点 二事故预防不安全行为的成本收益数学模化分析 为了有效地预防事故提高企业的安全水平必须对事故即 不安全进行一些经济分析 1.违章的收益 违章人可从违章中得到很多好处或称为效用 2.违章的成本 违章的成本包括3个方面实施成本是指违章人员实施违 章活动所发生的直接成本实施违章的机会成本惩罚成本 指违章人员违章或产生事故所形成的成本 3.违章的决策 一般而言违章人员只在预期总收益大于预期总成本 时才会决定实施违章即 ENR=ETR-ETC 2-8 式中ENR是预期违章净收益expect net revenue ETR是预期总 收益expect total revenue ETC是预期总成本expect total cost 10 预期总收益是违章者在违章中所获得的总效用故保持安全 防范事故的重点一是通过教育培训宣传提高收入等方式减 少违章的总收益二是加大违章成本显然预期的惩罚成本是一 个概率问题对违章者而言是风险问题则提高惩处率和加大惩罚 成本是保证安全产品供需平衡的关键因素预期的惩罚成 本 pPCOCICCE ×++=)( 2-9 式中IC是违章实施成本OC是违章机会成本PC是惩罚成本p 是惩处率 根据式2-8 2-9显然可以得出以下结论 a.如果 const.)( =BE且)(CE , 则 )(PBE b.如果 )(CE 则 )(PBE 0 c.如果 const.=p且 PC则 )(CE , )(PBE 以上)(PBE是预期违章惩罚)(BE是预期安全报酬)(CE是预期违 章成本 (三)煤矿事故的委托—代理数学模型与分析企业与政府 政府与企业的关系是一种典型的委托人—代理人关系在数学 模型化分析中企业领导属于代理人而政府属于委托人 通过对代理人和委托人的数学模化分析利用效用函数分析可 得出一系列总效用模型从而得出有效地结论说明在政府完善安 全监督困难的情况下为保证企业有一定的安全水平一要提高事 故赔偿金二要给予企业管理者足够的安全奖金三要提高惩处率 (四)违章的博弈论数学分析模型企业管理者与员工 事实上任何事故预防都是人与自然或人之间的博弈 过程事故预防中充满了博弈现象企业管理者与员工就存在着博 弈关系可以得出这样的结论当维持安全状态的复杂性加大即 维持安全的成本上升时最优监督水平亦提高安全奖励报酬下降 同时随着违章率的增加最优监督水平随之提高监督成本增加 违章产生事故的概率降低 11 五事故预防及违章控制的建议与措施 事故预防作为人类一项复杂的基本活动其中涉及大量的委托 代理关系和博弈现象从上述分析中我们可以得到了如下结论 1要保证企业的必要安全投入含安全知识人才等提 高安全管理水平推行科学的安全激励机制和方法 2 提高安全监督工作效率加强国家对安全工作与安全管 理的监督 3 通过提高立法和执法水平加大对重大恶性事故责任者 的惩罚力度 4提高对违章三违的惩处率加强安全责任管理落 实安全管理措施 5加强对员工的安全培训教育提高其安全意识安全防 护水平 6提高员工队伍的文化水平培育其良好的安全价值观改 善其安全意识和安全自律意识并合理提高其经济收入水平 7建立并依靠第三方权威评估认证机构以矿山安全为例 可组织全国范围的矿井整体性安全分类评估对不符合安全水平等 级要求的矿井限期令其整改仍不符合要求者予以停产关井 第四节 安全经济的三个基本原理 本节将探讨介绍用于安全投资合理性评价的安全成本的优化 分析安全经济投入优化原理和安全的效用原理 一安全成本的优化分析 (一)安全成本准确分析的意义 安全的经济特性若用货币来衡量则可以说成是企业生产的某 产品之安全成本没有安全成本的概念也就不存在安全经济的概念 也就无从深刻理解和揭示煤矿事故的频繁重复发生因而安全成本 的细化分析具有重要意义 煤矿安全成本是煤矿安全经济分析的基础是理解和认识煤矿 12 安全领域中理性人行为保障安全的重要概念煤矿安全成本狭义 上是指为了保证或提高生产作业的安全水平所消耗的支出广 义上还应有改善作业环境抢险救灾人道赔偿等事故损失本节 以煤矿为例说明提高煤矿经济和社会效益有着重要的现实意义 二煤矿安全成本构成分析及投资对策 在煤矿生产煤炭的同时煤矿的通风安全等技术部门与全体员工一 起还在设法生产着另一种无形产品安全煤矿安全这一公 共消费品从生产到消费一般经过5个阶段见图2-14 1煤矿安全成本的定义 所谓煤矿安全成本是指为了保证或提高煤矿生产的安全水平 改善安全作业条件减灾救灾等所支出的一切费用包含人与物两 方面的费用包括预防安全成本(A)检鉴安全成本(B)危险源整 改安全成本(C)和损失安全成本(D)安全成本也称安全总成本用M 表示 2煤矿安全成本构成分析 现在来分析安全成本的构成由上述可知 M A B C D 2-10 1预防安全成本占安全总成本的比率即 %100×= M A J A 2-11 J A 100意味着A M即事故造成的损失趋近于零D 0 2检鉴安全成本占安全总成本的比率即 %100×= M B J B 2-12 预防阶段 检鉴阶段 整改阶段 安全产生效益 不安全损失 图2-14 煤矿安全形成过程 消费阶段 13 3整改安全成本占安全总成本的比率即 %100×= M C J C 2-13 4损失安全成本占安全总成本的比率即 %100×= M D J D 2-14 通过比率J X 分析并与煤矿历年的同期投资水平安全效果相 比较可以了解煤矿在安全管理及投入方面的薄弱环节找出保障 最低安全资源配置降低安全成本提高安全效益的途径同时 可有针对性地加强某项安全成本投入以保障或提高煤矿安全生产 水平从而实现安全效益 3安全成本构成诸要素之间的相互关系及安全投资对策 安全成本构成要素之间有着密切的联系其中任何一个在量上 的变化都可能引起其它要素的波动引起安全成本或安全水平的变 化 通过对四者之间关系的分析可以得出A B C是主动预防 性支出D是被动支出A+B+C越小D越大即D是主动预防性 支出的减函数就A B C相比A B是主动性支出 C是被动性 支出注重增加主动的预防性安全投入合理地增加检鉴安全投入 和危险源整改安全投入进行完善安全成本的合理构成使之成为 最优化的组合对于防止事故发生降低安全总成本提高安全于 经济效益有着举足轻重的作用 二安全经济投入优化原理 安全经济投入的优化准则有两种一是安全经济消耗最低二 是安全经济效益最大 一安全经济投入最低消耗原理 安全涉及两种经济消耗事故损失和安全成本这里仅包含安 全上主动性的支出两者之和表明了人类的安全经济负担总量用 安全负担函数B S的规律见图2-15安全经济最优化的一个目标 是使B S取最小值由图2-21可看出在S 0 处有B min 14 二安全投资最大效益原理 安全效益函数E S表达了安全效益的规律由图2-4可看出 S 0 点处有E max 此时的 S 0 点可由下式求得 dE S dS 0 2-15 由此可作如下分析 1在a b两个点处无安全效益说明安全性较低或较高 系统总体效益均不高 2根据最大效益原理可将安全性取值划分为3个范围 见图2-4 S<S 1 投入小但损失大综合效益差需要改善 安全技术提高效益S在S 1 S 2 之间接近S 0 点有较好的安全 综合效益是优选范围S>S 2 虽然损失小但安全成本高综 合效益也较差需要在力求保持安全性的前提下降低成本改善 综合效益 三安全经济投入的合理评价 1机会成本评价法 机会成本是做出一项决策时所放弃地其它可供选择的最好用 途安全的稀缺性决定了选择选择的原则是最优化而衡量最优 化的标准是机会成本 为了实现避免或减少事故损失的目标人们就必须付出一定的 经济代价但这种代价是否会肯定避免或减少相应的事故损失又取 决于多种因素尤其是事故本身在很多情况下我们亟待解决的 安全性 C(S) B(S) B 0 价值或 费用 0 S 0 100% 图2-15 安全负担函数 L(S) 15 事情是要进行选择因此可以运用机会成本法进行比较 2功能效益成本评价法 基于价值工程原理安全投资项目的合理性和有效性也可用投 资方案的功能成本比或效益成本比来评价评价 模型如下 SIRD j = P i L i R i /C j 2-16 式中SIRD j 第j种方案安全投资合理度 P i 投资系统中第i种危险的发生概率 L i 投资系统中第i种危险的最大损失后果 R i 投资后对第i种危险的消除程度 C j 第j种方案的安全工程总投资 式中P i L i R i 表示安全投资后的总效果其中P i L i 是系统危险 度分母C j 表示安全投资 鉴于不同的投资方案具有不同的安全效果和投资量从而具有 不同的投资合理度于是依据SIRD值的大小可选出最优方案实 现方案优选 三安全的效用原理 一效用与安全效用 1效用的基本概念 效用(Utility)原意是指消费某种物品或劳务时所带来的满足程 度在现代效用理论中效用实质上就是价值的定量表述 2边际效用递减规律 效用理论中的一个重要规律边际效用递减即每增加一个 供给消费单位它所能给人们消费者带来的满足程度会 逐步递减 3安全效用 安全的价值或效用是不容置疑的因为安全是人们企业或国 家的一种需要可以说安全本身就是价值安全是相对的所以 16 安全的价值具有比较特性安全的价值是客观的虽然安全的社 会效用精神效用难于量化但是安全的经济效用是可度量的 安全领域的效用评价是一个很复杂的问题效用是安全决策的 基本准则它不但与决策者所处的社会经济地位及整个社会经济 情况和需要有关而且还与决策者本人的品格素质心理状态等 主观因素有关 二效用的性质 根据数学家冯诺曼的新效用理论效用有如下性质 1相对性效用值的尺度是任意选择的也就是说效用值为 零的起点可任意选定其尺度单位也可任意选择 2传递性如有三种后果C 1 C 2 和C 3 则有如下关系 如U(C 1 )=U(C 2 ) U(C 2 )=U(C 3 )则U(C 1 )=U(C 3 ) 如U(C 1 )>U(C 2 ) U(C 2 )>U(C 3 )则U(C 1 )>U(C 3 ) 3不相容性如果决策者会获得两种结果C 1 和C 2 这两种 结果对决策者的效用只能是下列三种情况之一不可能两个以上兼 而有之 C 1 之效用大于C 2 即U(C 1 )>U(C 2 ) C 1 之效用等于C 2 即U(C 1 )=U(C 2 ) C 1 之效用小于C 2 即U(C 1 )<U(C 2 ) 上述式子中U(C i )称为C i 的效用函数 4等价性一个随机事件的效用可等价于一个确定性事件的 效用 三效用的度量 效用是一种内在的主观上的偏好和评价是一种无量纲尺度 相对尺度即根据效用来进行方案优劣的判断和选择 1基数效用 基数效用理论认为效用也象其他物质一样可以计算出大小值 来其计量单位是相对的和抽象的并且是可以比较的这里效用可 以用基数来衡量用于计算效用值的大小的单位称为效用单位计 17 算出来的效用称为基数效用(Cardonal Utility) 2序数效用 序数效用理论认为效用不能用基数来衡量只能用序数来衡 量而且效用在不同的个人之间是不能进行比较的仅仅是根据偏 好程度排列的次序概念认为效用无法直接用效用单位计量只能 按大小给予先后的排列顺序称为序数效用(Ordinal Utility)分析 法主张用无差异效用曲线作为决策的工具 安全经济效用的概念它是指企业安全投入对于安全利益相关 方的要求和愿望的满足程度若评价者或决策者能忠实代表安全利 益相关方的利益则其满足的程度越大效用越大若没有获得满 足则效用为零本节将举例进行具体说明 本 章 小 结 安全作为人类的一种基本需要是与社会的经济状况密切相关 的是上升发展的安全具有不确定性相对性极向性人本性 和实现的有限性等特性同时安全也是一种特殊的公共品对它 的效益和利益以及消费需求与满足供给特别是事故违章控 制方面有着特殊的规律性通过对安全成本安全投资的优化分 析及考察可满足人类对安全最优化效用的追求这些规律和原 理的深入揭示有待于跨经济学安全科学及管理学等多学科的相互 交叉渗透性综合研究的发展安全经济的基本理论就是分析研究如 何用社会有限的投入去实现对人类尽可能高的安全水准