沿岸通航密集區(qū)航行風險識別、評估和控制

欒法敏

(青島遠洋船員職業(yè)學院，山東 青島 266071)

沿岸通航密集區(qū)航行風險識別、評估和控制

欒法敏

(青島遠洋船員職業(yè)學院，山東 青島 266071)

為保證船舶在沿岸通航密集區(qū)安全航行，需對航行風險進行識別、評估和控制。結(jié)合多年航海實踐，對航行風險進行識別；利用模糊評價的相關(guān)理論，建立風險評估的數(shù)學模型，對引發(fā)航行風險的因素進行綜合評估，確定風險等級和引發(fā)風險的最主要因素。在風險識別和評估的基礎(chǔ)上，采取針對性措施，以有效控制風險、確保安全。經(jīng)實例驗證，該方法對保障船舶航行安全具有一定的指導意義。

水路運輸；沿岸通航密集區(qū)；風險識別；評估和控制

沿岸通航密集區(qū)的海事事故發(fā)生率較高[1]，船舶在該區(qū)域航行存在較大風險。為保證船舶在沿岸通航密集區(qū)安全航行，需對引發(fā)航行風險的諸多因素進行科學合理的綜合評估；針對評估結(jié)果，采取合理有效的防范措施，使航行風險得到降低或控制。[2]結(jié)合多年工作以及對船長進行適任評估的經(jīng)驗，總結(jié)一種可對沿岸通航密集區(qū)航行風險進行識別、評估和控制的方法，期望對降低和控制船舶在沿岸通航密集區(qū)的航行風險起到一定的指導作用。

1 沿岸通航密集區(qū)特點

根據(jù)中國海事局組織編寫的教材《航海學》[3]，沿岸通航密集區(qū)主要有以下特點：

1. 航線離岸近，附近航行危險物、障礙物較多，水深有時較淺。

2. 沿岸海區(qū)水流復雜，受潮流影響較大。

3. 來往船只和各類漁船比較密集，航行和避讓都有較大困難。

4. 船舶回旋余地較小，遇到緊迫局面時，船舶操縱困難。

5. 可供定位與導航的物標較多，船位的確定比較容易。

6. 海區(qū)內(nèi)海圖、航路指南和潮汐表等航海資料比較完備，有利于駕駛員全面、深入了解所經(jīng)海區(qū)內(nèi)的水文氣象、助航設(shè)施、航海危險物、推薦航線和航法等信息。

7. 沿岸許多擁擠水道都實行了分道通航制，旨在簡化船舶匯集水域內(nèi)交通流的形式，分割相反的交通流，盡可能地降低船舶間的避碰危險。

2 風險識別

根據(jù)沿岸通航密集區(qū)的特點，分析船舶在沿岸通航密集區(qū)航行時容易造成的風險：

1. 離岸近、障礙物多、水深較淺等給船舶帶來的潛在風險是容易造成擱淺。

2. 水流復雜、潮流影響大會對船舶的操縱帶來困難，存在偏離航線的風險。

3. 漁船密集會給船舶的避讓帶來困難，存在觸碰漁船的風險。

4. 回旋余地小會給船舶的操縱和避讓帶來困難，存在觸碰交會船、周圍浮標或養(yǎng)殖區(qū)的風險。

5. 物標較多對陸標定位有幫助，但太多的話容易產(chǎn)生誤識物標的風險。

通過分析不難發(fā)現(xiàn)，在沿岸通航密集區(qū)航行主要存在誤識物標、偏航、觸碰浮標、觸碰養(yǎng)殖區(qū)、擱淺觸礁、觸碰漁船、觸碰貨船等風險。

3 風險評估

3.1評估指標確立

將上述主要風險作為風險評估一級指標，將引起這些風險的因素作為風險評估的二級指標(見表1)。

表1 評估指標

3.2建立因素集和評價集

3.2.1因素集

因素集U為影響判斷對象的各個因素組成的集合，即U={u1，u2，u3,…,un}，其中ui(i=1，2，3,…，n)為影響因素。根據(jù)確定的評估指標，得到因素集為U={u1，u2，u3，u4，u5,u6,u7}，其中u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7分別為誤識物標、偏航、觸碰浮標、觸碰養(yǎng)殖區(qū)、擱淺觸礁、觸碰漁船、觸碰貨船。

3.2.2評價集

評價集v={v1,v2,v3,v4,v5}={-2，-1,0，1，2}，其中vj(i=1,2,3,…,n)為評價因素，用-2，-1，0，1，2作為評價模糊數(shù)進行模糊計算。其中，-2表示危險程度最小，-1表示危險程度較小，0表示危險程度一般，1表示危險程度較大，2表示危險程度最大。

3.3確定各指標隸屬度

確定隸屬度的方法有模糊統(tǒng)計法、例證法、專家經(jīng)驗法、二元對比排序法等[5-7]，此處在專家經(jīng)驗的基礎(chǔ)上采用模糊統(tǒng)計法確定各個指標的隸屬度，即

(1)

式(1)中：rij為ui相對于vj的隸屬度。

隸屬度的確定是風險評估中的基石，如在求取評估指標“擱淺觸礁”的隸屬度時，應(yīng)先分別求取二級評估指標“離孤立危險物距離”和“計劃航線附近水深”的隸屬度，二者的平均值就是評估指標“擱淺觸礁”的隸屬度。譬如，某航區(qū)離計劃航線0.5 n mile附近有1個孤立危險物，0.7 n mile處有1個，1.2 n mile附近有1個，1.5 n mile附近有2個，根據(jù)孤立危險物的距離和數(shù)量填寫表2，并做歸一化處理，算出二級指標“離孤立危險物距離”的隸屬度；同樣，根據(jù)一定標準求出“計劃航線附近水深”的隸屬度(見表3)；二者的平均值即為“擱淺觸礁”的隸屬度(見表4)。根據(jù)實際航次通過不同的通航密集區(qū)同樣可完成其他6個評估指標隸屬度的計算。

表2 與孤立危險物距離隸屬度的舉例

表3 計劃航線附近水深隸屬度的舉例

表4 擱淺觸礁隸屬度的舉例

3.4權(quán)重確定

上述因素集中的7個評估指標對總的風險程度的影響是不一樣的，需要從數(shù)值上進行量化，確定各個指標的權(quán)重。權(quán)重的確定方法有很多種，主要有層次分析法、直接定權(quán)法、環(huán)比構(gòu)權(quán)法和頻數(shù)統(tǒng)計法。此處采用層次分析法，通過走訪山東海事局船舶交通管理系統(tǒng)(Vessel Traffic Services，VTS)的資深船長，得出表5的評估指標比較判斷矩陣。

表6 平均隨機一致性指標RI

通過對判斷矩陣的一致性檢驗，其所對應(yīng)的特征向量為

W=(W1,W2，…，W7)T=(0.047 5,0.060 7,

0.099 0,0.192 0,0.291 8,0.474 8,0.798 0)T

經(jīng)過歸一化處理后，各個指標的相對權(quán)重分別為

W=(W1,W2，…，W7)T=(0.024 2,0.031,0.050 4,

0.097 8,0.148 6,0.241 7,0.406 3)T

即評估指標誤識物標、偏航、觸碰浮標、觸碰養(yǎng)殖區(qū)、擱淺觸礁、觸碰漁船、觸碰貨船的相對權(quán)重分別為2.42%，3.1%，5.04%，9.78%，14.86%，24.17%，40.63%。

3.5評價過程

3.5.1風險級別評估取權(quán)重向量

W=(W1,W2，…，W7)T=(0.024 2,0.031,0.050 4,0.097 8,0.148 6,0.241 7,0.406 3)T，B=W·R是對風險級別的評估，這里是一種模糊關(guān)系合成，也稱為模糊變換。得到評價向量B后再利用最大隸屬法則進行反模糊化，得到對風險級別的評估。

3.5.2求取引發(fā)風險的最主要因素

在對危險程度進行評估的基礎(chǔ)上，根據(jù)每個風險評價指標的權(quán)重、隸屬度和評級模糊數(shù)求取加權(quán)模糊指數(shù)D=W·R·V，加權(quán)模糊指數(shù)大者為引起航行風險的最主要因素。

4 風險控制

船長可根據(jù)本船本航次的實際情況，針對風險評估的等級和引發(fā)航行風險的最主要因素采取應(yīng)對措施，將船舶在沿岸通航密集區(qū)的航行風險降到最低，確保船舶安全航行。

5 實例驗證

某船從天津開往青島，根據(jù)該航次的計劃航線，對青島港附近的通航密集區(qū)進行風險識別、評估和控制。結(jié)合該航區(qū)的特點，首先對航行中可能遇到的風險因素進行識別；然后根據(jù)識別的風險因素進行風險評估，得到航經(jīng)該區(qū)域的風險等級和造成風險的主要因素和次要因素；最后根據(jù)評估結(jié)果，進一步采取預防和控制風險的措施，將風險降到最低。

5.1風險識別

根據(jù)青島港附近實際情況，進行航行風險評估。

1) 穿過小公島附近的報告線后，航區(qū)周圍物標眾多，有誤識物標的風險。

2) 在團島嘴附近，因水流較大，有偏航的風險。

3) 駛過青島港1號浮后，航區(qū)周圍浮標較多，有觸碰浮標的風險。

4) 在9號浮附近有養(yǎng)殖區(qū)，離航道較近，航經(jīng)此處有偏航觸碰養(yǎng)殖區(qū)的風險。

5) 馬蹄礁附近水深較淺，航經(jīng)此處有觸礁和擱淺的風險。

6) 經(jīng)常有小漁船穿插航道，有觸碰漁船的風險。

7) 青島港進出貨船較多，航經(jīng)該區(qū)域有觸碰其他貨船的風險。

5.2風險評估

根據(jù)模糊評價法，對青島港附近沿岸通航密集區(qū)的航行風險進行綜合評估。

5.2.1隸屬度

根據(jù)航行安全評價標準，對風險評價指標進行隸屬度的確定和統(tǒng)計(見表7)。

表7 隸屬度統(tǒng)計結(jié)果

構(gòu)建隸屬度矩陣：

權(quán)重向量依據(jù)于判斷矩陣得出的結(jié)果為

W=(W1,W2，…，W7)T=(0.024 2,0.031 0,0.050 4,0.097 8,0.148 6,0.241 7,0.406 3)T

5.2.2模糊評價法風險評估

計算評價向量

B=W·R=[0.048 72，0.214 09，

0.362 38，0.249 60，0.125 21]

根據(jù)最大隸屬度原則，對本航次航經(jīng)青島港附近通航密集區(qū)的風險評價是危險程度一般。

5.2.3確定最主要的風險因素

通過求取每個風險指標的模糊指數(shù)，比較確定引發(fā)風險的最主要因素。

(1) 誤識物標的模糊指數(shù)為

B1=0.024 2[0.2×(-2)+0.25×(-1)+

0.25×0+0.2×1+0.1×2]=-0.006 1

(2) 偏航的模糊指數(shù)為

B2=0.031[0.0×(-2)+0.2×(-1)+

0.45×0+0.25×1+0.1×2]=0.007 8

(3) 觸碰浮標的模糊指數(shù)為

B3=0.050 4[0.1×(-2)+0.2×(-1)+

0.25×0+0.35×1+0.1×2]=0.007 6

(4) 觸碰養(yǎng)殖區(qū)的模糊指數(shù)為

B4=0.097 8[0.15×(-2)+0.2×(-1)+

0.35×0+0.15×1+0.15×2]=-0.004 9

(5) 擱淺觸礁的模糊指數(shù)為

B5=0.148 6[0.0×(-2)+0.15×(-1)+

0.30×0+0.45×1+0.1×2]=0.074 3

(6) 觸碰漁船的模糊指數(shù)為

B6=0.241 7[0.1×(-2)+0.2×(-1)+

0.45×0+0.15×1+0.1×2]=-0.012 1

(7) 觸碰貨船的模糊指數(shù)為

B7=0.406 3[0.0×(-2)+0.25×(-1)+

0.35×0+0.25×1+0.15×2]=0.121 9

由計算結(jié)果可以看出，觸碰貨船的模糊指數(shù)最大，即本航次航經(jīng)青島港附近沿岸通航密集區(qū)時引發(fā)航行風險的最主要因素是船舶碰撞。以往的事故統(tǒng)計表明，在青島港附近航行，船舶碰撞出現(xiàn)的概率遠大于其他事故，說明評估結(jié)果與實際是吻合的。

5.2.4控制風險的措施

雖然航行風險的評估等級為一般，但是船長需對引發(fā)航行風險的最主要因素“船舶碰撞”引起重視；應(yīng)采取多安排值班人員進行瞭望、開啟雷達、備車航行、采用安全航速等一切有效措施來避讓船舶[10]，將風險降到最低。

6 結(jié) 語

對沿岸通航密集區(qū)船舶的風險進行識別、評估和控制是一項抽象和較難量化的工作，通常做法是依靠船長的主觀判斷，有一定的局限性和片面性。本文借助模糊評價法對沿岸通航密集區(qū)的風險進行細分和量化，從而評估出風險等級并確認最主要的風險因素，進一步根據(jù)評估結(jié)果采取針對性措施，降低或控制航行風險，確保船舶安全。該方法可對船長和駕駛員有效控制航行風險起到一定的指導作用。

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Identification,AssessmentandControlofNavigationalRisksinCoastalandCongestedWaters

LUANFamin

(Qingdao Ocean Shipping Mariners College, Qingdao 266071, China)

In order to ensure navigation safety of ships in coastal and congested waters, it is necessary to identify and assess navigation risks, and control or weaken them. With the experience of navigation at sea, an evaluation index system and the risk evaluation model are established by fuzzy comprehensive evaluation theory. The degrees of risks are assessed, and the influencing factors of major risks are determined. The countermeasures are suggested. Actual applications prove that the proposed model is effective in improving navigational safety.

waterway transportation; coastal and congested navigational waters; risk identification; assessment and control

2014-04-30

欒法敏(1969—)，男，山東高密人，副教授，船長，主要從事航海技術(shù)研究和航海技術(shù)教學。E-mail: 13953270761@163.com

1000-4653(2014)03-0080-05

U676.1

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