引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究

汪競峰　周品江+劉通

摘 要：以引航員登離輪水域?yàn)檠芯繉ο螅到y(tǒng)分析引航員登離輪水域選址需考慮的各方面因素，重點(diǎn)分析引航員登離輪作業(yè)及引航過程的安全風(fēng)險(xiǎn)，對引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行辨識，在此基礎(chǔ)上建立基于云模型的引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，對引航員登離輪水域的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評價(jià)。

關(guān)鍵詞：引航員登離輪水域 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 云模型

Abstract：Taking pilot boarding&disembarking waters as the object of study. By analyzing every factor that should be concerned， the paper has emphasized the security risk and obtained its identification of risk factors， then found up the risk assessment method of pilot boarding&disembarking waters based on cloud model and taken quantitative evaluation for it.

Key words：pilot boarding water， risk assessment，cloud model

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法一般分為定性、定量、定性與定量相結(jié)合三類，在海上通航風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方面多采用定性與定量相結(jié)合的方法，常用的方法有層次分析法、模糊綜合評價(jià)法、事故樹理論、事件數(shù)理論、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)法等。

李德毅院士在基于概率論和模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上提出的云模型，把空間實(shí)體的模糊性和隨機(jī)性集成到一起，減少了人工的干預(yù)，在一定程度上克服了以上方法的局限性，能夠較好地實(shí)現(xiàn)定性概念與定量之間的不確定轉(zhuǎn)換，為定性與定量相結(jié)合的信息處理提供了有力工具。基于云模型，以青島港為例，對案例海港的引航員登離輪水域進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，為沿海港口引航員登離輪水域的選址設(shè)置提供相關(guān)理論依據(jù)及應(yīng)用參考。

云模型基本理論

1、云的定義

設(shè)U是一個(gè)用精確數(shù)值表示的定量論域，C是U上的定性概念，若定量值x∈U，且x是定性概念C的一次隨機(jī)實(shí)現(xiàn)，x對C的確定度μ（x）∈[0，1]是有穩(wěn)定傾向的隨機(jī)數(shù)μ：U→[0，1]，x→μ（x），則在論域U上的分布稱為云，每一個(gè)x稱為一個(gè)云滴。

云滴是對定性概念的定量描述，云滴的產(chǎn)生過程表示定性概念和定量值的不確定性映射，每個(gè)云滴的確定度反映了模糊性，且云滴本身也是一個(gè)隨機(jī)值。云是用語言值表示的某個(gè)定性概念與其定量表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型，由云滴組成，云滴越多，越能反映這個(gè)定性概念的整體特征。

云的數(shù)字特征用期望Ex、熵En、超熵He三個(gè)數(shù)值來表征如圖1所示。

2、云發(fā)生器

云發(fā)生器是指生成云滴的算法或硬件。包含正向云、逆向云、X條件云和Y條件云發(fā)生器。正向正態(tài)云發(fā)生器是某個(gè)定性的語言描述概念同定量數(shù)值表示之間相互轉(zhuǎn)化不確定性的模

型，是由定性到定量的關(guān)系映射，具有前向直接的特點(diǎn)。

正向正態(tài)云發(fā)生器算法：

輸入：參數(shù)（Ex，En，He），生成云滴的個(gè)數(shù)n。

輸出：n個(gè)云滴drop（xi，yi），i=1，2，3，…，n。

（1）生成以Ex為期望值，En為方差的正態(tài)隨機(jī)數(shù)x；

（2）生成以En為期望值，He為方差的正態(tài)隨機(jī)數(shù)En；

（3）計(jì)算 y=exp[-（x- Ex）2/2（En） 2]；

（4）組合（x，y），形成一個(gè)云滴；

重復(fù)（1）～（4），直至生成所需n個(gè)云滴。

引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)云模型的構(gòu)建

1、風(fēng)險(xiǎn)識別

引航安全包括引航員登輪過程的安全性及引航過程的安全性，在引航員執(zhí)行引航任務(wù)的全過程中，影響引航員人身安全的最主要環(huán)節(jié)是在登離輪的過程中，引航過程的安全也與登輪水域位置關(guān)系密切，因此登離輪水域的設(shè)定是否合理至關(guān)重要。通過分析引航員登離輪過程中各項(xiàng)關(guān)聯(lián)因素，總體上存在的風(fēng)險(xiǎn)因素如圖2所示。

2、評價(jià)指標(biāo)體系的建立與量化

為了引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，首先需建立評價(jià)指標(biāo)體系，評價(jià)指標(biāo)體系的各級評價(jià)因子可根據(jù)上文風(fēng)險(xiǎn)識別中

的風(fēng)險(xiǎn)因子確定，選取自然環(huán)境、水域環(huán)境、交通環(huán)境4個(gè)一級評價(jià)因子，9個(gè)二級評價(jià)因子，建立相應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)體系并確定各個(gè)評價(jià)因子的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用百分制，分5個(gè)區(qū)間，分別對應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高、較高、一般、較低、低5個(gè)評價(jià)等級，如表1所示。

3、評價(jià)因子權(quán)重確定

在評價(jià)過程中，各評價(jià)因子權(quán)重的確定對于評價(jià)結(jié)果起到?jīng)Q定性的作用。目前常用的評價(jià)因子權(quán)重確定方法主要層次分析法、專家評分法等。文中評價(jià)因子權(quán)重的確定采取專家詢問并結(jié)合層次分析法，根據(jù)不同專家引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識程度，給出各評價(jià)指標(biāo)之間的兩兩重要度對比，得到加權(quán)平均后的指標(biāo)權(quán)重，確定各級評價(jià)因子對引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重wi，wij，見表1：

4、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的概念云模型描述

利用正態(tài)云模型來描述已確定的引航員登離輪水域風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)評語集的5個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用百分制，分為5個(gè)區(qū)間。每個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的等級狀態(tài)都有對應(yīng)的評語取值范圍，具有上下界，形如[Cmin，Cmax]，利用正態(tài)云模型將其云化。云參數(shù)計(jì)算式為：

Ex=（Cmin+Cmax）/2

En=（Cmax-Cmin）/6

He=k

式中，k為常數(shù)，其大小可根據(jù)變量本身的穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)整。endprint