長江干線繁忙航段蕪湖段水上交通安全風險評價

張矢宇　朱月琴　閔　雪　李　卓

(武漢理工大學交通學院　武漢　430063)

長江干線繁忙航段蕪湖段水上交通安全風險評價

張矢宇朱月琴閔雪李卓

(武漢理工大學交通學院武漢430063)

摘要：系統、合理、操作性強的水上交通安全評價，是建立安全長效機制的一項重要基礎工作.以安全系統工程、安全經濟、水上交通運輸系統工程等理論為依據，針對長江干線蕪湖航段水上交通的特征，綜合考慮交通流、環境因素、事故后果三大因素，提出合理有效、操作性強的水上交通綜合安全評價方法——AREEAC評價法，構建基于AREEAC的長江干線繁忙航段水上交通安全風險綜合評價模型，并對蕪湖段進行實證研究，研究結果與實際情況大體相符，并根據安全風險評價結果提出相應風險控制對策.

關鍵詞：長江干線；蕪湖段；水上交通安全；風險評價

0引言

長江干線為中國最大的內河航運黃金水道.長江水上交通安全評價是長江水上交通安全監管的基礎，加大長江水上交通安全風險評價研究，并制定相應的風險控制策略和措施，對長江航運的健康發展有重大的實際意義.

目前，國內外水上交通安全風險評價研究已取得了豐富的研究成果，衍生了許多科學、綜合、系統性的評價方法，如事故樹分析法、模糊數學分析法、灰色模糊理論、BP人工神經網絡、FSA[1]等.高嬙[2]采用模糊綜合評價法[3]建立了風險評價模型；李娜[4]選取交通流的綜合事故率和死亡率作為系統安全狀態方程模型的指標變量，建立水上交通安全狀態方程并對長江干線水上交通安全進行了定量的評價；李恒志[5]把道路交通安全領域中用于交叉路口的交通安全評價方法引用到水上交通安全評價領域；陳雷[6]針對我國水上交通事故的現狀建立了相應的動態評估體系，并以模糊綜合評判作為雛形，利用主客觀相統一的方法來確定指標權重；韓延勝[7]運用壓力-狀態-響應PSR概念模型建立了長江水上交通安全評價指標體系；Pillay[8]通過對港口各個方面的研究，提出了基于危險度的港口航行安全管理系統.但是針對長江干線繁忙航段交通流特征，并考慮環境因素和事故后果影響，且操作性強的綜合風險評價的方法較少.

本文針對長江繁忙航段的交通流和安全事故特征，借鑒國內外現有風險評價方法研究成果，提出了基于事故發生率(accident rate)、環境因素(environmental effects)、事故后果(accident consequences)3大因素的綜合風險評價方法(簡稱AREEAC評價法)；構建基于AREEAC的水上交通安全風險綜合評價模型，并對蕪湖段交通安全風險進行評估與分析.

1長江干線蕪湖段交通流及安全事故特征

蕪湖段覆蓋長江干線五步溝與老洲頭聯線至慈湖河口與烏江河口聯線之間水域，包括長江干線13個主航道175 km、8個支汊水道157 km水域范圍，覆蓋蕪湖、銅陵、馬鞍山3個地級市行政區劃水域.交通流量大是其主要特征，2008～2014年期間，長江蕪湖段日交通流量達到1 400艘/d以上，與此同時，武漢段和三峽段基本維持在日均400艘/d的水平.2008～2014年間長江干線繁忙航段安全事故特征如下[9].

1) 從總體事故險情事故數分析，沒有明顯的規律可循，除2001年水上交通安全狀況明顯好轉以為，其他6 a每年事故險情數都在24件或以上.但等級事故數數值呈現逐年下降的趨勢.

2) 根據事故類型來分析，船舶碰撞事故最多，遠遠高于其他類型事故數，且由于碰撞事故的特點，事故所造成的人員死亡失蹤、經濟損失，以及沉船數這3項指標明顯的高于其他類型的水上交通安全事故；其次是自沉；第三類為觸損.

3) 依據事故發生的晝夜時間分析，夜晚是事故的高發期，特別是后半夜零點到凌晨6點之間.

4) 從事故所造成的損失來看，大體呈現事故數逐年下降的趨勢，但死亡失蹤人數、沉船艘數，以及經濟損失呈現明顯上升的趨勢.

5) 從事故致因來看，船員操作不當、違章航行、疲勞駕駛、冒險航行、配員不齊、疏忽瞭望等人為因素是事故險情的主要致因.其次是船舶因素，船舶不適航、船體各種電氣設備及船體老化、冒險超載等易導致事故發生.環境因素則是導致船員失誤的主要誘因，尤其是冒霧航行，嚴重影響觀察視線，極易造成碰撞、觸礁及擱淺事故；再者長江干線繁忙航段交通流量大、沉船事故多所引起的惡性碰撞事件、觸礁擱淺,以及自沉事件頻頻發生.

2綜合風險評價模型與評價指標

2.1AREEAC評價模型

AREEAC評價法是基于事故發生概率、環境影響因素與事故后果的綜合風險評價方法，其核心設計理念是計算各繁忙航段的事故發生統計概率、相對環境調和度，以及事故發生的后果評價，再以三者乘積的方式獲取事故綜合風險評價值.即

(1)

式中：Ar為事故發生率，由事故數和交通流量算得；Ef為相對環境調整值，由8個客觀環境因素指標算得；Ac為事故后果評價，由4個后果評價指標算得；Rc為綜合風險評價值.

AREEAC評價法有如下特點：(1)借鑒了國內外現有的有關水上交通安全評價方法的研究，并且進行了調整，使之更適用于本論文的研究；(2)綜合考慮了事故發生率、客觀環境因素以及事故后果對水上交通安全的影響；(3)本方法中各項指標的影響程度，以及評價標準是相關課題研究中向各方面專家調研的成果；(4)可操作性強、適用于實際應用.

2.2事故發生率評價及其指標

(2)

式中：X(t)為第t年事故險情總數；T(t)為第t年交通流量；Ar(t)為第t年水上交通事故發生率.

2.3環境影響評價及其指標

結合專家意見，通過對長江干線繁忙航段客觀環境及事故的分析，得到8種客觀環境因素的危險評級見表1.

表1　8種客觀環境因素的危險評級標準表

注：能見度不良設定為視距2 km以內；年均標準風天數=(4～5級)年均風天數+1.5×(6級及以上)年均風天數；航道寬的評價指標為航道寬度B0/船舶最大寬度B；彎曲度是選取船舶通過彎曲航道水域所需轉舵的最大角度；水深的危險度評價指標為H(航道水深)/d(船舶吃水)；助航標志完善率是指該航道實際助航標志覆蓋的水域面積/該航道整個水域面積，以完善率100%記為100.

第i種因素的危險值Fi可視為第i種環境因素危險評分Vi與第i種因素相應權重Wi的乘積，即：

(3)

將8項單因素危險值做和，得到該航段客觀環境危險值，即

(4)

再將該航段客觀環境危險值F比上基礎航段客觀環境危險值F0，得到該航段相對環境調整值Ef，即

(5)

2.4事故后果評價及其指標

參考了《水上交通事故統計辦法》中事故分級標準，以及專家評定，事故后果評價標準見表2.

表2　水上交通安全事故后果衡量指標后果分值判定標準

注：無人員傷亡、經濟損失或環境污染時，分值為0.

計算事故后果評價時，先根據表2，分別得到人員傷亡(C)、經濟損失(M)、環境污染(E)和社會影響(S) 4個衡量指標的分值(分別用相應字母代表)，然后相加再除以4，得到事故后果值(Ac)，即

(6)

3基于AREEAC的蕪湖段交通安全風險評價

1) 事故發生率的計算首先收集整理出2011～2014年長江干線繁忙航段蕪湖段4 a的交通流，以及事故數據，見表3.

表3　2011～2014年長江干線繁忙航段

根據表3中數據，參照式(2)得出4 a的事故發生率(10萬艘/a)：Ar(2011)=3.43，Ar(2012)=4.53，Ar(2013)=5.78，Ar(2014)= 4.96.

2) 相對環境調整值的計算由實際情況分析得到2011～2014年蕪湖段客觀環境8因素的評分，再根據相關科研項目研究中多方專家、學者，以及船員的意見，統計整理出長江干線繁忙航段8個客觀環境因素的權值，見表4.

參照式(3)～(5)算出近4 a長江干線繁忙航段蕪湖段的相對環境調整值，見表5.

3) 事故后果評估根據該評估方法事故后果評估所需數據，統計整理2011～2014年長江干線繁忙航段蕪湖段水上交通事故后果明細后，參照式(6)，算出近4 a長江干線繁忙航段蕪湖段水上交通事故后果評估值，見表6.

表4　長江干線繁忙航段客觀環境因素的分級評分值及權值

表5　2011～2014年長江干線繁忙航段蕪湖段的相對環境調整值

注：以2011年客觀環境危險值作為計算基準.

表6　2011～2014年長江干線蕪湖段水上交通事故后果評估值

4) 綜合評價結果分析將上述結果代入到式(1)中，得到長江干線繁忙航段蕪湖段近4 a水上交通綜合風險評價值見表7.由表7可知，近4 a來安全狀況2011年最好，2014年和2012年次之，2013年最差.

分析評價結果，原因如下：(1)從事故發生率來看，2011年蕪湖段交通流最大為554 490艘/a，但發生水上交通安全事故數為19件，在4 a之中最少，導致2011年事故率最低.而2013年蕪湖段交通流量在近4 a中為最少，相應發生的水上交通安全事故卻最多，進而導致2013年事故發生率明顯高于其他3 a；(2)從相對環境調整值分析，由于相對環境調和度主要是在不同航段風險評價的橫向比較中有較大差別，在同一航段近4 a的縱向的段風險評價中相對環境調和度差別甚微，對評價結果影響較小；(3)從事故后果評估分析，2013年蕪湖段事故數最多，且事故后果評估4項指標中人員傷亡為12人，僅次于2012年18人，沉船數為5艘，經濟損失高達630多萬元，使得2013年的事故后果值也相應的最高.

表7　2011～2014年長江干線蕪湖段水上交通AREFAC風險評價值

通過以上分析，不難發現長江干線繁忙航段水上交通安全管理在諸多方面還有待提高：(1)在長江干線繁忙航段建設覆蓋AIS(GPS)系統，構建電子巡航求助一體化機制;編制預案數據庫系統等來進一步完善預警管理機制及應急救援機制：(2)普及安全文化教育，來完善水上交通安全文化建設;完善通航安全保障制度；(3)促進通航安全保障科技創新:落實長江干線繁忙航段AIS，VTS，CCTV建設，綜合集成運用GPS衛星定位、電子海圖、無線通信、雷達、短信群發器等科技手段，以探索和豐富立體巡航手段.

4結束語

根據長江干線繁忙航段水上交通安全事故的特點，綜合國內外用于水上交通安全評價的方法，該篇文章提出水上交通安全綜合風險評價方法——AREEAC評價法，構建了基于AREFAC的繁忙航段水上交通安全綜合評價模型.在所構建的風險評價指標體系中賦予8個客觀環境因素相應的閾值及權值，用相對環境調和度的概念來量化客觀環境因素對水上交通安全的影響.并運用AREEAC評價模型對蕪湖段2011～2014年水上交通安全狀況進行評價與分析，研究結果與實際情況大體相符.

參 考 文 獻

[1]International Maritime Origination (IMO). Formal safety assessment decision parameters including risk acceptance criteria[S].MSC,72/16, London,UK, 2000.

[2]高嬙.多橋梁河段水上交通安全風險評價研究[D].武漢:武漢理工大學,2010.

[3]徐文剛.水運不發達地區水上交通安全狀況評價方法研究[D].成都:西南交通大學,2010.

[4]李娜.基于狀態方程的長江干線水上交通安全評價研究[D].武漢:武漢理工大學,2012.

[5]李恒志.交通沖突技術在珠江口水域水上交通安全評價中的應用研究[D].武漢:武漢理工大學,2010.

[6]陳雷.我國水上交通安全宏觀評估的研究[D].大連:大連海事大學,2007.

[7]韓延勝.長江水上交通安全評價指標體系研究[D].武漢:武漢理工大學,2006.

[8]PILLAY A, TETREAULT W B J. Expanded use of automatic identification system (AIS) navigation technology in vessel traffic services (VTS)[C]. Building on the Past, Respecting the Future ASCE, 2010:789-796.

[9]李卓.長江干線蕪湖段水上交通安全風險評價[D].武漢:武漢理工大學,2012.

The Risk Assessment of Water Traffic Safety on Wuhu Section of the Yangtze River

ZHANG ShiyuZHU YueqinMIN XueLI Zhuo

(SchoolofTransportation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China)

Abstract：Systematic, reasonable and feasible water traffic safety evaluation is an important basic work to build a long-term effective mechanism of safety. On the base of safety system engineering, water transportation system engineering and other theories, a reasonable, exercisable and effective comprehensive evaluation method is proposed for water traffic risks-AREEAC based on the traffic characteristics of Wuhu section of the Yangtze river. This method synthetically estimates the accident rates, environmental effects and accident consequences in waterways. In addition, a comprehensive evaluation model based on AREEAC is set up to estimate traffic risks of the busy waterways in the Yangtze River apart from an empirical researching on Wuhu section of Yangtze River. The research results are found to be generally consistent with actual situation. Besides, the corresponding measures to control risks are proposed according to the results of the safety risk assessment.

Key words：main line of Yangtze River; Wuhu section; water traffic safety; risk assessment

收稿日期：2016-04-28

中圖法分類號：U491.5

doi:10.3963/j.issn.2095-3844.2016.03.019

張矢宇(1969- )：女，博士，副教授，主要研究領域為交通安全和區域經濟與物流