云理論在船舶航行安全評價中的應用

熊海生

摘 要 本文提出基于云模型的評價方法，利用云的定量與定性轉換模型，克服了評價體系中有關定性因素與定量因素無法有效兼顧的問題。通過結合專家經驗，建立影響船舶航行安全的各因素的云推理規(guī)則，并構建評價預測模型，對有限的樣本數據進行擴展，解決了數據不足的問題，評價體系更全面、合理，提高了船舶航行的安全。

關鍵詞 云理論 船舶航行 安全評價

中圖分類號：U651 文獻標識碼：A

0引言

船舶水上航行安全狀況一直是航海研究工作的重點之一，關系到人、船舶的安全及與國民經濟和人民財產的損失緊密相連。近年來，伴隨經濟全球化的發(fā)展和新科技革命的興起，國際貿易進入迅速發(fā)展階段，船舶數量的增加及水域交通密度的增大嚴重威脅著船舶的水上航行安全，事故的可能性也進一步加大。

1船舶航行安全評價指標因素

1.1人為因素

人為因素是所有影響航行安全因素的重中之重。在安全狀況評價決策系統(tǒng)中發(fā)揮主導作用的因素依然是人，無論在過去、現在或是未來相當長一段時間內。長時間以來，人在事故中所起的作用往往影響船舶航行安全，導致船舶碰撞的主要原因。每年的海難事故中，約有80%是為人的因素造成的，且這一比例還在進一步增大。在安全狀況評價中，人的因素也早已成為國內外關注的焦點。

影響船舶航行安全的諸多因素中人的因素包括多個方面，當船舶面臨緊迫局面時，這些因素共同反應到避碰過程中，對局面的發(fā)展起到關鍵性作用。人為因素包括船員的航行經驗、性格、精神狀態(tài)及業(yè)務技能等。事實證明，它們與船舶航行事故的發(fā)生存在明顯聯系。

1.2船舶因素

在航行過程中，船舶因素有時也會成為海難事故的主要誘因，船舶因素主要包括船舶大小、船舶速度、船齡、儀器設備和船舶操縱性能等。其中，船舶操縱性能包括船舶的旋回性、航向穩(wěn)定性、停船性等，它們與船舶的吃水、吃水差、橫傾、縱傾、船體結構等因素有關。

1.3環(huán)境因素

環(huán)境因素是駕駛員進行船舶操縱決策的基礎，它時刻影響著海上航行的船舶的運動狀態(tài)，向駕駛人員提供各種信號，刺激其思維。它包含兩個方面：自然環(huán)境和通航環(huán)境。自然環(huán)境在給定了航路、潮流以及風等外力條件的情況下，決定了船舶在該水域航行時的難以程度，通航環(huán)境則決定了與他船會遇的狀況和頻度。

1.4管理因素

管理因素并非導致海難事故的直接原因，卻往往因為對其疏忽，而導致海難事故。因此，為達到避免船舶碰撞事故發(fā)生的目的，在對事故原因進行深層分析時，有必要將管理因素考慮在內。從船員方面的管理、船舶方面的管理及交通規(guī)則管理三個方面來分析船舶航行中管理因素的作用。

2云理論在船舶航行安全評價中的應用

2.1云模型

云是一種不確定的轉換模型。任何事物都具有模糊性和隨機性，云模型可實現定性與定量描述彼此間的轉換，并構成它們之間相互轉換的一種映射關系。用U表示某一論域，其定性概念用C表示。x表示C中的一種可能實現情況，則有x∈U，且 （x）∈【0，1】，上述關系可用公式（1）表達：

：U→【0，1】 x∈U，x→ （x）

式中，x表示為論域中的一個云滴，許許多多的云滴相互組合起來，就構成了概念C的云，其中每一個x，可認為是被定性概念映射到數域空間上的一個點。云滴具有隨機性，就單個云滴而言是微小的，但從整體來看，由于云滴數量無限多，便能更準確地反映出C的不確定性。

2.2船舶航行安全評價云模型

安全評價是指對評價體系的整體安全狀況進行評估，為人們提供所需要的信息。在實際應用中，評價方法種類較多，有近幾十種，比如概率與數理統(tǒng)計風險分析方法、綜合安全評估方法，模糊綜合評價方法等總體而言，確定評價模型即選取數學工具是整個過程中的關鍵，完成模型的構建后，當輸入搜集到的數據信息后，便得出對應的評價結果。通過比較分析，本文提出基于云模型的安全評價方法。建立云模型的評價程序為：（1）選取評價指標；（2）建立評價指標結構體系；（3）構建各指標取值的云模型及云推理規(guī)則；（4）模型建立及應用。

基于云理論的評價模型構建的具體過程與船舶航行安全狀況的評價指標體系。結合影響船舶航行安全的各個因素，選取其評價指標。包括人的方面：航行經驗、性格、精神狀況及業(yè)務技能；船舶方面：船舶大小、船舶速度、船齡、儀器設施及船舶操縱性能；環(huán)境方面：交通狀態(tài)、礙航物分布等通航環(huán)境和風為、流速、航道寬度、航道交叉狀況、能見度等自然環(huán)境；管理方面：船員管理、船舶管理、交通管理。

船舶航行安全的評價中存在大量不確定性問題，對航行狀況的研究需要考慮長時間內所有因素的綜合評價結果。對于不同個體，影響因素的選取會有所不同。而且在面對一定時間、水域的具體交通狀況時，由于避碰情況較緊迫，往往需要優(yōu)先選取那些危險程度更大的，而忽略影響較弱的一些因素。通過大量的統(tǒng)計結果分析，要滿足不同個體具體情況的變化需求，本文從影響船舶安全航行的四個大方面，即人、船舶、環(huán)境和管理來分析，建立各因素取值的云模型。

3結束語

本文在前人研究基礎上，分析了傳統(tǒng)風險評價方法的局限性，提出基于云模型的船舶航行安全狀況評價方法，并借助前人的研究經驗，開展了船舶航行安全狀況的研究工作，并構建了評價結構指標體系，對船舶安全航行評價具有一定的先進性。

參考文獻

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