基于ARERAC評價模型的水上交通安全風險源評估

張騫予　楊家其

【摘 要】 為有針對性地管控水上交通安全風險源，通過引入事故發生率、環境影響因素和事故后果等3大因素的綜合風險評價方法，構建通航環境綜合風險評估模型（ARERAC模型），選取相應的風險因子作為評估指標，以蕪湖海事局管轄海域為例進行水上交通安全風險源評估。結果表明：運用ARERAC評價模型可以較好地評價蕪湖海事局轄區水上交通安全存在的風險源，指導海事部門根據不同的風險源制定針對性的管理措施，提高事前防范風險的能力。

【關鍵詞】 水上交通;安全風險源;事故發生率;環境風險;事故后果;風險評估

0 引 言

近年來，隨著長江經濟帶的快速發展，長江航運迎來大發展的戰略機遇期，長江干線船舶呈現“大型化”“專業化”“快速化”的發展趨勢，船舶交通流量明顯增加，通航條件受水文及氣象影響變得日益復雜，各類水上交通及船舶污染事故時有發生。一旦發生水上交通事故，人民生命、財產以及環境都可能產生巨大損失。如何有針對性地管控水上交通安全風險源，強化事前管理，提升風險應對能力，已成為水上安全監管工作的重中之重。

國外以日本和西歐等國為代表較早地開始水上交通安全研究工作，并取得了不少成果。在早期的水上交通安全研究方面，英國海事安全局將綜合安全評估（FSA）作為一個系統的研究平臺，通過風險識別、風險評估、風險控制等對影響海上人命及環境安全的風險源進行了研究，取得了較好的評價結果。小林弘明[1]將船舶操縱難度風險評估指標劃分為相應的等級，定量評估通航水域能見度、風、水流、航道彎曲度等安全因素對船舶操縱性能的影響，從而評價航行環境的安全狀況;井上欣三[2]將固定水域內的航行船舶與他船會遇的幾率及每次會遇的影響作為研究船舶航行的定量評價指標，并依此研究該水域潛在的安全風險源標準。

本文運用綜合風險評估方法，構建基于事故發生率（accident rate）、環境風險 （environmental risk）、事故后果（accident consequences）等3大因素的通航環境綜合風險評價模型（以下簡稱“ARERAC評價模型” ），以蕪湖海事局為例選取相應的風險因子作為評估指標進行實證研究。根據安全風險評價結果，從重點水域、重點船舶、重點時段、重點事故類型等風險源提出具有針對性的管控措施，以期實現海事監管由傳統的經驗管理向現代化科學管理轉變，由事故后處理向事故前控制轉變，由形象安全向本質安全轉變，構建與轄區水運經濟相適應的綜合治理監管體系。

1 風險評價方法選擇

風險評價是以風險理論和方法為基礎，合理選擇評價方法，對影響系統安全的風險因素進行識別和分析，并提出可行的安全管理對策，將安全隱患消滅在萌芽狀態。風險評價方法不是單一的、確定的分析方法，影響水上交通安全系統的因素繁多，對水上交通安全風險源進行評價時，并不存在“最佳”方法，每種方法都有其一定的局限性。按照評價結果的量化程度分為定性和定量兩類。

長江水上交通運輸系統的風險主要是指由于船舶在航行、停泊或作業過程中與他船發生碰撞、操作不當導致擱淺、受風浪或裝載影響自沉、防污染措施不當造成水域污染等風險，這些風險會導致人員傷亡、船舶受損、水域污染等損失。另外，船舶在作業過程中還有機損、丟錨、船體斷裂、艙室破損、人員意外落水等風險，這些風險都具有突發性，受外界環境因素影響很大。

長江水上交通運輸系統結構復雜、風險源因素多、屬性差異大，單一地采用定性或定量的評價方法來進行評價，缺乏針對性和可操作性。水域不同、環境不同、水位不同，長江水上交通的風險源也會不同，因此多數情況下采用ARERAC評價法對風險源進行評估和控制。ARERAC評價法借鑒了國內外現有的水上交通安全評價方法并進行了修正，結合了長江水上交通安全風險的實際，綜合考慮了事故發生率、客觀環境因素以及事故后果對長江水上交通安全的影響，具有經驗性、可操作性和實用性的特點。采用ARERAC評價法可以準確分析導致水上交通安全事故的風險源因素，確定風險源因素存在的位置和方式，以及事故發生的部位、頻次、嚴重程度及相關后果，有利于海事部門制定風險防控措施，提高水上安全監管工作的針對性。

2 ARERAC評價模型的建立

2.1 事故發生概率

事故發生概率A的計算公式為

A=Z / T（1）

式中：Z為某一時段水上交通事故數，件;T為同一時段轄區的船舶交通流量，艘次。

2.2 環境風險綜合值

通過對近10年水上交通安全事故資料的分析，結合相關航運主管部門專家、航運公司管理者、船員意見和問卷調查，得出了與水上交通安全密切相關的8種因素，賦予各因素相應的權重，并進行分類評定等級，計算得出水上交通安全環境風險綜合值B。

2.2.1 不同環境因素的風險評價等級

與水上交通安全密切相關的8種環境因素的風險等級閾值劃分及評分見表1。

（1）船舶交通流量。船舶交通流量是船舶交通流的一個指標，是指單位時間內通過水域中的某一地點的所有船舶艘數。船舶交通流量的大小能反映所在水域的交通是否有序和擁堵狀況。

（2）能見度。長江干線影響水上交通安全能見度的主要因素是霧和霾。特別是秋冬季節，部分水域突發濃霧、團霧對船舶航行造成嚴重影響，極易造成船舶碰撞或擱淺。船舶在能見度不良時，應當按照要求與他船加強聯系，按規定發出聲響信號，積極采取減速、停車、備錨等安全措施，必要時報告相關海事部門選擇安全水域停泊。

（3）風力。船舶在航行過程中受不同風力的影響采取不同的操縱措施，頂風減速，順風增速。船舶遇強風即使低速行駛也可能會出現轉舵力矩不足，造成轉向困難、操縱進退兩難的情況。《長江干線水上交通安全管理特別規定》中要求，船舶應當在不超過船舶檢驗證書載明的抗風等級的情況下航行，并根據風力變化情況采取相應的避風、抗風措施，必要時就近選擇安全水域停泊，保證船舶自身安全。本文以風力級別或年標準風天數作為評價風力大小的指標。

（4）航道水深。本文以航道水深h與船舶設計吃水d的比值作為航道水深風險因素評價指標。

（5）航道彎曲度。航道彎曲使水流發生變化，特別是洪水期容易出現掃彎水、回流水、花水等，使船舶轉舵受阻、力矩加大，對船舶的正常航行帶來一定的影響，容易導致碰撞、擱淺、失控等險情。航道彎曲度是指船舶在通過彎曲航道水域時所需舵角的最大值。

（6）航道寬度。本文以航道寬度k0與船舶最大寬度k的比值作為評價航道寬度風險因素的指標。

（7）水流速度。指單位時間內水體的流動距離。在個別急灘、急彎及狹窄的航段，船舶受水流影響顯著，容易發生碰撞、擱淺等事故。船舶在航行時，對水流速度有一定的要求。

（8）航標完備率。指某一航段實際航標覆蓋的水域面積與該航段水域總面積的比值。

2.2.2 不同環境因素風險的權重確定

水上交通安全系統的復雜性及環境因素風險等級的不同，給水上交通安全造成的影響也不同，所以在考慮環境因素風險等級時需要加權計算，賦予不同的權重。水上交通安全環境風險因素的評估可以采用通過分析事故原因或向相關專家問卷調查的方式確定權重。根據調研意見確定不同環境風險因素權重，見表2。

2.2.3 環境風險綜合值計算公式

第i種因素的風險值Bi可視為第i種環境因素風險等級評分Vi與第i種因素相應權重的乘積，即：

則轄區水上交通安全環境風險綜合值B為各項單因素風險值之和，即：

2.3 事故后果綜合值

《水上交通事故統計辦法》中按照人員傷亡、直接經濟損失或者水域環境污染情況等要素分為特別重大事故、重大事故、較大事故、一般事故和小事故等5個等級。

事故后果主要從人員死亡（含失蹤）、人員重傷、經濟損失、環境污染以及社會影響等5項指標來考慮。這5項指標的分類評定是按照水上交通事故的相關規定以及征求部分專家意見進行的。

事故后果5項指標分值判定標準見表3。

在計算事故后果綜合值時，首先依據表3分別得到人員死亡（含失蹤）、人員重傷、經濟損失、環境污染和社會影響等5個指標的分值，然后取其平均值，得到事故后果綜合值C，即：

C= （Ca + Cb + Ei + Ep + Si）（4）

3 蕪湖海事局轄區水上安全風險源分析

建立水上交通安全風險源管理機制旨在客觀認識存在的風險源，分析風險、衡量風險的程度，對風險進行預警，通過風險評估和控制，從而達到控制事故的目的。因此，必須通過人員、船舶、環境、管理等環節，確定轄區存在的水上交通安全風險源并分析判斷風險源在何種條件下造成何種水上交通事故，并根據水上交通安全風險源在事故發生時、事故發展中的作用進行分類、細化、標明，完善相關的海事管理對策和措施，形成“閉環管理系統”。為此，運用ARERAC模型對2008―2017年蕪湖海事局轄區的水上交通安全進行綜合風險評估。

3.1 評估過程

3.1.1 事故發生概率A計算

分析整理2008―2017年蕪湖海事局轄區船舶交通流量及水上交通事故統計數據，得出2008―2017年蕪湖海事局轄區10年的事故發生率（見表4）。

3.1.2 環境風險綜合值B計算

（1）船舶交通流量。2008―2017年蕪湖海事局轄區船舶交通流量因素的風險值見表5。

從表5可以看出，在2008―2017年間，2010年船舶交通流量最高，為1 811艘次/天，其風險值最高，取值為4; 2008年和2011年船舶交通流量次之，風險值取值為3;其余年份船舶交通流量相差不多，風險值均為2。

（2）能見度不良。根據天氣預報信息，結合蕪湖海事局發布的安全預警信息，可得2008―2017年蕪湖海事局轄區能見度因素的風險值（見表6）。

從表6可以看出，在2008―2017年間蕪湖海事局轄區能見度不良天數最多的年份為2014年，視距在1.5 km以內的天數達27天，風險值取值為3。

（3）風力。根據天氣預報信息，結合蕪湖海事局發布的安全預警信息，可得2008―2017年蕪湖海事局轄區風力因素的風險值（見表7）。

從表7可以看出，在2008―2017年間蕪湖海事局轄區標準風天數變化不大，因此風力因素風險值相同，均為3。

（4）航道水深。根據2008―2017年皖河口至蕪湖長江大橋和蕪湖長江大橋到燕子磯的維護水深，取兩者的平均值作為當年蕪湖海事局轄區航道水深，另取蕪湖海事局轄區一般標準船型的設計吃水，為5 m。2008―2017年蕪湖海事局轄區航道水深因素風險值見表8。

從表8可知，2008―2017年間蕪湖海事局轄區航道水深在2008年和2009年較大，風險值較高，取值為4;其余年份航道水深變化不大，取值均為3。

（5）航道彎曲度。航道彎曲度對船舶的航行有直接影響，航道順直、水流平緩對船舶的操作要求不高;反之，航道彎曲、水流湍急會導致船舶頻繁操舵、用車，特別是船舶流量高峰期，如頻繁操縱會導致船舶失控、碰撞等險情發生。經調查，蕪湖海事局轄區有一段彎曲河段“山西嘴”的彎曲度接近90啊S捎詬盟虻耐淝洗螅鄞λ魍募保矣寫篤亓骰ㄋ溝煤叫寫安僮堇選A磽猓糝匏酪彩峭淝降潰煤擁狼鄢傘胺碨”形，長江220號～222號紅浮灘咀伸出易造成下行船舶落彎。由于水流沖刷，太陽洲岸嚴重崩塌，尤其是中段崩塌更為劇烈，沿岸一帶有多處水下拋石護岸，枯水期、水位交替期易造成上行重載船舶擱淺;洪水期水流湍急對上行船舶航行有一定影響;西南風較大時，上行船舶行駛較困難。

綜上所述，根據表1，2008―2017年蕪湖海事局轄區航道彎曲度因素風險值均為5。

（6）航道寬度。根據長江航道局公布的航道尺度數據，安慶皖河口至蕪湖高安圩段航道寬度為200 m，蕪湖高安圩至南京燕子磯段航道寬度為500 m;目前，長江干線航段通行船舶最大寬度基本不超過25 m。依據表1，航道寬度的風險評估指標B0/B均不小于8，因此2008―2017年蕪湖海事局轄區航道寬度因素風險分值均為1。

（7）水流速度。長江水流速度受航道條件、水位漲落等影響而發生變化。一般來說，洪水期水流湍急、流速較大，枯水期水流平緩、流速較小。根據蕪湖海事局內網公布的相關數據，估算2008―2017年蕪湖海事局轄區最大流速均小于3 m/s。由表1可得2008―2017年水流速度因素的風險值均為2。

（8）航標完備率。航標的合理布設及正常工作直接影響船舶的航行安全，特別是夜間航行，船舶駕駛員通過航標的發光及閃爍的頻次來控制航向。長江水位分為枯水期和洪水期，隨著水位的變化需要及時調整航標的位置及配置。若發生水上交通事故，特別是當航道中有沉船或其他礙航物時，更需要及時地在其周圍布設航標，以避免發生二次水上交通事故。根據現場初步評估，2008―2017年蕪湖海事局轄區航標完備率為90%～95%。依據表1，2008―2017年蕪湖海事局轄區航標完備率因素風險值均為2。

綜上所述，根據表2及式（3），可計算出2008―2017年蕪湖海事局轄區的環境風險綜合值（見表9）。

3.1.3 事故后果綜合值C計算

根據表4和式（4），計算出2008―2017年蕪湖海事局轄區水上交通安全事故后果評估值（見表10）。

水上交通安全事故后果評估值

3.2 評估結果分析

根據上述A、B及C值計算結果可得蕪湖海事局轄區2008―2017年水上交通綜合風險值D及綜合風險指數I （見表11）。

從表11中可以看出，蕪湖海事局轄區2017年水上交通安全狀況最好，2015年次之，2009年最差。

從模型評估結果（見表11）可以看出：

（1）事故發生率A計算結果顯示：2017年事故發生率最低，2011年次之，2009年最高;2017年發生事故總數最少，2011年次之，2009年最多，且2009年交通流量明顯高于2007年和2011年，為3年最高，所以事故發生率較高。

（2）環境風險綜合值B計算結果顯示，2012年環境風險綜合值最低，2010年最高。分值差異主要體現在“交通流量”和“能見度”兩項指標，說明船舶交通流量和能見度不良對水上交通安全影響較大。

（3）事故后果綜合值C計算結果顯示，2017年事故后果綜合值最低，2016年次之，2009年最高。

4 結 語

本文引入基于事故發生率、環境影響因素和事故后果的綜合風險評價方法，構建ARERAC評價模型，以蕪湖海事局轄區段2008―2017年水上交通安全狀況為例進行評價和分析，得出船舶流量、能見度等因素對轄區水上交通安全影響較大的結論。

運用ARERAC評價模型可以較好地評價蕪湖海事局轄區水上交通安全存在的風險源，指導海事部門根據不同的風險源制定有針對性的管理措施，提高事前防范風險的能力。

本文僅對2008―2017年蕪湖海事局轄區發生的水上交通事故進行了統計分析，事故樣本偏少，且統計的事故不包含一些未上報、事故雙方自行協商處理的小事故。全面統計轄區近幾十年發生的所有水上交通事故，然后再選取相應的風險評價方法對轄區的安全風險源進行評估，才能得出更為準確的結論。影響水上交通風險的因素繁多、類型廣泛，僅基于ARERAC評價法及模型是不夠的，要形成全面的風險評價體系，還需要針對不同的航段，結合事故案例數據，建立完善的風險評價模型。

參考文獻：

[1] 小林弘明.船舶操縱特性對航行環境安全評價的影響[C]//日本航海學會論文集. 東京：日本航海學會，1994：8-12.

[2] 井上欣三. 操船負擔的定量評價[C]// 日本航海學會論文集. 東京：日本航海學會，1994：21-26.