港口通航安全綜合評價方法分析

楊秦峰

摘要：伴隨著全球化席卷全國，我國的經濟發展如日中天，同時與他國的交流日益頻繁，港口航運業也伴隨著得到了很大的提升，吞吐量的增加不可言喻。這就既增加了船舶的數量，也豐富了船舶的類型，與此同時，船舶由于載重量加大也增加了其安全性，這也就在一定程度上，有益于區域內貨物的流通。

關鍵詞：港口通航；安全評價；綜合分析

中圖分類號：F25文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.22.019

1港口通航安全評價指標體系

1.1港口通航安全評價原則

1.2港口通航安全評價指標權重的確定

在對通航進行評價以及指標選用的整個過程中，要考慮到評價體系內的各個指標對最終目的的反應程度，而反應程度的確定是整個評價過程中極為重要的環節，可以將主觀判定與客觀測量進行融合，以求全方位評估通航的安全性。在明確反應程度的確定方式基礎之上，我們將其分為主觀和客觀兩個層面。站在主觀的角度，可以采用的方法有專家咨詢、層次分析等。而客觀的確定方法有因子分析、主成分法等。

而本文對反應程度進行確定時主要采用的方法是層次分析法，將原本復雜的體系簡單化，使其條理分明，通過橫向以及縱向對指標進行比較，使決策更加準確合理客觀，最終將問題量化。這個方法的優勢極為突出，適合用來對港口水域的通航進行安全性評價指標反應程度的確定。

1.2.1層次分析法

這個方法是由美國T.L.Saaty提出的，對于指標使用較多，以及問題較復雜的情況下更加適用。港口水域通航體系的影響因素很多，既復雜又凌亂，可變性居多，同時也形成了自己體系，所以層次分析法適合確定通航過程中的安全評價指標的反應程度。采用層次分析法進行確定通航過程中安全評價指標反應程度，具體需要從以下幾步來進行：首先需要理清問題，對問題進行分類，使其具有條理性，從而建立模型。在對模型進行建立的時候需要明確目的，理清問題存在的可能性，同時需要明晰評價體系中的各個環節，從而將各個環節問題進行分類。在這個評價體系模型中，處于模型上層的要素對處于模型下層的要素進行調配，對同層次之間的要素進行比較，而上一層的要素可以調配的下一層的要素最好不超過9個。

本文依據通航的要素進行兩層模型的建設，主要是：第一層的要素有氣象、水文、航道條件等；而把能見度、航道的寬度以及交通流量等作為二級指標來使用。第二層主要是對結構進行判斷。對體系進行安全性的評定與分析需要大量的信息儲備，而由于對結構進行判斷與其他方面有所不同，所以通常采用的方法有求和以及方根。

1.2.2層次分析法求取權重

邀請專家對其進行調研從而得到精準客觀的權重系數。專家通過采用二元對比來對港口水域通航的安全性評價指標進行評分，將比值按照表中所列出來的程度進行打分。而本人也同時向港口水域通航相關領域的權威專家、教師、企業、海事部門等的人員發出了問卷，合計46，回收問卷共計41，其中有39份可以進行分析。經過一系列整理分析，得到了每個指標的重要程度，從而得到港口水域通航評價的安全元素的權重，如表2。

1.2.3主成分分析法

吉祝美、方里、張俊等用主成分分析法分析固定地區的水質，使用SPSS軟件對所得出的指標數據進行選擇，得到最后結論，在測定的過程中所使用的客觀指標具有代表性，可以綜合準確的評析水流的水質情況；然而李魁曉也采用了相同的方法，然后通過SPSS軟件對所得數據進行處理，進而分析一個再生水廠的水質，同樣得到的最后結果表明，在評價的過程中所選擇的指標可以綜合反應水質的情況，同樣也表明方法選用恰當。

2實例應用

2.1港口通航安全情況

2.1.1地理位置

X港位于東經121度和北緯38度且于遼東半島的南端，東南方向與黃海相連通，其灣口長約11.1km并有三山島環環圍住。X港的海域面積達到了174km2，海岸線蜿蜒曲折且長度約125km，在我國，該海灣是作為北方最為密集的一個港口群，不僅在于其底部大部分是平緩的基巖海岸，還在于其自身優越的自然建港條件。在海灣的底部，堆積著許多淤泥質的底泥，又因為堆積起的底泥厚度自區域的西北方向往灣口方向呈現遞減趨勢，該海灣被許多的季節性小溪所包裹之后，慢慢地經過各種風力的作用形成了個各種各樣的堆積地貌。X港獨特的港口優勢使得其北部分布有甘井子工業區和南岸分布的造船廠等重工企業。

2.1.2自然環境

氣溫：本海域的月平均氣溫溫差較大，各月平均氣溫最低和最高之間相差27攝氏度；年度的最低氣溫和平均最低氣溫分別達到了負21.1℃和負7.9℃，冬長夏短的季節特點也造成了指數為54.1%大陸度。

氣壓：X港海域的氣壓在1月和7月呈現出高壓和低壓的現象，其中累年各月的平均氣壓是1003.6hPa-1025.OhPa，而年平均氣壓達到了1016.OhPa。

風：因為X港海域所具備的特殊地理位置條件，季風氣候對其的影響較大，如此，該海灣的年均風速就已達到了4.9m/s。而冬季風的風力一般會維持在6-8級，其風力就會突破9級甚至是10級；夏季風的風力一般在6級左右且風力較弱于冬季風，最后，該海灣大風的持續時間也集中在當月的4天至5天。

降水：在累年各月的平均降水量上，該海域呈現7月最多（171.7mm）和2月最少（7.9mm）的情況。其中降水的集中月份是夏季的6月至8月，這幾個月的降水量為392.5mm且其降水量占到了該海域全年降水量的65%；而冬季的降水量為26.2mm僅占全年降水量的4%；春季和秋季的降水量占全年降水量的32%處于一個居中的水平。綜合考慮，X港所處的海域的歷年降水量集中在347.9mm-830.0mm之間，處于一個較穩定的階段。

霧日：本海域的累年平均霧日基本是為40d且歷年霧日的水平處在28d-59d之間。其中，霧日呈現出3月-8月最多的情況且平均每個月有5-9天都是大霧天氣，3月、5月和8月這三個月平均每月有3-4天是被大霧所覆蓋，比其他的月份多了1-2天的大霧天氣。

2.1.3通航規定

對于船舶進出港區的航行速度在《X港通航主要規則和通訊聯絡辦法》中有著明文的規定，其不僅要求船舶必須限速8kn以下，船舶還必須按照規定的航道駛向停泊區域或者轉向出港；除此之外，關于X港交管中心的指揮內容和進出港船位報告的相關要求也規定了停泊或者進出港區的船只的管理例行辦法。最后，對于在強風天氣條件下客船和滾裝客船應滿足的船舶的開航條件在該辦法中也作出系列規定：適航風級的規定和限制開航風級的規定等。

2.2評價結果與對比

2.2.1氣象因素

降水：通過分析X港年降水量呈現集中于夏季占60%-70%和、春季占12%-15%、秋季占15%-20%，和冬季僅占5%左右的情況，得出船舶在航行中會遇到遇百分率為20%-30%的暴雨天氣。

能見度：該海域的3-8月份為大霧天氣其平均能見度的不良天數是44d。

風：該海域的年平均標準風的天數=全年平均風力6級的天數+1.5*一年中平均風力8級以上的天數=30+1.5*10=45。

2.2.2水文因素

水流：經過嚴密的測流，其結果顯示在自然條件下的X灣灣口流速為32cm/s-64cm/s，再1節=1.852km/h的算法來推測節數和流速的關系從而計算得出該流速下的節數為1.25節。

潮汐：X港港區的潮位呈現出最高潮位5.Om、最低潮位0.66m和平均潮位2.08m的特點。

水位：一般來說，各港具體情況是不同的，每個港口都有每個港口的設計水位標準，就X港來說，其高水位3.67米和低水位1.23米。

波浪：波高的確定需要綜合各年的情況，平均的進行分析，就X港而言，其各月的最大波高在3.2米-4.4米之間。

2.2.3航道條件因素

航道寬度：本文擬采用5000DWT，10000DWT，50000DWT，70000DWT來確定船舶的寬度和對應的航道有效寬度，便于統計和真實性，最終求取值為0.21。

航道水深：本海域的航道水深是9.5m。

航道彎曲度：該海灣的航道彎曲度的評價指標設置為80，主要是因為X灣是順直航道，它在大港的航道處存在8°的彎曲角。

航道交叉情況：經過與港口通航安全的相關管理專業人員進行咨詢并綜合意見之后，X灣的航道交叉狀況的評價指標確定為71%。

交通流量：在2015年－2019年的這4年間，依據X灣口船舶進出口數來確定出X灣每天交通流量評價指標為323艘/天。

障礙物狀況：因為X灣的航道寬是150m，水深是13.4m，總長是5770m，航道也是分為兩段，基于這樣的特點，可以得到該航道和礙航物的最近距離的倒數是1/150。

2.2.4導助航設施

助航設施：因為X港港口航道的助航設備目前是基本滿足于該航道在進出船舶時的導航需求的，如此分析得到助航設施的評價指標值為85%。

VTS建設：X港的VTS系統有助于協助海事部門進行一定的交通監管，而且其具有的導助航信息服務功能也為船舶的出行以及一些聯合搜救行動提供了有益的幫助，最終，該港區的VTS評價指標值設置為95%。

2.2.5船舶設施因素

船舶尺度：X港的船舶類型以5000GT-10000GT的客滾船舶、10000GT-20000GT的雜貨船舶、30000GT-40000GT的散貨船舶為主。因此，碰撞率是根據上述三種船舶在負載范圍內的最大噸位計算的，即為P=0.0014*25000+0.0009=35%。

船齡：通過對實地情況進行調研，同時根據以往的研究可知，如果將船齡風險分類作為評價指標的話，那么X港的所有船舶均在正常維修期限年內，因此將該港船舶劃定為“低風險”類型。

船體強度：根據X港的維修系統和實地調查顯示，該地區船舶的平均CD級維修次數超過10次。

船員質量：通過對X港區船員和船長的人事檔案調查，結合對該港區船員的培訓和定期考核，調查評估結果顯示，船員全部合格，優良船員達到總人數的80%。

2.2.6管理因素

海事管理：通過現場問卷調查，發現海事局在港區實施監督的有效性達到較高水平。

安全管理體系：通過現場勘察，X港具有較完備的安全管理體系；且該港區安全管理系統的及時改進率達到85%。

3港口航行安全綜合評價方案

從以下四個方面出發，根據故障樹分析方法和預計危險分析法對港區導航安全問題提出了建議：

3.1船舶設施

（1）船舶引航員：該港區船舶數量居高不下，海上交通車水馬龍，得益于海上絲綢之路的快速推進。具有正確的引航操作，是船舶安全進出的必要保證和基本前提；這也符合港區的自身特點，所以要求引航員必須具備一定的實踐技能和引航資質。

（2）導航標志：配置完備的導航裝置能夠幫助船舶及時有效地獲取有關航行位置和通航水域的相關信息。

（3）拖輪：港口停泊船舶噸位和數量的不斷激增是港口經濟貿易的繁榮發展的結果，長此以往會造成安全隱患和經濟損失。同時如果船舶自身的控制設備不足以有效保證船舶的安全行駛，這時拖船就進入了大眾視野。此外，港口貿易主要以散貨、通貨和客運為中心，因此適當增加拖船可以有效地協助港口安全體系的建設。

3.2海事監管和風險管理

（1）VTS海事監管：隨著科學技術的更新迭代，VTS海事監管系統的發展也日趨智能化。港區船舶監管設備的及時升級和定期檢查維護，為海上監管工作和港區的安全體系有效實施具有重要的現實意義。

（2）定期的港區安全風險評估：為有效保障港口的安全，促進港口經濟的快速發展，港區的安全管理人員應定期對X港港口的航行環境的安全進行評估。評估內容涉及現有的水位監測、港區設備檢測等。

3.3其他人為因素

國際海事組織的相關統計數據顯示，人為因素導致的海上交通事故頻發，占比高達80%。因此認定人為因素是影響航行安全的重要因素。故針對本港涉海單位，提出建議如下：（1）嚴格篩選高質量高素質船員，對船員進行定期培訓和評估；（2）定期組織海上交通事故演練，提高船員的團隊合作精神；（3）確保船員優厚的福利待遇，激發船員發展潛力。

3.4通航環境

盡管現有的X港航道能夠滿足港區的基本航行需求，但由于進出港時間和潮汐水位等諸多限制條件，港口區域的船舶調度困難。現場調查顯示，X港港東側的水寬為90米。因此，根據X港港區的實際情況，可提出以下建議：

（1）進出境船舶相對集中時，如條件允許，可以臨時調整通航水域；（2）制定并實施相應的雙向通航的導航管理系統，以避免交通出現混亂的局面。

4結語

本文在文獻綜述的基礎上，以X港水域為例，收集影響港口水域航行安全的相關因素，采用數理統計、層次分析和模糊綜合評價等方法，對影響X港航行安全的風險因素進行了深入分析。根據X港區現有航行安全保障條件，在分析上述影響航行安全因素的基礎上，提出相應的安全保障措施，減少事故的發生，為X港區通航水域的安全提供切實保障。目前，筆者所應用理論和提出的方法更加合理、客觀，為制定航行安全保障措施提供了有效參考。

參考文獻

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