LNG船舶进出港航行移动安全区宽度定量计算分析

为保障液化天然气(LNG)船舶进出港通航安全,提出一种基于LNG船舶碰撞事故概率和风险的LNG船舶移动安全区宽度界定方法。该方法以船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG池火危害模型为基础,计算LNG船舶在航行过程中的事故概率和风险,并根据其分布特征,结合事故概率与风险可接受标准,定量界定LNG船舶移动安全区的宽度。研究表明,LNG船舶移动安全区宽度与通航水域交通流分布、事故船舶的排水量、航行速度等相关。在水上交通管理应用中,可根据LNG船舶及应用水域交通的实际情况确定LNG船舶进出港航行移动安全区的宽度。     

基于IWRAP模型的跨海大桥建设通航风险研究

为支撑跨海大桥建设决策,对拟建桥梁水域通航风险进行预测,采用IWRAP模型对通航风险进行量化,运用分布函数对观测桥梁水域航道/航路船舶流量进行拟合,构建风险分析模型,计算桥梁水域通航风险水平;根据设定桥梁通航标准,类比拟建桥梁水域内已建成桥梁桥区交通流分布情况,预测桥梁建成后船舶流量分布函数并计算通航风险水平,通过对比得出跨海大桥建设带来的通航风险变化。研究结果表明：运用IWRAP模型预测跨海大桥建设的通航风险较为合理。     

自由航行海域船舶碰撞概率计算

为分析船舶在自由航行海域航行的事故风险,提出自由航行海域船舶碰撞概率计算方法。首先,从船舶自动识别系统(AIS)轨迹信息提取船舶航行特征点,利用航迹聚类算法对自由航行海域的船舶行为特征建模,并采用合适的剪枝方法对聚类树进行剪枝,获得某目标海域船舶的航迹分类和航路尺度特征。然后,根据航路中船舶交通流的分布特征,利用IWRAP理论对船舶碰撞概率进行蒙特卡洛仿真,计算不同航路中的船舶碰撞概率值。由试验结果可知,根据航迹聚类算法将该水域划分为10段航路;该水域的最危险航路为T1和T9,最危险的汇聚点是P1,最危险船舶种类为货船;该水域船舶碰撞事故频率为1.18起/a。仿真试验结果表明,航路聚类结果和船舶碰撞概率与目标海域实际情况一致。     

基于系统动力学的港口船舶通航风险成因耦合模型

为改善水上交通安全条件和有效避免风险事故的发生,需要研究港口船舶通航风险的形成机理。以港口船舶通航复杂性系统为视角,借助系统动力学方法进行港口船舶通航风险成因耦合仿真。首先,探讨港口水域船舶通航风险的形成原因及成因的相互影响和耦合类型;其次,基于港口水域船舶通航风险的人、船、环境与管理子系统构成因素,提出港口水域船舶通航风险成因之间的相互关系动力学流图;然后,建立非线性的系统动力学动态耦合模型,通过港口水域船舶通航风险成因耦合仿真,分析同质因素和异质因素的耦合作用。最后,结合青岛港船舶通航风险影响因素的数据,采用系统动力耦合模型进行港口水域船舶通航风险成因的耦合作用程度分析。结果表明:在港口船舶通航风险成因中双因素耦合作用下,与环境因素耦合造成的风险较大,特别是与交通环境因素耦合后风险大,且变异系数小。需要切实加强交通组织管理,从而降低客观因素的耦合程度,可有效避免通航事故,提高通航系统的安全可靠性。     

连续弯曲航道的船舶碰撞风险评估方法研究

在连续弯曲航道航行时，船舶的碰撞风险急剧增加。首先，基于船舶碰撞风险理论构建船舶经过连续弯道时的碰撞风险评价指标体系；然后，采用粗糙集理论、序关系分析法与模糊综合评价相结合的方法对连续弯曲航道船舶碰撞风险进行综合评价；最后，计算指标体系中各项指标的组合权重，并将组合权重与模糊综合评价模型中各个指标所对应的隶属度相结合，得到连续弯曲航道船舶碰撞风险综合评价等级。以东博寮海峡与蓝塘海峡为例，对连续弯曲航道的船舶碰撞风险进行安全评估。结果显示东博寮海峡与蓝塘海峡的船舶碰撞风险处于较高风险等级，与实际风险相接近，这表明RS-G1-Fuzzy(Rough Set theory-G1 method-Fuzzy comprehensive evaluation)模型可准确评价连续弯曲航道船舶碰撞风险水平，有助于制定相关船舶碰撞风险减缓措施。     

基于改进集对分析法的船舶碰撞风险评价

为研究船舶碰撞事故风险,避免由船舶碰撞导致的人员伤亡、经济损失等严重后果,选取琼州海峡某一特定水域为研究对象,建立船舶碰撞风险评价指标体系.分别用层次分析法和熵权法确定主客观权重,后基于博弈论进行组合赋权.再采用改进的集对分析法,量化琼州海峡某一特定水域的船舶碰撞风险等级,分析碰撞事故关键因素.结果 表明,选定水域船舶碰撞风险偏高,原因主要与船舶会遇率、能见度不良等相关,与实际情况相符,表明该模型适用于船舶碰撞风险评价研究.最后提出减少水域中船舶碰撞事故发生概率的相关建议.     

基于云物元理论的引航环境风险评价模型研究

引航环境的风险评价对引航船舶的航行安全意义重大。将引航环境安全因素分为自然环境、航道条件、交通环境和被引船舶状况4个一级指标,建立引航环境风险评价指标体系,采用熵权法确定评价指标的权重系数,并针对引航环境风险评价指标的随机性和模糊性,建立引航环境风险评价的标准正态云物元模型,计算待评物元与标准正态云物元之间的关联度,从而引入置信度准则识别风险等级。最后,将此方法应用于长江江苏段引航环境的风险评价中,结果表明该方法实用、准确。     

受限水域船舶积压风险测度方法研究

为了系统、客观地评估受限水域船舶积压衍生风险,实现对船舶积压风险的防控,进行船舶积压风险测度方法的研究。阐述了受限水域船舶积压风险的3种表现形式,提炼了风险表现形式的测评指标,提出了受限水域船舶积压指数,并建立了以二元Logistic回归为核心的风险测度模型,对积压风险测评指标进行量化处理,最后通过对三峡-葛洲坝枢纽船舶积压风险的实证分析验证测度方法的可行性。结果表明,受限水域船舶积压风险测度方法可以根据水域特征筛选积压风险主要测评指标,并最终得到积压衍生风险发生概率预测公式,预测并判断相应水域某一时期的船舶积压衍生风险严重程度,对实时测度和降低受限水域船舶积压风险、完善受限水域船舶通航安全预警和相关软件开发运用具有重要意义。     

LNG船舶锚泊安全距离定量计算建模

为保障液化天然气船舶(LNG船舶)锚泊安全,提出了一种基于船舶漂移运动和船舶碰撞风险的锚泊安全距离计算方法.首先,结合船舶运动数学模型,通过蒙特卡洛模拟LNG船舶走锚漂移运动,得出走锚漂移方向概率密度函数,从而确定船舶走锚漂移横向、纵向距离;同时,结合船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG火灾模型,建立LNG船舶碰撞风险模型,确定满足碰撞概率和风险可接受的安全距离.最后,比较两种模型计算结果,并取其较大值作为LNG船舶锚泊安全距离.结果表明,LNG船锚泊安全距离不仅与环境水域的风、流情况有关,还与附近水域内船舶大小及速度有关.建议交通管理中需结合水域环境特征和水域船舶特点确定LNG船舶的锚泊安全距离.     

基于组合权重模糊物元模型的船桥碰撞风险评价

为了定量评价船桥碰撞风险,确定不同桥梁的安全程度,通过头脑风暴法对影响船舶通过桥区水域安全的因素进行辨识,构建了包含10个Ⅰ级指标的指标体系,采用AHP法和熵权法分别从主、客观的角度计算各指标的权重,并依据最小鉴别原理进行权重组合,得到兼顾主、客观因素的权重。将各项评价指标划分为低危险度、较低危险度、中等危险度、较高危险度和高危险度5个安全等级,结合组合权重构建船桥碰撞风险模糊物元评价模型。最后利用该模型对长江干线6个典型桥梁的船撞桥风险进行了评价。结果表明,除"C"桥梁处于"中等危险度"外,其他5座桥梁均处于"较低危险度",该模型应用于船桥碰撞综合评价具有较好的适应性。     

三峡坝区船舶通航安全风险演化研究

为提高三峡坝区船舶通航安全水平,利用实地调研和结构方程模型(SEM)等方法,研究三峡坝区船舶通航安全风险演化。分析三峡坝区船舶通航安全风险影响因素,编制测量量表,筛选指标并构建风险演化指标体系,建立理论关系模型;基于SEM方法,采用AOMS 22. 0统计软件进行路径分析,检验并修正所构建的理论关系模型。结果表明:三峡坝区船舶通航安全风险由自然环境风险、航道状态风险、管理行为风险、船舶风险和船员风险5大风险直接或者间接作用演化形成,风险演化过程分为诱发、蔓延和升级3个阶段。     

五元联系数在大中型水库船桥碰撞风险评价中的应用——以三峡库区为例

跨江大桥的兴建和内河航运需求的增加导致船桥碰撞事故频发。为有效评价大中型水库船桥碰撞风险，首先，构建“人-船-桥-环境-管理”五维动因的评价指标体系；然后，对各风险指标进行组合赋权，基于五元联系数和集对分析理论建立船桥碰撞风险评价模型，识别导致船桥碰撞风险的关键因素，并分析各桥区的风险等级及其发展态势；最后，以三峡库区为例，对江津、朝天门、长寿、丰都、忠县、云阳等地的长江大桥开展实地调研，收集各指标数据以进行实例应用。结果显示：水位、桥梁密度、能见度、水流速度、导航设施、船长超负荷状态及心理素质等指标为影响船桥碰撞风险等级的关键因素；丰都、忠县、江津、朝天门等地长江大桥的风险等级均为较高水平，长寿桥区风险等级为中等水平，云阳县域风险等级为较低水平。此外，五元联系数集对分析模型能够准确评价三峡库区船桥碰撞风险水平，并从同势、均势和反势3方面判别船桥碰撞风险态势，较好地处理风险评价中的不确定性问题，可为其他船桥水域的通航安全评价提供理论参考。     

一种船舶失控情况下桥区水域范围界定方法

为分析船舶失控状态下船-桥碰撞概率分布特征,定量界定船舶失控状态下桥区水域范围,提高桥区通航安全保障水平,对界定方法进行研究。以失控状态下船舶的运动模型为基础,建立基于失控运动特征的船-桥碰撞概率计算模型。在此基础上,根据船-桥碰撞概率可接受标准定量界定桥区水域范围。为验证算法的合理性,运用蒙特卡洛法模拟出不同气象、水文条件和船舶失控状态下的船-桥碰撞概率,基于随机模拟结果,计算出不同船-桥碰撞概率条件下桥区水域范围。仿真结果表明:用该方法界定的桥区水域范围与当前海事主管部门经验设置的范围一致。     

基于博弈论组合赋权的航道水域通航安全评价

为有效降低航道水域通航过程中发生事故的风险,将组合赋权方法应用于航道水域通航安全评价中.通过调研和查阅资料确定了航道通航安全评价指标体系,基于该指标体系建立了基于博弈论组合赋权法的航道水域通航安全评价模型.利用博弈论将层次分析法、熵权法、可拓学3种方法计算所得权重进行最优组合,兼顾专家决策者的主观属性及数据蕴含的不确定性和动态可拓性,然后基于可拓学关联度的概念对航道关于各评价等级的关联关系进行综合评价,得到最终评价结果,并对计算结果从权重角度进行灵敏度分析,考察结果的稳定性和可靠性.最后,以宁波-舟山港为例,选取部分航道对该安全评价模型进行验证,结果表明该评估模型合理、有效.     

船舶定线制减少长江交通事故

船舶定线制,是指定船舶在水上某些区域航行时所遵循或采取的航线、航路或通航分道的一种制度,是对水上交通繁忙区域实施有效安全管理的主要手段,是对航路合理规划、有效利用的重要方法。它代表着水上船舶航行秩序管理的发展方向,目前已在全球不同水域得到成功的应用。     

基于突变理论的海底隧道勘探工程通航安全评价

海底隧道勘探工程施工影响通航环境,妨碍水上交通时间较长,应对施工水域进行通航安全评价。鉴于不同勘探施工水域通航安全具有特殊性,需分析不同施工水域影响通航风险的因素,以“人-船-环境-管理”为出发点,建立了海底隧道勘探工程通航安全评价指标体系。采用改进的CRITIC法和专家打分法确定指标的重要性及排序,无量纲化评价指标,进而进行归一化运算,计算各指标的突变隶属函数值,并对其值进行修正,构建了基于突变理论的隧道勘探工程通航安全评价模型。突变理论无需确定指标的权重,克服了传统评价方法中主观赋权的局限性。研究结果及案例表明该模型能较好地评价此类工程施工的通航安全,验证了突变理论应用于该类通航安全评价的有效性和实用性。     

近岸水域船舶溢油应急保障能力评估

为了降低溢油事故对近岸水域造成的影响,提高近岸水域船舶溢油事故应急响应系统的能力,采用结构方程模型,评价船舶溢油应急保障能力。在分析近岸水域船舶溢油应急响应系统影响因素的基础上,构建了船舶溢油应急保障能力评价的指标体系,引入结构方程模型,建立船舶溢油应急保障能力分析的路径模型,分析应急保障变量之间的互动关系及其影响程度,研究其算法,并以实例验证模型的可行性。结果表明,人员保障在溢油应急保障能力中起主导作用,其次是物资保障和技术保障。     

跨海大桥船桥碰撞模糊Bow-tie风险评估方法

为有效降低跨海大桥船桥碰撞风险、提高桥区水域安全,建立一种适用于跨海大桥的量化船桥碰撞风险评估方法。首先,结合Bow-tie模型与模糊集合理论,构建跨海大桥船桥碰撞风险评估的模糊Bow-tie模型来定量分析各结果事件概率;然后,用敏感性分析方法揭示船桥碰撞的主要影响因素;最后,通过对某跨海大桥通航风险评估,实例验证所建评估方法的有效性。结果表明:基于估的模糊Bow-tie模型的风险评估方法适用于跨海大桥船桥碰撞的风险评估,且实现评估由定性到定量的转变,为海事监管部门的安全管理提供决策支持。     

航道水域的船舶夜航环境风险评价

准确地识别航道水域夜航环境的风险因子并对其进行客观、合理地评价,可以有效规避该风险并保障航道水域船舶的夜航安全。在查阅分析大量文献的基础上,结合专家意见确定航道水域夜航环境风险评价指标体系,运用层次分析法和熵权法确定了各指标的主、客观权重。采用物元综合评价法对航道水域夜航环境风险进行评价,通过查阅相关标准和文献确定航道水域夜航环境风险因子的经典域和节域,将实测的定量定性指标数据代入关联函数计算得出对应等级的关联度,乘以权重向量后确定该水域环境的风险等级。选取天津港3条航道进行实例评价,结果表明,船舶在航道B夜航为低风险,在航道A和航道C夜航为一般风险,实例结果与航道实际情况一致,验证了该方法的有效性。     

陆空通话下的平行航路碰撞风险模型研究

目前在平行航路碰撞风险研究中,通常会忽略人为因素的影响。为更系统地研究平行航路的碰撞风险,提高碰撞风险值计算的准确性,先分析航路飞行特点找出陆空通话下平行航路中人因可靠性的影响因素;然后考虑人与人交互的过程,改进传统的认知可靠性与失误分析方法(CREAM),构建平行航路中人因可靠性的计算模型。根据Brooker思想,建立并分析纵向、垂直、侧向3种平行航路碰撞风险模型。将所建模型应用于三亚区管中心。结果表明,陆空通话下某平行航路的碰撞风险值小于国际规定的安全目标水平,进而说明该模型可用于平行航路碰撞风险的研究。