基于HHM-RFRM理论的智能船舶航行风险识别与筛选

针对智能船舶航行过程中航行关键风险因素的有效识别和筛选问题，提出了基于等级全息建模(Hierarchical Holographic Modeling, HHM)框架和风险过滤、评级与管理(Risk Filter, Ranking and Management, RFRM)思想的智能船舶航行风险识别与筛选理论。首先，构建智能船舶航行风险识别HHM模型，以全面而准确地选取和反映智能船舶航行风险来源；其次，通过RFRM模型对风险因素进行过滤、排序和筛选，结合贝叶斯方法的多判据评估模型，识别出智能船舶航行过程中可能存在的关键风险因素。结果可以为相关海事机构和船舶公司进行动态管理提供理论依据，同时为保障智能船舶航行安全提供一种手段。     

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。     

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。     

基于Tripod-Beta模型的船舶火灾事故风险分析

为深入分析船舶火灾事故风险因素及其后果产生的影响,通过分析1991-2017年全球船舶火灾事故调查报告,从人员、管理、船舶设备、货物、环境5个方面对船舶火灾影响因素进行识别研究;采用三脚架事故致因模型(Tripod-Beta model),构建考虑安全栅的船舶火灾事故情景演化模型,识别船舶火灾关键影响因素;并在样本量较少的情况下,采用信息扩散理论计算船舶火灾发生率;最后,利用布尔函数和风险矩阵,对船舶火灾事故风险进行评价研究。结果表明:船员不安全行为和船舶设备表面过热、设备短路是船舶火灾事故的关键风险因素;事故后果链中安全栅遭到破坏时,船舶火灾风险处于不希望发生范围内。该方法能有效评估船舶火灾风险的等级,满足海事管理部门的监管工作需求。     

基于互信息的长江船舶碰撞险情等级预测方法

为预测船舶碰撞险情等级、评价碰撞事故后果,利用互信息改进传统贝叶斯网络(BN),建立船舶碰撞险情等级预测模型。首先,基于船舶碰撞事故历史数据对船舶碰撞险情等级的风险因素进行识别;其次,计算互信息和条件互信息值判断风险因素之间独立性和条件独立性,确定因素之间依赖关系,确立BN定性部分,进而依据516条事故数据得到条件概率表(CPT),确定BN的定量部分;最后,应用长江历史事故数据验证模型的可行性和精确性。研究表明:经改进的预测模型预测精准度达94%,能够很好地预测船舶碰撞险情等级。     

民用机场飞行区安全风险识别及作用机制

为探究民用机场飞行区安全风险关键诱因,首先采集飞行区安全风险相关数据,运用扎根理论通过开放式编码、主轴编码、选择性编码和饱和度检验识别飞行区安全风险因素;然后依据范畴间的关系提出风险因素交互作用假设模型;最后运用结构方程模型(SEM)验证假设模型。研究表明:飞行区安全风险因素包括人员风险、管理风险、环境风险、机械设备设施风险等4个核心范畴和31个主范畴,对飞行区安全风险影响最大的核心范畴为人员风险,对人员风险影响最大的主范畴为管理能力; 4个核心范畴存在相互影响关系,人员风险对管理风险有显著的正向影响,同时人员风险和管理风险对机械设备设施风险、环境风险有显著正向影响。     

易流态化货物船运风险评判的隐马尔科夫模型

为了预报船载易流态化固体散装货物的风险态势,利用隐马尔科夫模型(HMM),定量化评判船舶营运安全风险。首先确定易流态化货物船舶运输风险的影响因素,构建评判结构模型,采用HMM刻画变量的关联特征;然后通过问卷调查数据和Baum-Welch算法确定模型参数,根据特定的航次信息,结合前向算法和风险衡准描述风险瞬态和风险态势;最后通过建立多场景的模拟航次,检验风险评判模型的有效性。研究表明:航次前阶段货物流态性对船运风险的影响明显,影响度为1.49;后阶段环境恶化对船运风险影响大,影响度高达1.65。     

基于N-K模型的海上交通安全风险因素耦合分析

为定量分析海上交通安全风险因素间的影响关系,识别导致海上交通事故的关键因素,分别从单因素、双因素和多因素的角度分析了人、船、环境、管理等风险因素间的耦合关系,运用N-K模型构建了海上交通安全风险耦合度量模型,结合中国海事局、德国联邦海事事故调查局、英国船舶事故调查局和美国国家运输安全委员会等海事调查机构公布的710起海上交通事故,利用所构建的模型计算出不同风险耦合的发生概率和风险值。结果表明:风险耦合因素越多,海上交通事故的发生概率越高;人的因素是引发海上交通事故的重要原因。     

民航机务维修系统安全风险监测

从人的因素、飞机的因素、环境因素和管理因素4方面分析了民航机务维修系统安全风险影响因素,结合专家调查意见建立了机务维修系统安全风险监测指标体系,并给出各个指标的含义及其衡量方法。根据机务维修系统安全风险指标及其数据特点,建立了行业机务维修系统安全风险模糊综合评价模型,并进行实例分析。结果表明,采用笔者建立的指标体系和风险模型可以方便地进行机务维修系统的安全风险评价和预警,从而找出主要的安全风险影响因素,为采取安全风险管理措施提供依据。     

感潮港口多时段船舶引航过程风险仿真模型

为研究感潮港口船舶在不同潮时进港靠泊的引航过程风险演化规律,以优化泊位利用率和提高港口的生产效率,有必要进行多时段船舶引航过程风险的动态仿真。在对船舶引航任务场景和历史数据进行分析的基础上,采取HHM方法构建船舶引航过程的关键风险指标体系,采用AHP-CRITIC方法结合风险因素的主客观分布特点获取不同引航阶段中各指标权重,最后利用不确定人工智能云模型进行多时段船舶引航过程风险的建模仿真。通过某集装箱船的感潮水域引航过程场景分析,融合采样点的客观数据和专家知识对6个靠泊窗口期船舶引航过程风险进行动态仿真。结果表明:船舶引航过程风险演化整体呈U形曲线模式,相比正常航行阶段风险值,船舶引航初始和靠泊阶段风险值高60%左右;感潮港口6个窗口期的船舶引航过程风险略有差异,潮高、潮流对船舶交通流和起锚、靠泊作业安全影响明显。     

长江干线宜昌段船舶通航风险耦合研究

研究船舶通航风险耦合关系对揭示通航风险机理、提升安全监控水平意义重大。从人-船-环-管四方面提出长江干线宜昌段船舶通航风险量化指标,运用系统动力学理论分析了双因素风险耦合关系,采用耦合度模型研究了多因素风险耦合作用并计算多因素风险耦合的耦合度。结果表明:长江干线宜昌段船舶通航风险双因素耦合与多因素耦合差异性明显;在双因素风险耦合关系中,人员与环境风险的耦合有较大的契合度,船舶与环境风险的耦合存在较大波动;在多因素风险耦合关系中,人-船-环-管风险耦合的风险程度较其余风险耦合程度高,其中环境、船舶风险参与多因素风险耦合更易导致事故发生。了解风险耦合的途径,可为水上交通安全监管和船舶航行决策提供保障。     

结合流程图与ISM的区域管制运行风险分析

为保障区域管制系统运行的安全,采用流程图法从管制员、设备、环境、管理四方面识别各运行环节潜在的风险,并建立风险因素集合。运用解释结构模型(ISM),对风险因素间的关系进行推理和计算,最终形成一个五级递阶结构解释模型,将风险因素之间原本模糊不清的关系转化为直观的具有层次分明的结构。通过对解释结构模型的分析找出了影响区域管制运行安全的直接因素、间接因素以及深层次的因素,并提出了相应的风险控制措施。     

风险、风险源、危险源的关系探讨

为了更好地管理风险,从安全风险角度,对风险、风险源、危险源等术语的关系进行探讨,并阐述风险源和风险产生原因对风险辨识和管理的重要性,以及危险源辨识对安全风险管控的必要性;在此基础上,讨论了安全风险管理问题。研究得出:危险源是安全风险源;安全风险管理要注重开展全面的风险辨识,加强安全风险源的治理,对突发事件产生原因进行管控,进而实施有效的安全风险防控措施。     

基于SFN-SD的北极冰区船舶航行风险传递路径研究

为明晰北极冰区船舶航行风险传递路径,从人员、船舶、环境、管理4方面识别北极冰区航行风险因素,并应用空间故障网络(SFN)理论和决策试验与评估实验室(DEMATEL)方法,分析船舶北极航行风险事件;采用主观数据获得风险传递概率和传递路径,构建北极冰区船舶航行风险传递网络模型;基于永盛轮北极航行记录数据,运用系统动力学(SD)方法,仿真并验证北极冰区船舶航行风险传递网络模型。结果表明：船舶北极航行风险事件中,8种为边缘事件,14种为过程事件,8种为最终事件;从边缘事件到最终事件有15条网络传递路径;经实例验证,所构建的风险传递网络模型可靠;通过该模型能够描述风险事件的传递效应和传递路径,获得最终风险事件的动态概率曲线,揭示北极冰区船舶航行风险传递的规律,为风险防范措施的制定提供技术支持。     

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。     

可控飞行撞地风险因素分析及系统结构研究

我国运输航空的伊春"8·24"空难是一起典型的可控飞行撞地(CFIT),该类事故严重影响飞行安全,因此研究CFIT风险因素结构模型对该类飞行事故的分析和预防有非常重要的意义。通过分析大量CFIT事故及事故征候,使用SHEL模型识别出18项风险因素,使用德尔菲法确定各因素之间的直接影响关系,通过决策试验和评价试验法分析出机组技术、机组应急能力、机组经验、疲劳状况、驾驶舱资源管理、民航法规及安全管理是最重要的致因因素,并确定了各类风险因素所属类别;采用解释结构模型法构建了风险因素的多级递阶结构模型,从整体上获得了各风险因素的层次结构及关系。     

基于机器学习与SHAP的油气储运事故风险分析

为深入研究对油气储运事故风险产生显著影响的因素,并探究其发生的特征与规律,本文研究收集了627起油气储运事故数据,并运用这些数据进行了建模分析。研究选取了11个关键因素,包括事故场景、操作因素等,作为模型的输入特征,而事故风险程度则作为输出结果。在评估体系方面,本研究引入了一系列指标,如准确率、AUC等,以评价模型的性能表现。在模型比较方面,我们将LightGBM模型与XGBoost和RF三种模型进行了综合对比,结果显示LightGBM模型表现出色,性能优异。此外,研究还利用SHAP方法对模型进行了可视化分析,以探究各种因素对事故风险程度的影响。研究结果明确指出,事故风险程度受到多个因素的影响,其中最为关键的因素包括事故场景、员工操作、安全管理,以及二者之间的耦合影响。为减少重大事故风险的发生,本研究强调了两个关键方面：首先需着重关注各类事故场景的安全管理体系是否健全,以确保事故场景的安全性。其次需要确保员工具备熟练的职业技能和接受充分的安全培训,从而降低操作因素和安全知识匮乏对事故风险的影响。这些举措将有助于预防重大事故的发生。     

船舶港口引航风险致因人-组织因素影响分析

为研究船舶港口引航风险中的人-组织因素(HOF),根据引航作业的实际情况描述引航风险HOF,尝试将人的因素分析与分类系统(HFACS)融合到综合安全评估(FSA)框架,辨识引航作业风险,对其进行评估;并据此建立基于贝叶斯网络(BN)的某港船舶引航风险HOF耦合关联模型;结合某港引航站的历年案例数据,分析不同类别引航员的风险致因影响因素。结果表明:绝大多数引航安全事故由不安全的引航行为导致,超过3/5的事故与不安全行为的前提条件有关,约1/4的事故与不安全的监督有关系。     

基于改进云模型-IAHP的涉爆粉尘企业安全风险评估

为了评估涉爆粉尘企业安全风险,克服传统评估过程中数据随机性和模糊性的缺陷,建立了基于云理论和区间层次分析法(IAHP)的涉爆粉尘企业安全风险评估模型。针对粉尘爆炸事故的特点构建涉爆粉尘企业安全风险指标体系,使用云理论为主客观指标赋值,采用IAHP确定各指标权重并引入可能度修正权重结果,基于改进的云合并算法整合计算结果,以综合评估企业粉尘爆炸风险,并将该模型应用于某金属加工企业。研究结果表明:该企业的粉尘爆炸风险处于一般水平,其工人安全意识薄弱、防尘及防爆措施不完善、生产布局和管理不规范等原因导致了该企业的风险,该模型评估结果与实际情况相符,为提高企业安全管理水平提供依据。     

一种安全风险评价模型在制造企业中的应用与改进

以企业落实国家风险分级管控工作要求为背景,在应用既有的安全风险评价模型开展风险点安全风险评价过程中,提出了将安全装置及安全管控措施落实有效性等纳入评价指标,以及采用风险等级适用条件快速判定方法等两项改进措施,丰富了风险评价的内涵和外延,为更加合理有效地组织落实安全风险评价管控开拓了思路。