趙倉龍

（南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航海系，江蘇 南通 226010）

0 引言

通航環(huán)境是船舶通航安全保障的重要組成部分，且通航環(huán)境安全受多種因素的共同影響。某港擬在該港外海水域擴建錨地，該錨地的作用是各類型船舶均在該錨地進行作業(yè)、待泊以及檢疫熏蒸作業(yè)。錨地的建設(shè)本身服務(wù)于港口發(fā)展，但在建設(shè)初期會一定程度上改變該水域的交通流特征，將對船舶通航安全造成一定的影響，也因此對船舶監(jiān)管和交通組織提出了更高的要求。在錨地進行錨泊、作業(yè)時，影響船舶錨泊安全的通航環(huán)境因素眾多，所以難以針對所有與通航安全相關(guān)的環(huán)境因素進行風(fēng)險評價。本文將針對新建錨地水域通航環(huán)境風(fēng)險評價方法進行研究。

1 風(fēng)險評價指標(biāo)的確定

為了保證風(fēng)險評價的快速性和評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文通過綜合有關(guān)學(xué)者在該領(lǐng)域的研究成果和專家咨詢的方法確定評價的通航安全影響因素，即評價指標(biāo)，力求使所選取的評價指標(biāo)能夠反映新建錨地水域通航環(huán)境的安全狀況。通過對新建錨地水域進行現(xiàn)場調(diào)研，以及專家咨詢，并參考相關(guān)文獻，本文將工程水域通航風(fēng)險源識別為三大類，共18項，如圖1所示。其中，三大類為：自然環(huán)境、港口環(huán)境、交通環(huán)境；18個風(fēng)險源為：風(fēng)、浪、流、水深條件、底質(zhì)、霧及能見度、惡劣天氣、錨地選址、錨地平面布置、錨地規(guī)模、錨地功能、港口吞吐量、船舶航路、交通流量、導(dǎo)助航設(shè)施、應(yīng)急救援設(shè)施、船舶錨泊和進出港調(diào)度機制、錨地船舶安全管理。該18項通航風(fēng)險源即為本次通航風(fēng)險評價所選取的評價指標(biāo)。

圖1 新建錨地水域通航風(fēng)險源指標(biāo)體系

2 風(fēng)險評價模型的構(gòu)建

為了更真實地評價新建錨地水域的通航風(fēng)險，借助通航安全管理有關(guān)專家的經(jīng)驗，先對通航風(fēng)險的單個風(fēng)險源指標(biāo)進行評價，然后對所有指標(biāo)進行模糊綜合評價，以盡可能減少統(tǒng)計信息的遺漏和信息的中途損失，有助于解決用“是”或“否”這類確定性評價帶來與客觀真實性的偏離問題。因此，本文選定“模糊綜合評價法”作為通航風(fēng)險評價的方法?！澳：C合評價”方法及過程簡述如下。

首先，設(shè)評判對象為 P，其因素集（指標(biāo)集）U={u1u2u3um}，評判等級集 V={v1v2v3vm}，（U，V，R）則構(gòu)成了一個模糊綜合評判模型。對U中每一因素根據(jù)評判集中的等級指標(biāo)進行模糊評判，得到評判矩陣，如式（1）所示。

其中，rij表示ui關(guān)于vj的隸屬程度。

第二，確定各因素重要性指標(biāo)（也稱權(quán)數(shù)）后，記為向量A，如式（2）所示。

最后，將A與R合成得到向量B，如式（3）所示。

對綜合評價得出的的向量B結(jié)合模糊評價理論中的“最大隸屬度”或“最貼近隸屬度”原則，可確定評價對象P所處的綜合評判等級。

3 風(fēng)險評價方法

3.1 層次分析方法定權(quán)

建立模糊綜合評價模型需要的各影響因素的影響程度（也稱為指標(biāo)權(quán)重），從而構(gòu)成權(quán)重向量A=（a1a2a3… an）用以綜合計算。求取指標(biāo)權(quán)重的方法眾多，如最小二乘法、二項式系數(shù)法、DELPHI法、相鄰比較法、專家調(diào)查法、層次分析法等。指標(biāo)權(quán)重的精確性很大程度上影響評價結(jié)果的科學(xué)性和正確性，因此需選擇合適的計算方法，既要有理論支撐，又要盡量符合航海習(xí)慣做法等實際情況。

專家調(diào)查法來源于航海實踐，但受主觀影響程度較大，當(dāng)不同專家的意見存在很大差異時，所得數(shù)據(jù)則不一定能夠滿足理論分析的需要；層次分析法理論上較為成熟，具有應(yīng)用廣泛、簡單易行、操作性強等特點，是一種有效的量化分析方法，特別適用于多因素、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)的大系統(tǒng)研究。因此，綜合上述兩種方法的特點，本文采用專家調(diào)查與層次分析相結(jié)合的方法求取指標(biāo)權(quán)重。運用層次分析方法求取指標(biāo)權(quán)重的過程，大體可分為以下三個步驟：

首先，分析系統(tǒng)中各指標(biāo)之間的關(guān)系，對同一層次各指標(biāo)關(guān)于上一層次中某一指標(biāo)的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造指標(biāo)兩兩比較的判斷矩陣；建立本工程水域通航風(fēng)險評價指標(biāo)體系，該體系共有3層：目標(biāo)層即通航風(fēng)險評價，中間層即指標(biāo)類別（分別為自然環(huán)境、港口環(huán)境和交通環(huán)境），最底層即指標(biāo)層（18個風(fēng)險影響指標(biāo)）。采用層次分析法，建立中間層對目標(biāo)層的判斷矩陣1個，指標(biāo)層對中間層的判斷矩陣3個。采用專家調(diào)查方法，對通航風(fēng)險影響指標(biāo)之間的兩兩比較進行打分，經(jīng)過統(tǒng)計整理，得到各判斷矩陣。

第二，對判斷矩陣進行一致性檢驗，由判斷矩陣計算被比較指標(biāo)對于該層次的相對權(quán)重，得到層次單排序；求取各層次判斷矩陣的最大特征值λmax及其對應(yīng)的特征向量W，根據(jù)一致性檢驗方法，計算各矩陣的CR值，當(dāng)CR＜0.10時，判斷矩陣的一致性是否可以接受。

第三，計算各層次指標(biāo)相對于目標(biāo)層的總權(quán)重，并進行排序，得到各層次待選擇的各指標(biāo)相對于目標(biāo)層的層次總排序；由通過一致性檢驗的判斷矩陣求取各層次指標(biāo)權(quán)重，再求取各指標(biāo)對目標(biāo)層即通航風(fēng)險評價的總權(quán)重，從而構(gòu)成權(quán)重向量A。

3.2 隸屬度求評判矩陣

經(jīng)過比較各類求取隸屬度的方法比較，本報告采用模糊統(tǒng)計法求取隸屬度函數(shù)值，此方法能夠較為直觀地反映指標(biāo)的隸屬程度。針對本報告所研究的問題，采用模糊統(tǒng)計，求隸屬度的方法如下。

對某一指標(biāo)i，設(shè)置評價等級j（j分為五個風(fēng)險等級：低、較低、一般、較高、高度危險），通過咨詢N名專家，若對i指標(biāo)由低到高五個等級評價的人數(shù)分別為N1、N2、N3、N4、N5，則指標(biāo)i隸屬于各個等級的程度分別為 N1/N、N2/N、N3/N、N4/N、N5/N，由此得到i指標(biāo)的隸屬度向量。

4 風(fēng)險指標(biāo)信息采集及處理

根據(jù)前述風(fēng)險評價方法，本研究中咨詢了航海類專家、船長、大副共20位。發(fā)放并回收調(diào)查表格20份，采集并處理相關(guān)信息后得到相關(guān)結(jié)果如下：

4.1 權(quán)重信息采集及處理

將調(diào)查表統(tǒng)計整理，得到各指標(biāo)兩兩比較的判斷矩陣，如表1、2、3、4所示。

表1 三大類別指標(biāo)重要性比較

表2 自然環(huán)境中7個指標(biāo)重要性比較

表3 港口環(huán)境中5個指標(biāo)重要性比較

表4 交通環(huán)境中6個指標(biāo)重要性比較

經(jīng)計算，上述4個判斷矩陣均通過一致性檢驗。上述矩陣中風(fēng)險影響指標(biāo)的權(quán)重向量（層次單排序）依次分別如式（4）、（5）、（6）、（7）。

18個風(fēng)險影響指標(biāo)即風(fēng)、浪、流、水深條件、底質(zhì)、霧及能見度、惡劣天氣、錨地選址、錨地平面布置、錨地規(guī)模、錨地功能、港口吞吐量、船舶航路、交通流量、導(dǎo)助航設(shè)施、應(yīng)急救援設(shè)施、船舶錨泊和進出港調(diào)度機制、錨地船舶安全管理在總目標(biāo)中所占的權(quán)重向量（層次總排序）計算式（8）所示。

4.2 隸屬度信息采集及處理

將調(diào)查表統(tǒng)計整理，得到對18個風(fēng)險指標(biāo)風(fēng)險等級的判斷，再根據(jù)Ni/N（Ni為統(tǒng)計數(shù)據(jù)，N為專家總?cè)藬?shù)），得到各指標(biāo)對風(fēng)險等級的隸屬度值，如表5所示。

表5 風(fēng)險源對風(fēng)險等級的隸屬度值

5 風(fēng)險評價結(jié)果

根據(jù)模糊評價方法，對A港新建錨地水域通航風(fēng)險綜合評價如式（9）所示。

B中第3個分向量的值最大，則根據(jù)“最大隸屬度”原則，判斷新建錨地水域通航風(fēng)險整體上為“一般”。由于B的第2個分量較第3個分量值略小，故工程水域通航風(fēng)險評價為“一般”趨于“較低”。由于A港新建錨地水域交通流量較大，船舶在錨地及其附近水域航行會對A港船舶安全產(chǎn)生一定影響。因此，A港錨地規(guī)劃建設(shè)在一定程度上將增大港內(nèi)水域的通航風(fēng)險，需采取相應(yīng)的風(fēng)險緩解措施。

6 風(fēng)險緩解措施

根據(jù)本文對各指標(biāo)判斷矩陣的相關(guān)計算，三大類風(fēng)險影響類別中的18個風(fēng)險影響指標(biāo)在總目標(biāo)中所占權(quán)重的排序依次是：錨地平面布置、導(dǎo)助航設(shè)施、船舶錨泊和進出港調(diào)度機制、錨地船舶安全管理、錨地規(guī)模、錨地功能、交通流量、應(yīng)急救援設(shè)施、港口吞吐量、惡劣天氣、船舶航路、錨地選址、霧及能見度、浪、流、水深條件、底質(zhì)、風(fēng)。根據(jù)三大類風(fēng)險影響類別的權(quán)重大小，提出相應(yīng)緩解措施。

6.1 交通環(huán)境

在三大類風(fēng)險影響類別中，“交通環(huán)境”所占權(quán)重最大，為0.500 0，其風(fēng)險影響程度明顯高于自然環(huán)境和港口環(huán)境。在所有風(fēng)險影響指標(biāo)中，導(dǎo)助航設(shè)施所占權(quán)重最大，為0.133 3，船舶錨泊和進出港調(diào)度機制及錨地船舶安全管理次之，為0.100 0。主要原因是擬建錨地?？看胺N類較多，涉及到各類船舶安全、有效地進入錨地進行錨泊、作業(yè)，且錨地內(nèi)設(shè)有專門的航道供船舶進出港和錨地航行，需設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)助航設(shè)施。此外，健全、高效的船舶錨泊和進出港調(diào)度機制和錨地船舶安全管理，能夠提高碼頭效率，同時保證錨泊船舶和航行船舶的安全，確保良好的錨泊秩序和錨泊環(huán)境。交通環(huán)境大類中的其他風(fēng)險影響指標(biāo)所占權(quán)重相對較小，船舶航路所占權(quán)重均為0.033 3；交通流量、應(yīng)急救援設(shè)施為0.066 7，較船舶航路項風(fēng)險偏高，主要是因為A港新建錨地水域鄰近航道，船舶交通流量較大。根據(jù)上述計算和分析結(jié)果，提出如下緩解措施。

（1）需委托有資質(zhì)的單位進行導(dǎo)助航設(shè)施的設(shè)計，并將設(shè)計方案報備海事主管機關(guān)，投入使用后還應(yīng)進行導(dǎo)助航設(shè)施的定期檢查和養(yǎng)護，確保其功能有效發(fā)揮；

（2）按照錨地使用功能方案，建立有效的船舶錨泊和進出港調(diào)度機制，使錨泊船有序進入港區(qū)靠泊作業(yè)，避免過多的船舶同時起錨造成航道內(nèi)船舶交通流量過于密集；

（3）結(jié)合A港錨地的實際情況，建立有效的錨地安全管理制度，加強錨泊船的安全管理，督促船舶加強錨泊期間的安全值班，及時發(fā)布惡劣天氣預(yù)警信息及安全信息，督促錨泊船特別是長期停航的錨泊船做好安全防范工作；

（4）隨著A港的不斷發(fā)展，應(yīng)配備相應(yīng)足夠的應(yīng)急救援設(shè)施、設(shè)備，以保障錨地水域應(yīng)急資源充足。

6.2 港口環(huán)境

在三大類風(fēng)險類別中“，港口環(huán)境”所占風(fēng)險權(quán)重排序居中，為0.375 0，其風(fēng)險影響程度略高于自然環(huán)境因素，但明顯低于交通環(huán)境因素。其中，錨地平面布置的影響權(quán)重較大，為0.140 6，錨地規(guī)模的影響權(quán)重其次，為0.093 8。錨地功能、港口吞吐量、錨地選址的影響權(quán)重則相對較小，計算結(jié)果分別為0.070 3，0.046 8，0.023 4。隨著A港新建錨地投入使用后，增加了A港錨地水域的船舶數(shù)量。因此，為保障A港正常營運和良好的港口環(huán)境，需要對擬建錨地建成營運后保持良好的維護。根據(jù)分析結(jié)果，提出如下緩解措施。

（1）定期對擬建錨地進行掃測，避免由于泥沙運動造成局部淤積，導(dǎo)致錨地水深不足；

（2）注意航道與錨泊船之間的安全，各船舶錨泊時應(yīng)加強對航道內(nèi)船舶的關(guān)注，及時提醒過往船舶，并注意自身船位的控制，防止走錨。

6.3 自然環(huán)境

在三大類風(fēng)險類別中，自然環(huán)境所占權(quán)重相對最小，其中影響較為明顯的是惡劣天氣、霧及能見度，其次是水深條件和底質(zhì)，風(fēng)、浪、流在該水域風(fēng)的影響則相對不明顯。根據(jù)上述分析結(jié)果，提出如下緩解措施。

（1）對于A港區(qū)新建錨地其局部分布砂巖（膠結(jié)）、礫砂層，錨爪入土困難，拋錨的船舶應(yīng)特別注意錨爪是否入土，防止船舶走錨；

（2）惡劣天氣下，部分船舶應(yīng)根據(jù)海事主管機關(guān)統(tǒng)一安排調(diào)度到A港區(qū)防臺錨地進行防臺；（3）對于濃霧天氣，錨泊船應(yīng)加強錨泊安全值班，確保霧泊信號開啟。

7 結(jié)束語

本文通過對新建錨地水域通航環(huán)境影響因素的調(diào)研分析，建立錨地水域通航環(huán)境綜合風(fēng)險評價指標(biāo)體系，采用層次分析、專家評判相結(jié)合，建立綜合風(fēng)險評價模型。該模型比較準(zhǔn)確、客觀地反映新建錨地水域通航狀況，并根據(jù)風(fēng)險評價結(jié)果提出切實可行的對策與建議，為海事管理部門加強對新建錨地水域的通航環(huán)境及通航管理等方面提供科學(xué)的決策依據(jù)和參考。

[1]張清.錨地水域通航風(fēng)險研究[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2012.

[2]楊璐,姚安林,張錦偉.油氣長輸管道設(shè)計方案綜合風(fēng)險評價方法研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2013(8):133-138.