胡波華

（浙江海洋學院水產(chǎn)學院，浙江舟山　316022）

·研究簡報·

漁船大風浪中航行風險分析及估算模型研究

胡波華

（浙江海洋學院水產(chǎn)學院，浙江舟山316022）

風險分析的核心內(nèi)容是風險估算，它是通過計算風險事件發(fā)生概率大小后對風險進行量化的過程。為了保證漁船駕駛?cè)藛T及其他相關管理人員對漁船安全航行決策有可靠依據(jù)，提高漁船大風浪中安全航行，對漁船在大風浪中航行進行風險估算十分必要。本文通過對漁船在大風浪中航行時可能發(fā)生的風險事故、發(fā)生原因和后果進行初步分析后，選定了導致漁船大風浪中航行發(fā)生風險的致災因子和危險等級，提出了利用模糊綜合評定的方法對漁船大風浪中航行進行風險估算的初步數(shù)學模型。據(jù)此模型，當漁船選定一個航行方案后，根據(jù)海洋、氣象部門發(fā)布的航行海區(qū)風浪預報信息，可以獲得漁船大風浪中航行危險等級的模糊評定結(jié)果。

漁船；大風浪；風險估算；模糊綜合評定；模型

風險分析是災害研究中發(fā)展迅速的理論，是對于存在風險的項目、工程和任務做風險決策的重要基礎［1］，對于存在風險的事件進行事先的風險估算，即估算事故發(fā)生的可能性的大小，是風險分析的重要內(nèi)容［2-3］。在一些存在較大風險的領域，風險分析理論和技術在安全管理中得到了廣泛的應用，并取得了顯著的成效，如核工業(yè)、海上石油生產(chǎn)和金融投資等等［4］。

海上復雜多變的天氣條件和難以預測的大風浪威脅著航行的船舶，由于水文氣象條件惡劣造成的海上重大人身傷亡事故和重大財產(chǎn)損失事故時有發(fā)生［5］。漁船海上航行時，此類安全威脅同樣存在，因此十分有必要對大風浪中漁船航行的風險狀況進行定量評估，以便在大風浪中航行的漁船選定航行方案有一個便于執(zhí)行的評估手段或參考標準，為漁船航行安全決策提供依據(jù)。

在航運界業(yè)已形成了以風險分析技術為基礎和核心的綜合安全評估（FSA）方法。自國際海事組織1997年通過《IMO制定安全規(guī)則過程中應用FSA暫行指南》以來，相關國際組織和國家已采用FSA方法開展了多項關于安全和環(huán)保方面的研究工作，如散貨船F(xiàn)SA研究和客滾船安全評估研究等等［6］。但到目前為止，尚未見到關于對漁船大風浪中航行的FSA研究。

利用風險分析理論和技術對漁船大風浪中航行進行風險估算，建立漁船大風浪中航行的風險估算模型，可為漁船安全航行風險決策提供重要依據(jù)，同時也可為今后開展?jié)O船大風浪中航行的FSA研究打下基礎。

1　事故類型

根據(jù)農(nóng)業(yè)部（農(nóng)漁發(fā)【2010】41號）頒布的《漁業(yè)船舶水上事故統(tǒng)計規(guī)定》，漁船大風浪中航行可能發(fā)生的風險事故可分為一般事故、較大事故、重大事故和特別重大事故（表1）。

表1　農(nóng)業(yè)部水上事故分級標準Tab.1　Grading standard of the marine accident of the Ministry of Agriculture

漁船在大風浪中航行發(fā)生事故，除可能導致船舶設備和船上物資及漁獲物等損失外，更嚴重的可能導致船舶傾覆，進而造成船舶全損和人員傷亡。事故不僅會帶來直接的經(jīng)濟損失，還可能產(chǎn)生極大的社會影響和海洋環(huán)境災難。

船舶安全管理涉及人、船、環(huán)境以及組織即船公司等［7］。近年來，普遍認為80%左右的事故涉及人為因素。因為漁船大風浪中航行方案是一個人為選定的過程，在不考慮船舶本身因素的情況下，不同漁船或同樣的漁船采取不同的航行方案和操縱方式時大風浪對其影響程度是不同的，最后結(jié)果也會不一樣。因此，進行漁船大風浪中航行的風險估算并進行風險決策非常必要。

2　評估模型

作為風險分析工作核心的風險估算，需要大量的統(tǒng)計調(diào)查和計算。為了便于對漁船大風浪中航行進行風險估算，本文提出了一個簡單、可用于初步分析的數(shù)學模型。據(jù)此，當漁船在大風浪中航行時，一旦駕駛員選定了某個航行方案，便可根據(jù)計劃航線上可能遭受的大風浪情況對此航行方案的風險進行估算，從而為風險決策提供依據(jù)。

2.1漁船大風浪中航行致災因子的選定

航海上一般將6級以上的風稱為大風［8］，其是引起海浪和海流的直接原因［9］。顯然，漁船在大風浪中航行，風浪過大、大風浪持續(xù)時間過長是引發(fā)大風浪中風險事故的主要原因，盡管對處于不同作業(yè)海域或不同類型的漁船應考慮的側(cè)重點有所不同。同時，航向與大風浪方向的夾角也是最重要的因素之一［10］。因此本文選取大風與大浪作用時間、航向與大風浪方向的夾角作為主要的致災因子加以考慮。其中，大風等級?。猴L力＜7級、風力8～9級、風力10～11級和風力≥12級；浪高等級?。褐欣耍?.25 m≤H1/3＜2.5 m）、大浪（2.5 m≤H1/3＜4.0 m）、巨浪（4.0 m≤H1/3＜6.0 m）、狂浪（6.0 m≤H1/3＜9.0 m）、狂濤（9.0 m≤H1/3＜14.0 m）和怒濤（H1/3≥14.0m）；航向與大風浪方向的夾角分別取：0°、45°、90°、135°和180°；在某一航向與大風浪方向夾角下，大風或大浪對船舶的作用時間分別?。篐≤4 h、4 h＜H＜8 h、8 h≤H＜12 h和H≥12 h。

2.2漁船大風浪中航行危險等級選定

參照表1，我們可以建立漁船在大風浪中航行危險等級（表2）。

表2　漁船大風浪中航行危險等級Tab.2　The hazard rating of the fishing vessel sailing in the heavy sea

據(jù)此，我們可以得到漁船在大風浪中航行危險等級論域為：

V=｛v1，v2，v3，v4｝=｛I，II，Ш，IV｝

2.3漁船大風浪中航行時危險等級模糊評定

漁船大風浪中航行時危險等級模糊評定，是指漁船大風浪中航行致災因子論域U中危險等級評定因子的模糊子集A與危險等級論域V上的各危險等級的模糊子集B之間的關系。

本文中，漁船致災因子U=U1+U2，其中U1=｛U1i｝=｛S1i｝（i=1，2，3，4分別對應相應等級大風）和U2=｛U2i｝=｛S2i｝（i=1，2，3，4，5，6分別對應相應等級大浪）分別表示在不同的航向與風力方向的夾角和不同的時段內(nèi)，漁船處于不同等級的風、浪作用中。

若不考慮航向與風浪的夾角及作用時間誤差，僅考慮風力預報的誤差，則與致災因子論域U中大風的影響U1項相對應的危險等級評定因子模糊子集可表示為：

與致災因子論域U中大浪的影響U2項相對應的危險等級評定因子模糊子集可表示為：

上述兩式中，S1i（i＝1，2，3，4）和S2i（i＝1，2，3，4，5，6）分別表示漁船在某一大風浪中航行時，致災因子U1和U2對應的值；a1i（i＝1，2，3，4）和a2i（i＝1，2，3，4，5，6）分別表示S1i和S2i的隸屬度。

通過專家經(jīng)驗評定方法，可以得到漁船在不同大風浪條件下航行時，發(fā)生不同等級危險的概率。因此，也可以得到在大風浪中航行時漁船的危險等級論域V與大風致災因子論域U1和大浪致災因子論域U2之間的模糊關系。其中大風的影響可表示為20個4*4維模糊矩陣，大浪的影響可表示為20個6*4維模糊矩陣［11］。

因此，漁船在不同風、浪等級作用下，當航向與風浪方向、作用時間確定后，發(fā)生不同等級危險的模糊關系矩陣可分別表示為：

和

2.4漁船大風浪中航行時危險等級指數(shù)模糊綜合評定

當漁船選定一個航行方案后，根據(jù)海洋、氣象部門發(fā)布的航行海區(qū)風浪預報信息，可以獲得漁船航行方案的危險等級。針對大風影響，

A1=（a11，a12，a13，a14）

和

R1=（r（1）ij）4*4

因此，可得到漁船在大風作用下此航行方案危險等級的模糊子集為：

B1=A1·R1=（a11，a12，a13，a14）·（r（1）ij）4*4

同樣，針對大浪影響有：

A2=（a21，a22，a23，a242，a25，a26）

和

R2=（r（2）ij）6*4

漁船在大浪作用下此航行方案危險等級的模糊子集為：

B2=A2·R2=（a21，a22，a23，a242，a25，a26）·（r（2）ij）6*4

因為在大風浪中漁船同時遭受大風和大浪作用，所以漁船在大風浪中航行時危險等級的模糊評定結(jié)果為：

其中，bi=b（1）i+b（2）i-b（1）i·b（2）i（i=1，2，3，4）

3　結(jié)語

漁船在大風浪中航行危險等級指數(shù)可用來表示漁船在不同天氣海浪條件下發(fā)生不同等級風險后果的可能性。而漁船危險等級指數(shù)的模糊關系矩陣可以定量描述漁船在不同等級風浪作用、不同航向與風浪方向夾角、不同長度時段內(nèi)發(fā)生不同等級風險后果的可能性。因此，在實際工作中，根據(jù)海洋、氣象部門相關信息，可以隨時獲取漁船計劃航線上的天氣海浪預報，能夠得到漁船大風浪中航行危險等級指數(shù)的模糊關系矩陣，從而對漁船航次安全性進行預先評估，以為漁船在大風浪中航行風險決策提供依據(jù)，提高航行安全性。

本文所提出的漁船大風浪中航行風險估算模型僅僅是一個初步框架。真正要建立大風浪等致災因子對漁船產(chǎn)生不同等級風險后果的模糊關系矩陣需要花費大量時間進行統(tǒng)計調(diào)查，有待于進一步深入研究。

［1］ROBERT W R，JAMES L R，THOMAS D.Incorporating risk assessment and benefit cost analysis in environment management ［J］.Risk Analysis，1988，8（3）:415-420.

［2］李世奎.中國農(nóng)業(yè)災害風險評價與對策［M］.北京:氣象出版社，1999.

［3］陳新民，夏佳，羅國煜.黃河下游懸河決口災害的風險分析與評價［J］.水利學報，2000，28（10）:12-16.

［4］VINCENT T C，KAZUHIKO K.A comparison of approaches to environmental risk management in Japan and The United States ［J］.Risk Analysis，1988，8（3）:247-260.

［5］郭其順.世界海運事故的現(xiàn)狀與原因分析［J］.中國船檢，2000，2（2）:43-45.

［6］向陽，朱永峨，陳國權，等.風險分析與綜合安全評估（FSA）［J］.中國船檢，1999.12：34-35

［7］劉正江.船舶安全管理［M］.大連:大連海事大學出版社，2011:2.

［8］王興國，池弘福，胡波華，等.漁業(yè)生產(chǎn)安全與管理［M］.上海:上?？萍嘉墨I出版社，2006:99.

［9］陳家輝，張吉平.航海氣象學與海洋學［M］.大連:大連海事大學出版社，2001:24-26.

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［11］黃崇福，王家鼎.模糊數(shù)學優(yōu)化處理技術及其應用［M］.北京:北京航空航天大學出版社，1995:99-127.

Study on the Risk Analysis&Estimation Model of the Fishing Vessel Sailing in the Heavy Sea

HU Bo-hua
（Fishery School of Zhejiang Ocean University，Zhoushan316022，China）

The core content of the risk analysis is the risk estimation.It is a process of the risk quantification by calculating the probability of the occurrence of the risk event.In order to ensure the drivers of the fishing vessel and other related manager have the reliable basis of the safety decision for the fishing vessel navigation，to improve the navigation safety of the fishing vessel in the heavy sea.It is necessary to do the risk estimation for fishing vessel sailing in the heavy sea.Through preliminary analyzing the risk accident，causes and consequences about the fishing vessel sailing in the heavy sea，the paper selects the hazard factors caused the occurrence of the risk event of the fishing vessel and the hazard rating，puts forward a preliminary mathematical model for estimating the risk of the fishing vessel sailing in the heavy sea by using the method of fuzzy comprehensive evaluation.On the basis of the model，when the fishing vessel selected a navigation scheme，according to the forecast information issued by the ocean and meteorological department in navigation area，we can get the vessel sailing in the stormy waves dangerous levels of fuzzy evaluation result.

fishing vessel；heavy sea；risk estimation；fuzzy comprehensive evaluation；model

U698.6

A

1008-830X（2015）02-0187-05

2014-12-15

浙江省教育廳（Y201223122）

胡波華（1968-），男，浙江寧海人，講師，研究方向：海洋漁業(yè)法規(guī)及漁船安全航行.E-mail:hbh666@126.com