戴厚興, 吳兆麟

(1.大連海事大學(xué) 航海學(xué)院， 遼寧 大連 116026； 2.交通運(yùn)輸部 煙臺(tái)打撈局， 山東 煙臺(tái) 264012)

惡劣天氣下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系

戴厚興1,2, 吳兆麟1

(1.大連海事大學(xué) 航海學(xué)院， 遼寧 大連 116026； 2.交通運(yùn)輸部 煙臺(tái)打撈局， 山東 煙臺(tái) 264012)

研發(fā)具有可視化、智能化預(yù)警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)，進(jìn)一步提高我國(guó)海事國(guó)際履約水平和海上交通安全監(jiān)管與保障能力。為此,對(duì)惡劣天氣條件下的海上交通事故種類、影響海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)的主要環(huán)境條件及進(jìn)行惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的船舶和海域進(jìn)行系統(tǒng)分析；建立海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系，并提出實(shí)施惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估面臨的主要任務(wù)。該研究可為研發(fā)惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)提供必要的理論支持。

水路運(yùn)輸；惡劣天氣；海上交通安全；動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)體系

Abstract: It is of great practical value to research and develop visualized and intelligent dynamic pre-evaluation system for marine traffic safety risk under rough weather, whether from perspective of honoring the international maritime agreements or further improving the capability of the supervision and support of marine traffic safety. The types of marine traffic accidents under rough weather, the environmental conditions that may affect marine traffic safety, and the vessels and sea areas are analyzied, on which the marine traffic risk pre-evaluation should be focused. With the identification of the factors that may affect the marine traffic risk, a dynamic pre-evaluation system for marine traffic risk is established. The major task of developing better dynamic pre-evaluation system for marine traffic risk under rough weather is proposed. Necessary theoretical support for the development of marine traffic risk pre-evaluation system under rough weather with practical value is provided.

Keywords: waterway transportation; rough weather; marine traffic safety; dynamic risk pre-evaluation; risk system

海上交通事故常伴隨著人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染等，帶來(lái)的負(fù)面影響巨大。近年來(lái)，針對(duì)海上交通安全客觀、負(fù)面后果的不確定性，歐盟啟動(dòng)了面向波羅的海智能化海上航路的e-Navigation解決方案——蒙拉麗薩(Monalisa)海事工程，對(duì)各締約國(guó)的海事履約和海上安全監(jiān)管與保障技術(shù)、方法及模式研究提出了新要求。[1]因此，推進(jìn)海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)研究，尤其是推進(jìn)惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估技術(shù)和方法研究意義重大。建立具有實(shí)用價(jià)值的惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系和模型，研發(fā)可對(duì)一些應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的船舶在航行至應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的海域之前進(jìn)行海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估的預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)。這不僅有助于將事故預(yù)防關(guān)口前移，以事前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控為主的管理模式取代事后應(yīng)急為主的管理模式,同時(shí)還有利于以動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理方法替代靜態(tài)安全管理方法，以系統(tǒng)、組合的管理體系替代分散、單項(xiàng)的事件處理方式，進(jìn)而杜絕或減少海上交通惡性事故發(fā)生。[2]

1 惡劣天氣下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)涵及其外延

“風(fēng)險(xiǎn)”的意大利語(yǔ)原意是船舶在充滿危險(xiǎn)的礁石之間航行，風(fēng)險(xiǎn)概念的核心就是后果存在著一定程度的不確定性。顯然，安全風(fēng)險(xiǎn)是指危險(xiǎn)性后果存在著一定程度的不確定性。

惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)是指海上交通運(yùn)輸過(guò)程中由于遭受惡劣天氣的影響而發(fā)生各種類型海上交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。[3]

交通運(yùn)輸部2014年9月30日公布的《水上交通事故統(tǒng)計(jì)辦法》規(guī)定，水上交通事故是指船舶在航行、停泊及作業(yè)過(guò)程中發(fā)生的造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和水域環(huán)境污染的意外事件。具體地說(shuō)，該類事故包括碰撞事故、擱淺事故、觸礁事故、觸損事故、浪損事故、火災(zāi)或爆炸事故、風(fēng)災(zāi)事故、自沉事故、操作性污染事故及其他引起人員傷亡、直接經(jīng)濟(jì)損失或水域環(huán)境污染的水上交通事故。[4]

惡劣天氣條件下發(fā)生的海上交通事故主要是指大風(fēng)浪造成的風(fēng)災(zāi)事故及大霧天氣條件下發(fā)生的碰撞事故、擱淺事故、觸礁事故和觸損事故等。

影響海上交通安全的環(huán)境因素主要包括船舶航行水域的自然條件和交通條件2大類。

1) 航行水域的自然條件是指海域的氣象、水文及地形條件等，其中:氣象條件是指能見(jiàn)度、風(fēng)向及風(fēng)力等條件；水文條件是指潮汐、波浪、海冰、水流及水深等條件；地形條件是指船舶航行和操縱的空間范圍是否受到限制。

2) 交通條件是指港口和航道的布置及設(shè)施、水域中助航標(biāo)志及設(shè)施、交通管理規(guī)章及手段等。其是通過(guò)人工努力，為便利船舶交通而創(chuàng)造的各種硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，亦可稱作人為交通環(huán)境。[5]

船舶是海上交通系統(tǒng)安全的主體，考慮到不同類型船舶的特征及遇到風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)各不相同,同時(shí)結(jié)合對(duì)近年來(lái)船舶事故的分析,可知惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)多集中在某幾類船舶上。[6]

我國(guó)海事局公布的《關(guān)于加強(qiáng)四類重點(diǎn)船舶和六區(qū)一線重點(diǎn)水域水上交通安全監(jiān)管工作的通知》規(guī)定，原“四客一危”重點(diǎn)監(jiān)管船舶調(diào)整為“四類重點(diǎn)船舶”，即客船(含普通客船、高速客船、旅游船、郵船、客滾船、客渡船、汽渡船、火車輪渡及載貨汽車滾裝船等)、危險(xiǎn)品船、砂石船及易流態(tài)化固體散裝貨物運(yùn)輸船。

在選擇需重點(diǎn)關(guān)注的船舶類型時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮可能釀成群體傷亡和重大環(huán)境污染等嚴(yán)重后果及易引起社會(huì)高度關(guān)注的船舶類型。簡(jiǎn)單地說(shuō)，客船、危險(xiǎn)品船(含油船)和超大型船舶(包括集裝箱船和散貨船等)必須予以重點(diǎn)關(guān)注。

研究惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是大霧造成的能見(jiàn)度不良條件下可能發(fā)生的船舶碰撞等風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)考慮到船舶在不同空間水域具有不同程度的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。這可從對(duì)航運(yùn)企業(yè)和海事局船舶交通管理部門的調(diào)研中得到證實(shí)。

目前我國(guó)海事主管部門的管理策略是:以網(wǎng)格化管理理念為指導(dǎo)，以差異化管理為著力點(diǎn)，優(yōu)化管理機(jī)制，轉(zhuǎn)變管理方式，落實(shí)管理責(zé)任，提高海事管理的針對(duì)性和有效性，建立轄區(qū)水域差異化、精細(xì)化和信息化的新型管理模式，實(shí)現(xiàn)資源配布合理、運(yùn)轉(zhuǎn)高效協(xié)調(diào)和機(jī)制科學(xué)順暢的管理目標(biāo)。

具體地說(shuō)，將六大監(jiān)管區(qū)域作為重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域，即:轄區(qū)主要港口的港區(qū)、航道、錨地及作業(yè)區(qū)等水域(含碼頭、泊位及岸線)；重要航道、主要航路及班輪和客運(yùn)航線水域；港外錨地、公共避風(fēng)錨地及引航員登(離)船點(diǎn)等水域；重大涉水工程等安全作業(yè)區(qū)；船舶定線制區(qū)域；交通密集區(qū)、主要航路交匯區(qū)等事故頻發(fā)區(qū)域。[7-8]

2 惡劣天氣下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析

研發(fā)具有可視化、智能化預(yù)警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)，首先要建立科學(xué)的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系。按照風(fēng)險(xiǎn)管理理論和技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系應(yīng)包括承災(zāi)體、致災(zāi)因子、風(fēng)險(xiǎn)事件、風(fēng)險(xiǎn)單元、可能的各種決策及可能發(fā)生的各種風(fēng)險(xiǎn)后果等因素。

在惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系中，致災(zāi)因子就是可能影響或?qū)е潞Ｉ辖煌ㄊ鹿拾l(fā)生的具體因素。顯然，大風(fēng)等級(jí)、風(fēng)向、大浪高度及能見(jiàn)距離等都是可能的致災(zāi)因子。此外，還要考慮交通流密度和其他不利的自然環(huán)境因素。

具體地說(shuō)，當(dāng)船舶航經(jīng)某一海域遇到大風(fēng)浪天氣時(shí)，若大風(fēng)浪的強(qiáng)度超出船舶所能承受的界限，則在很大程度上會(huì)引發(fā)風(fēng)災(zāi)事故；當(dāng)船舶遇到大霧等能見(jiàn)度不良的天氣時(shí)，若海上交通流密度較大且航道上還有工程作業(yè)船或漁船，則發(fā)生碰撞和觸損類事故的可能性就會(huì)增大；此外，其他不利的自然環(huán)境因素(如地形條件復(fù)雜、助航標(biāo)志和設(shè)施不足等)也可能導(dǎo)致海上交通事故發(fā)生。

對(duì)應(yīng)到惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系中，承災(zāi)體主要是在海上航行的各類船舶。顯然，不同類型的船舶在不同致災(zāi)因子的作用下可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及后果是不同的。

1) 風(fēng)險(xiǎn)的可能性不同。對(duì)于船舶噸位和船舶種類來(lái)說(shuō)，大型船舶的抗風(fēng)浪能力一般要強(qiáng)一些；油船等危險(xiǎn)品船的航速略低，而集裝箱船的航速較高，因此集裝箱船在遇到能見(jiàn)度不良的天氣時(shí)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性更高。

2) 風(fēng)險(xiǎn)的后果不同。對(duì)于客船來(lái)說(shuō)，一旦發(fā)生海上交通安全事故，容易引發(fā)群體傷亡事件；油船等危險(xiǎn)品船一旦發(fā)生事故，則可能引發(fā)大范圍環(huán)境污染；超大型船舶造價(jià)高、所載貨物價(jià)值巨大，一旦全損，將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

在惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系中，人為因素主要考慮的是船舶駕駛員在船舶航行到應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注海域時(shí)所采取的措施和操船策略。例如：是否需要避離大風(fēng)浪區(qū)而改變航向或停航拋錨避風(fēng)；在大風(fēng)浪中航行時(shí)所采取的航向、航速和操縱措施；能見(jiàn)度不良且航道環(huán)境比較復(fù)雜、航道上交通流密度過(guò)大時(shí)，是否采取適合當(dāng)時(shí)情況的安全航速或拋錨停航等。

3 惡劣天氣下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系的建立

根據(jù)上述風(fēng)險(xiǎn)因素分析，針對(duì)海事主管部門重點(diǎn)關(guān)注的客船、危險(xiǎn)品船和超大型船舶，可在一些重要航(路)道、事故多發(fā)區(qū)和船舶定線制水域等重點(diǎn)關(guān)注海域建立惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系。

首先，定義惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)是指具體某船在某一海區(qū)航行時(shí)因航行方案、船舶駕駛員采取的相關(guān)措施、船舶本身的特殊性及航行海區(qū)的氣象水文、交通流密度和其他各種自然環(huán)境變化的不確定性而可能引發(fā)的具有危險(xiǎn)性的后果，可表示為

R=f(D,C,S)

(1)

即惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)R是決策D,環(huán)境條件C和船舶條件S的函數(shù)。

圖1為惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系結(jié)構(gòu)圖。由圖1可知，對(duì)于海事主管部門重點(diǎn)關(guān)注的客船、危險(xiǎn)品船和超大型船舶而言，在一些重要航(路)道、事故多發(fā)區(qū)和船舶定線制水域等重點(diǎn)關(guān)注海域航行時(shí)的惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)是人為因素、船舶條件和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。具體地說(shuō)，當(dāng)船舶駕駛員按照所確定的航行方案及相應(yīng)的措施在某一海域航行時(shí)，大風(fēng)浪、低能見(jiàn)度、過(guò)大的交通流密度及其他不利的自然環(huán)境因素等致災(zāi)因子作用于作為承災(zāi)體的船舶，而船舶又存在著不同程度的脆弱性，若所采取的措施不足以確保船舶安全航行，則風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)發(fā)生。

圖1 惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系結(jié)構(gòu)圖

4 惡劣天氣下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估面臨的主要任務(wù)

實(shí)施針對(duì)重點(diǎn)關(guān)注船舶在重點(diǎn)關(guān)注海域的惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估時(shí)，首先要建立科學(xué)有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估模型。[9]

若采用目前實(shí)際應(yīng)用效果較好的模糊綜合評(píng)判方法，則可根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)管理理論中的ALARP原則將船舶在惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)劃分為黃、橙和紅等3種不同程度的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，分別與ALARP原則中的“可忽略風(fēng)險(xiǎn)”“ALARP”區(qū)和“不可容忍風(fēng)險(xiǎn)”對(duì)應(yīng),即確定惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的論域。

(2)

同時(shí)，基于實(shí)際調(diào)研結(jié)果，明確給出不同類型的重點(diǎn)關(guān)注船舶及在不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)條件的實(shí)際意義，為海事主管部門實(shí)際監(jiān)管和船舶駕駛員實(shí)際操作提供具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的參考建議。

設(shè)致災(zāi)因子的論域?yàn)?/p>

U=U1+U2+…+Ui+…+Un

(3)

式(3)中:n為致災(zāi)因子個(gè)數(shù)。設(shè)其中任意第i個(gè)致災(zāi)因子的具體取值可表示為

Ui={ui1,ui2,…,uim}

(4)

式(4)中:m為可取值數(shù)量。

與致災(zāi)因子相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定因子的模糊子集可表示為

A=A1+A2+…+Ai+…+An

(5)

若第i個(gè)致災(zāi)因子可取值的狀態(tài)個(gè)數(shù)為m，則有

Ai=(ai1,ai2,…,aim)

(6)

式(6)中:aij(j=1,2,…,m)為第i個(gè)致災(zāi)因子Ui可能的取值狀態(tài)。第i個(gè)致災(zāi)因子在不同取值狀態(tài)下對(duì)應(yīng)可產(chǎn)生不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的模糊關(guān)系矩陣(即風(fēng)險(xiǎn)矩陣)可表示為

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

(7)

在得到風(fēng)險(xiǎn)矩陣后，當(dāng)船舶未來(lái)各航行時(shí)段內(nèi)的致災(zāi)因子值(如大風(fēng)浪等級(jí)、能見(jiàn)距離和交通密度等)通過(guò)預(yù)報(bào)手段得到之后，即可得到船舶航經(jīng)某一海域的交通安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估值。

記B為船舶交通安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的模糊集，則有

B=B1+B2+…+Bi+…+Bn

(8)

式(8)中:Bi(i=1,2,…,n)為第i個(gè)致災(zāi)因子Ui對(duì)應(yīng)的船舶交通安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的模糊子集，可由式(9)得到。[10]

Bi=Ai°Ri

(9)

由此可見(jiàn)，在不同致災(zāi)因子的具體取值條件下，確定對(duì)應(yīng)于不同類型船舶風(fēng)險(xiǎn)狀況的風(fēng)險(xiǎn)矩陣直接關(guān)系到惡劣天氣條件下的海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，能否得到科學(xué)可靠、與實(shí)際船舶風(fēng)險(xiǎn)狀況相符的風(fēng)險(xiǎn)矩陣是評(píng)估效果是否有效的關(guān)鍵。

為有效解決該問(wèn)題，應(yīng)首先對(duì)不同類型的重點(diǎn)關(guān)注船舶進(jìn)行分類，盡量對(duì)長(zhǎng)期在某類船舶上工作的資深船長(zhǎng)進(jìn)行問(wèn)卷式調(diào)研，得到該類船舶在不同致災(zāi)因子條件下的風(fēng)險(xiǎn)狀況參數(shù)；然后采取模糊綜合評(píng)價(jià)理論中不完備信息條件下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論和方法，對(duì)調(diào)研得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理，以得到既有充分的理論依據(jù)又具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的風(fēng)險(xiǎn)矩陣；最后設(shè)計(jì)并研發(fā)實(shí)用性強(qiáng)、指導(dǎo)意義明確、具有可視化和智能化預(yù)警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)。

通過(guò)對(duì)海事主管部門進(jìn)行充分調(diào)研，進(jìn)一步了解其實(shí)際需求，針對(duì)不同的重點(diǎn)關(guān)注海域分別設(shè)計(jì)研發(fā)不同需求或功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同類型的重點(diǎn)關(guān)注船舶量身定制。輸出結(jié)果應(yīng)做到實(shí)用性強(qiáng)、指導(dǎo)意義明確，并具有輔助決策管理功能。

5 結(jié)束語(yǔ)

提出惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系，主要用于幫助海事主管部門保障惡劣天氣條件下重點(diǎn)關(guān)注的客船、危險(xiǎn)品船和超大型船舶在一些重要航(路)道、事故多發(fā)區(qū)和船舶定線制水域等重點(diǎn)關(guān)注海域的海上交通安全，也可應(yīng)用于船員的具體工作中。

研究惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系的最終目的是為研發(fā)具有可視化和智能化監(jiān)控功能的、可對(duì)某一海域進(jìn)行惡劣天氣條件下的交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估的輔助管理與決策系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

若要研制更加科學(xué)可靠、先進(jìn)完備的惡劣天氣條件下海上交通安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估體系，還要從風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估模型選取、風(fēng)險(xiǎn)矩陣確定和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)等方面考慮，在實(shí)地調(diào)查研究和系統(tǒng)分析上下功夫。

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DynamicRiskPre-EvaluationSystemforMarineTrafficSafetyUnderRoughWeather

DAIHouxing1,2,WUZhaolin1

(1. School of Navigation, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China; 2. Yantai Salvage Bureau, Ministry of Transport, Yantai 264012, China)

U676.1

A

2016-05-13

交通運(yùn)輸部海事局項(xiàng)目(0706-14400003N010)

戴厚興(1966—)，男，山東臨沂人，高級(jí)工程師，船長(zhǎng)，博士生，主要從事交通運(yùn)輸安全保障與防護(hù)技術(shù)研究。 E-mail:capt.dai@163.com

1000-4653(2016)03-0073-04