包 瑞 ，李岳洋

(1.江蘇省地方海事局，江蘇 南京 210004；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

內(nèi)河LNG動力船通航風險與對策分析

包 瑞1，李岳洋2

(1.江蘇省地方海事局，江蘇 南京 210004；2.江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

基于LNG動力船在航行中存在著一些新的通航風險因素，建立了LNG動力船通航風險綜合評價指標體系。結(jié)合京杭大運河(蘇北段)航行環(huán)境，分析了LNG動力船航行過程中的具體風險，采用模糊評判法對有關(guān)安全因素進行了評判，并根據(jù)這些影響因素對LNG動力船造成的風險提出了相應(yīng)的安全管理建議。

LNG動力船;模糊評判法;風險評估

0 引言

LNG能源是一種清潔燃料，具有熱值大、性能高等優(yōu)點，用于內(nèi)河船舶作為動力燃料對于我國內(nèi)河航運的節(jié)能減排具有十分重要的意義[1]。但是，LNG 動力船在航行過程中受航道自然條件、船員操作技能和船舶本身技術(shù)狀況的影響存在一定安全隱患，給水上交通安全監(jiān)管方面帶來了風險。為了提前防范這些危險因素，確保LNG動力船在內(nèi)河航道的航行安全，必須對船舶在航行過程中的各種現(xiàn)實問題做實際調(diào)查與分析，以便海事管理機構(gòu)對其進行科學安全監(jiān)管。

1 內(nèi)河LNG動力船通航風險識別

結(jié)合京杭大運河(蘇北段)通航環(huán)境綜合分析后選取船舶自身條件、自然條件、水文氣象和航道的交通要素中的幾項重要指標進行分析。

1.1船舶自身條件產(chǎn)生的風險

船舶自身條件主要包括人員操作水平、機艙形式、儲氣罐布置三個因素。 人員操作技術(shù)參差不齊，對LNG認識不正確以及缺乏相關(guān)的專業(yè)知識等都會潛在地增加通航風險。LNG 動力船機艙形式主要分為兩種：本質(zhì)安全型機艙、增強安全型機艙。本質(zhì)安全型機艙的布置就是要求機艙處所在任何情況下(正常和異常情況)均處于氣體安全狀態(tài)，艙內(nèi)所有供氣管路應(yīng)進行氣密環(huán)圍，如采用雙壁管等。對于增強安全型機艙在氣體探測、機械通風、管路連接和監(jiān)控措施等方面要求比本質(zhì)安全型機艙要高[2]，可根據(jù)不同的設(shè)計要求來考慮機艙形式?？紤]安全性因素、經(jīng)濟性因素、適用性因素，儲氣罐的布置位置可主要分為三種：貨艙處、艉部甲板處或者是機艙處所。對于不同的通航環(huán)境，儲氣罐的布置位置的不同帶來的風險也不同。

1.2自然條件產(chǎn)生的風險

自然條件風險包括河道水深、河道寬度、橋梁高度三個因素。河道水深不夠會導致船舶觸底擱淺甚至破壞船底結(jié)構(gòu)，所以河道水深是船舶通航中必須考慮的因素。船舶如果行駛在狹窄的航道中時，容易產(chǎn)生岸推、岸吸和浪損效應(yīng)，當船舶過多時容易發(fā)生碰撞故障[3]。由于LNG動力船的型深較大，因此船舶的凈空高度要比其他同尺度大小的船舶要大，所以橋梁通航高度也是制約其航行的主要因素。

1.3水文氣象條件產(chǎn)生的風險

水文氣象條件風險包括風力大小、能見度、水流三個因素。內(nèi)河LNG動力船的型深較大，大風中航行時更容易造成船舶的偏航、劇烈搖晃，甚至造成碰撞、擱淺等事故，所以風力大小是必須考慮的因素。能見度的高低會直接影響到船舶的行船安全，在能見度不良的情況下船舶最容易發(fā)生碰撞事故。水流對于航行安全的影響主要表現(xiàn)在三個方面，分別是流速、流向和不正常流。受到不同的流向和不正常流時，會對船舶的操縱造成影響，船舶容易發(fā)生漂移并可能與他船或者岸基碰撞。

1.4交通條件產(chǎn)生的風險

交通條件風險包括船只密度、助航設(shè)施、海事管理三個因素。船只密度能夠直接反映一個水域船舶的交通規(guī)模和繁忙程度，并能夠從側(cè)面反映該水域交通的擁擠和危險程度。船只過于密集就會有可能產(chǎn)生碰撞。助航設(shè)施的完善性和合理性對船舶安全航行起著保駕護航的作用。海事管理作為船舶調(diào)度中心，對整個航道的通航安全起著至關(guān)重要的作用。

對以上分析的通航過程中影響因素見圖1。

2 LNG動力船通航風險綜合評價指標體系

影響LNG動力船航行安全的眾多因素中大部分具有模糊性?；谀：u判法成熟性，所以運用模糊評判法對內(nèi)河LNG動力船通航安全進行評價。在對LNG動力船通航風險識別的基礎(chǔ)上，建立LNG動力船通航風險綜合評價指標體系，包括因素集的確定和評價集的建立[3]。

2.1因素集的確定

通過圖1，建立模糊評價因素集，其中一級評價指標有四個，分別是自然條件因素、水文氣象因素、交通因素、船舶自身條件因素，其表達式為U={U1，U2，U3，U4}。

自然條件因素包含三個二級評價指標，分別是河道水深、河道寬度、橋梁高度,其表達式為U1={U11，U12，U13}。

水文氣象因素包括三個二級評價指標，分別是水流、能見度、風力大小,其表達式為U2={U21，U22，U23}。

交通因素包括三個二級評價指標，分別是船只密度、助航設(shè)施、海事管理，其表達式為U3={U31，U32，U33}。

船舶自身因素包括三個二級評價指標，分別是人員操作水平、機艙形式、儲氣罐布置,其表達式為U4={U41，U42，U43}。

2.2建立評價集

將指標等級劃分為五個等級，分別為低危險等級、較低危險等級、一般危險等級、較高危險等級和高危險等級，可寫成：V={低危險，較低危險，一般危險，較高危險，高危險}，模糊評價的過程中可以寫成表達式V={1,2,3,4,5}。

3 LNG動力船通航風險模糊綜合評判

在建立LNG動力船通航風險綜合評價指標體系后，需要確定各個影響因素的隸屬度，然后進行模糊矩陣的計算，最后根據(jù)計算結(jié)果得出LNG動力船在京杭大運河(蘇北段)通航過程中的風險等級。

3.1隸屬度的確定

通過制作調(diào)查問卷并請專家對每個影響指標進行打分，匯總后采取層次分析法求出每一個評價指標的隸屬度。 計算得到的各個因素隸屬度見表1～表5。

表1 一級評價因素指標A

表2 航道自然條件的二級評價指標的隸屬度A1

表3 水文氣象因素的二級評價指標的隸屬度A2

表4 交通因素的二級評價指標的隸屬度A3

表5 船舶自身因素的二級評價指標的隸屬度A4

3.2綜合評判計算

隸屬度確定后，通過調(diào)查分析得出各個二級因素對于LNG動力船通航危險等級的評價矩陣見表6。

自然條件評價向量B1=A1RS，其中RS為R1，R2，R3組成的三行五列矩陣。采用最小最大值算法得出：

B1=A1RS=(0.2 0.4 0.3 0.2 0.2)

水文氣象條件評價向量B2=A2RM，其中RM為R4，R5，R6組成的三行五列矩陣。采用最小最大值算法得出：

B2=A2RM=(0.233 5 0.3 0.5 0.1 0.1)

表6 評價矩陣

交通條件評價向量B3=A3RN，其中RN為R7，R8，R9組成的三行五列矩陣。采用最小最大值算法得出：

B3=A3RN=(0.2 0.5 0.3 0.247 9 0.1)

船舶自身條件評價向量B4=A4RQ，其中RQ為R10，R11，R12組成的三行五列矩陣。采用最小最大值算法[5]得出：

B4=A4RQ=(0.2 0.324 6 0.4 0.2 0.1)

一級評價向量B=AR。采用最小最大值算法可得出：

B=AR=(0.2 0.324 6 0.4 0.2 0.2)

從上面結(jié)果中可以判定，內(nèi)河LNG動力船航行于京杭大運河(蘇北段)總體上是處于較低危險和一般危險之間。

通過上面對單一因素進行評價可得出：在自然評價因素中，其中河道寬度影響較大；內(nèi)河水文氣象因素對于通航風險相對于其他因素的影響比較小；交通因素中的助航設(shè)施不夠健全，海事的管理方面欠缺；船舶自身條件中人員操作水平較低，缺乏相關(guān)的專業(yè)知識；儲氣罐布置位置的選擇不夠科學。

4 建議和對策

4.1加強現(xiàn)場監(jiān)管

海事管理機構(gòu)應(yīng)根據(jù)水文、氣象、航道和船舶航行規(guī)律等情況，制定通航安全監(jiān)管對策，落實安全措施，盡可能地減少惡劣天氣對船舶航行的影響；可通過對船舶周邊加強管制，設(shè)定管制區(qū)，降低船舶碰撞幾率；制定LNG動力船水上交通事故應(yīng)急預(yù)案,當事故發(fā)生時可以采取及時有效的措施；建立嚴格的船舶動態(tài)報告制度和應(yīng)急響應(yīng)體系，以更有效地對船舶進出港實施動態(tài)管理，一旦發(fā)生突發(fā)事故能迅速做出有效的應(yīng)急響應(yīng)。

4.2完善助航設(shè)施

有關(guān)部門應(yīng)配備完善有效的助航標志,如在適當間距布設(shè)標示航道寬度的浮標；適當布設(shè)導航標志或燈標以便于船舶的順利航行，有條件的地區(qū)可以采用電子航標以輔助船舶在惡劣天氣條件下安全航行。

4.3優(yōu)化船舶設(shè)計

針對京杭大運河(蘇北段)通航環(huán)境，對存在的問題在船舶改裝或建造初期應(yīng)進行重點優(yōu)化和解決，使其達到安全要求。如果艙容有剩余，還可將剩余艙容部分建一個隔離空艙，單獨安放 LNG 儲氣罐。另外，可以設(shè)置防火墻以提高LNG儲氣罐安全性。儲氣罐的布置應(yīng)結(jié)合不同的航行環(huán)境，綜合考慮各種影響因素選擇最優(yōu)的位置。

4.4提高船員操作水平

船舶管理部門應(yīng)配備足夠的適任船員，編制船員安全操作手冊，定期對船員進行技能培訓， 使其掌握LNG動力船的專業(yè)操作知識，增強安全意識，嚴格遵守并認真執(zhí)行船舶停泊、航行、作業(yè)的各項操作規(guī)定。

5 結(jié)語

通過以上分析不難發(fā)現(xiàn)，雖然LNG動力船舶較普通動力船舶增加了一定的安全隱患，但是這些風險都是可控的，只要采取針對性的措施，風險就會大大降低。所以，加強對LNG動力船風險管控，對于保證LNG動力船運輸安全暢通，建成暢通、高效、平安、綠色的現(xiàn)代化內(nèi)河水運體系意義重大。

[1] 管義鋒,史騰飛,朱培培,等.LNG雙燃料船舶加注過程氣罐泄漏爆炸后果分析[J].船舶工程,2016,38(1):31-34.

[2] 朱培培.內(nèi)河柴油-LNG雙燃料動力船舶風險分析[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學,2015.

[3] 李根.長江張南水道通航環(huán)境安全評價研究[D].武漢：武漢理工大學，2006.

[4] 汪珺.LNG 動力船市場迎來“春天”[N].中國水運報，2013-07-01(2)．

[5] 李鴻吉.模糊數(shù)學基礎(chǔ)及實用算法[M].北京:科學出版社,2005.

U698.6

A

2017-03-09

包瑞(1975—),男，高級工程師，從事船舶檢驗工作。