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        舟山港域條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)價(jià)

        2022-05-19 04:07:21周欣蔚田延飛齊維種張可陳立家
        水運(yùn)管理 2022年4期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

        周欣蔚 田延飛 齊維種 張可 陳立家

        【摘 要】 為對(duì)舟山港域條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的識(shí)別和評(píng)價(jià),采用系統(tǒng)性、層次性的分析方法識(shí)別條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素,基于模糊統(tǒng)計(jì)方法得到各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)應(yīng)的5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度,采用加權(quán)平均方式反模糊化,得到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化值,基于量化結(jié)果,比較分析風(fēng)險(xiǎn)意義下各因素的相對(duì)重要性。風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)價(jià)的研究結(jié)果可以為采取差異性、針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)防范措施提供依據(jù)或參考。

        【關(guān)鍵詞】 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);模糊統(tǒng)計(jì);隸屬度原理;條帚門(mén)航道

        0 引 言

        水域通航環(huán)境是影響船舶航行安全的重要因素之一,對(duì)其進(jìn)行合理有效的評(píng)估可為船舶安全航行、海上安全管理決策等提供有益參考,對(duì)于采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施、保障船舶航行安全具有重要意義。水域通航環(huán)境構(gòu)成因素眾多,因素的分類(lèi)尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或固定的結(jié)果;同時(shí),對(duì)各因素的評(píng)價(jià)既需要有理論支撐,又要符合習(xí)慣做法、航海實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,對(duì)水域通航環(huán)境構(gòu)成因素進(jìn)行系統(tǒng)、全面的識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍然是該領(lǐng)域的焦點(diǎn)問(wèn)題。

        舟山港域條帚門(mén)航道位于舟山本島東南側(cè),是大型船舶進(jìn)出寧波舟山港的重要水道。條帚門(mén)航道特殊的水文、氣象、島礁分布,以及船舶交通流、漁船航行和作業(yè)等,均會(huì)影響水上交通安全。系統(tǒng)分析條帚門(mén)航道通航環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),對(duì)于保障水域交通安全具有重要意義。

        1 研究對(duì)象

        選取舟山港域條帚門(mén)航道為研究對(duì)象。條帚門(mén)航道所在海域地理位置優(yōu)越,水深、浪小、海床穩(wěn)定[1],是大型船舶理想的航道。條帚門(mén)航道與蝦峙門(mén)航道外相連、內(nèi)平行,是兩條適宜通航大型船舶、連通舟山東南部諸島與寧波、輻射杭州灣乃至“海進(jìn)江”的航道,構(gòu)成大型船舶進(jìn)出寧波舟山港的雙航道。

        2 數(shù)據(jù)選取和評(píng)價(jià)方法

        首先,基于系統(tǒng)工程學(xué)觀點(diǎn),采用系統(tǒng)性、層次性的分析方法識(shí)別研究對(duì)象水域通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素;其次,通過(guò)發(fā)放專(zhuān)家調(diào)查問(wèn)卷,基于專(zhuān)家判斷獲得通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的模糊評(píng)價(jià);再次,基于模糊統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度;然后,基于模糊理論,采用加權(quán)平均方式進(jìn)行反模糊化,得到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的量化值;最后,對(duì)基于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的量化結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析??傮w技術(shù)路線見(jiàn)圖1。

        2.1 通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)

        通航環(huán)境由風(fēng)、波浪、流、潮汐、霧及能見(jiàn)度、航道長(zhǎng)度、航道寬度、航道水深、航道彎曲、船舶航路交叉、船舶交通流量、船舶交通流多樣性(如交通流中的船舶類(lèi)型構(gòu)成、載貨種類(lèi)構(gòu)成、尺度構(gòu)成等)、障礙物分布、助航設(shè)施設(shè)備配布等因素構(gòu)成。同時(shí),通航環(huán)境構(gòu)成因素又分為自然環(huán)境、航道條件、交通環(huán)境等3個(gè)類(lèi)別。這種系統(tǒng)性、層次性的分析方法和結(jié)果可為識(shí)別條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素提供借鑒。

        2.2 風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模糊評(píng)價(jià)

        風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定性評(píng)價(jià)(模糊評(píng)價(jià))的調(diào)查問(wèn)卷可對(duì)基于專(zhuān)家判斷得到的各因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。

        2.3 基于模糊統(tǒng)計(jì)法的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)隸屬度

        采用模糊統(tǒng)計(jì)法求取隸屬度(即隸屬度函數(shù)在某點(diǎn)的值)。這種方法能較直觀地反映模糊概念中的隸屬程度。建立各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定性評(píng)價(jià)(定性概念)與序號(hào)( j)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(見(jiàn)表1),基于模糊統(tǒng)計(jì)的結(jié)果計(jì)算因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(S)對(duì)第 j個(gè)評(píng)價(jià)的隸屬度(rj)。

        式中: nj為使用第j個(gè)評(píng)價(jià)進(jìn)行因素風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的專(zhuān)家人數(shù); n為被調(diào)查的專(zhuān)家總?cè)藬?shù)。

        2.4 基于反模糊的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化

        參考層次分析法中采用1、3、5、7、9數(shù)值來(lái)代表具有遞進(jìn)關(guān)系的模糊語(yǔ)言的方式,通過(guò)定性評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)代表性值的對(duì)應(yīng)關(guān)系(表1)對(duì)定性評(píng)價(jià)進(jìn)行量化轉(zhuǎn)換,即對(duì)各定性評(píng)價(jià)設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)代表性值(Sj)。

        采用加權(quán)平均方式對(duì)模糊評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行反模糊化,即反模糊化過(guò)程依據(jù)式(2)。

        式中:S為反模糊運(yùn)算后得到的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(量化結(jié)果)。

        2.5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

        基于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化值,可實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)意義下因素重要性的排序:S越大,表示該風(fēng)險(xiǎn)因素較其他風(fēng)險(xiǎn)因素更為重要,在采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。除得到的數(shù)值外,設(shè)計(jì)采用氣泡圖,以可視化的方式展示評(píng)價(jià)結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)意義下各風(fēng)險(xiǎn)因素的重要性比較:氣泡越大,則表示該風(fēng)險(xiǎn)因素越為重要。

        3 應(yīng)用和實(shí)例分析

        3.1 通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)

        基于系統(tǒng)工程學(xué)原理,采用系統(tǒng)性、層次性的分析方法,選取自然環(huán)境、航道條件、交通環(huán)境等3個(gè)類(lèi)別中共13個(gè)因素對(duì)條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別,見(jiàn)圖2。

        3.2 風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模糊評(píng)價(jià)

        咨詢專(zhuān)家35名(發(fā)放并回收問(wèn)卷35份),由專(zhuān)家結(jié)合航海實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參考一些評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),給出各風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的模糊評(píng)價(jià)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模糊評(píng)價(jià)見(jiàn)表2。

        3.3 基于模糊統(tǒng)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)度隸屬度

        根據(jù)模糊統(tǒng)計(jì)法,由式(1)可得條帚門(mén)航道通航環(huán)境各指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度,見(jiàn)表3。

        為使風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化評(píng)價(jià)結(jié)果更加直觀,且便于理解和辨識(shí),繪制柱狀圖,對(duì)包括13項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的量化評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行可視化處理:橫坐標(biāo)為5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(低、較低、一般、較高、高),縱坐標(biāo)分別為人數(shù)及占比(隸屬度)。以“風(fēng)”因素為例,由圖3具體可視化效果可見(jiàn),將“風(fēng)”的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)為“低”“較低”“一般”“較高”“高”的專(zhuān)家人數(shù)分別為3、1、11、13、7,其占比(即對(duì)各評(píng)價(jià)的隸屬度)分別為0.09、0.03、0.31、0.37、0.20。

        3.4 基于反模糊的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化

        根據(jù)式(2)對(duì)以隸屬度表示的模糊評(píng)價(jià)進(jìn)行反模糊化,得到條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化結(jié)果(見(jiàn)表4)。以“風(fēng)”因素為例,其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的量化值為6.12。

        3.5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

        由表4可知,“船舶交通流量”的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)量化評(píng)價(jià)為6.95。這表示在所有考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素中,船舶交通流量的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最大,在防范風(fēng)險(xiǎn)時(shí)應(yīng)是首要考慮的因素。采取的對(duì)策是:船舶應(yīng)遵守航行規(guī)則,避免違規(guī)違章行為造成水道堵塞;監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)注意疏導(dǎo)船舶交通流,使水道保持通暢。為直觀起見(jiàn),對(duì)量化數(shù)值進(jìn)行可視化,可得風(fēng)險(xiǎn)意義下各風(fēng)險(xiǎn)因素的相對(duì)重要性比較(見(jiàn)圖4),其中氣泡的大小反映了各風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的高低,以及風(fēng)險(xiǎn)因素相對(duì)重要性的大小。

        由圖4可知,風(fēng)險(xiǎn)意義下,船舶交通流量、礙航物、航路交叉、航道長(zhǎng)度、風(fēng)、霧及能見(jiàn)度等風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)氣泡較大,反映的是大多數(shù)受訪的專(zhuān)家認(rèn)為這些風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較大(模糊評(píng)價(jià)等級(jí)在“一般”以上),也說(shuō)明船舶在條帚門(mén)航道中的航行安全受這些風(fēng)險(xiǎn)因素影響的可能性較大。因此,船舶在航行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)提高對(duì)此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素的重視程度,優(yōu)先采取相應(yīng)措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),建議相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)條帚門(mén)航道水文、氣象的監(jiān)控保障建設(shè),建立惡劣水文、氣象環(huán)境預(yù)警系統(tǒng);對(duì)航道交通流密集處實(shí)行全天候監(jiān)控,組織疏導(dǎo)交通流,提高交通管理效能。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        基于安全系統(tǒng)工程原理,采用系統(tǒng)性、層次性的分析方法識(shí)別了條帚門(mén)航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素;通過(guò)發(fā)放專(zhuān)家調(diào)查問(wèn)卷、采用模糊統(tǒng)計(jì)法獲得通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的模糊評(píng)價(jià);基于模糊統(tǒng)計(jì)法得到風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度;采用加權(quán)平均的方式進(jìn)行反模糊化,得到風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的量化值;基于量化結(jié)果,得到風(fēng)險(xiǎn)意義下通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的相對(duì)重要性。研究表明,風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別具有系統(tǒng)性、完整性、代表性,能夠代表通航環(huán)境系統(tǒng);風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確,能夠反映各風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),可以為船舶、船公司、海事部門(mén)等認(rèn)識(shí)航道通航環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)特征,采取差異性、針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)防范措施等提供依據(jù)或參考。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 汪益兵,王捷,王志軍. 寧波舟山港條帚門(mén)航道及其航行方法[J]. 航海技術(shù),2014(3):11-13.

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