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;吳兆麟【摘要】Itisofgreatpracticalvaluetoresearchanddevelopvisualizedandintelligentdynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficsafetyriskunderroughweather,whetherfromperspectiveofhonoringtheinternationalmaritimeagreementsorfurtherimprovingthecapabilityofthesupervisionandsupportofmarinetrafficsafety.Thetypesofmarinetrafficaccidentsunderroughweather,theenvironmentalconditionsthatmayaffectmarinetrafficsafety,andthevesselsandseaareasareanalyzied,onwhichthemarinetrafficriskpre-evaluationshouldbefocused.Withtheidentificationofthefactorsthatmayaffectthemarinetrafficrisk,adynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficriskisestablished.Themajortaskofdevelopingbetterdynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficriskunderroughweatherisproposed.Necessarytheoreticalsupportforthedevelopmentofmarinetrafficriskpre-evaluationsystemunderroughweatherwithpracticalvalueisprovided.%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.【期刊名稱】《中國(guó)航?！贰灸?卷)，期】2016(039)003【總頁(yè)數(shù)】4頁(yè)(P73-76)【關(guān)鍵詞】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【作者】戴厚興;吳兆麟【作者單位】大連海事大學(xué)航海學(xué)院,遼寧大連116026;交通運(yùn)輸部煙臺(tái)打撈局,山東煙臺(tái)264012;大連海事大學(xué)航海學(xué)院,遼寧大連116026【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】U676.1Abstract:Itisofgreatpracticalvaluetoresearchanddevelopvisualizedandintelligentdynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficsafetyriskunderroughweather,whetherfromperspectiveofhonoringtheinternationalmaritimeagreementsorfurtherimprovingthecapabilityofthesupervisionandsupportofmarinetrafficsafety.Thetypesofmarinetrafficaccidentsunderroughweather,theenvironmentalconditionsthatmayaffectmarinetrafficsafety,andthevesselsandseaareasareanalyzied,onwhichthemarinetrafficriskpre-evaluationshouldbefocused.Withtheidentificationofthefactorsthatmayaffectthemarinetrafficrisk,adynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficriskisestablished.Themajortaskofdevelopingbetterdynamicpre-evaluationsystemformarinetrafficriskunderroughweatherisproposed.Necessarytheoreticalsupportforthedevelopmentofmarinetrafficriskpre-evaluationsystemunderroughweatherwithpracticalvalueisprovided.Keywords:waterwaytransportation;roughweather;marinetrafficsafety;dynamicriskpre-evaluation;risksystem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]〃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?！敝攸c(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]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。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。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。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)槭?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，則有式(6)中:aij(j=12...,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Inm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，則有式(8)中:Bi(i=12...,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]由此可見，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。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