船舶過橋風險分析及航行安全措施

一、選題目的與意義

我國的船舶過橋碰撞問題的研究是在20世紀90年代中后期才開始發(fā)展起來的，雖

然經(jīng)過了將近10年的發(fā)展，但目前依然處于起步階段，在研究方法、方向、深度和思維

等方面均存在著不完善之處.近兩年來，隨著航運經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得人們對于預防船

舶撞橋的措施非常關注.，同時，還有船舶的體積更大，速度更快，也是人們對于避碰方

法關切度增強的重要因素之一.國內(nèi)外一系列事故發(fā)生后，船舶過橋碰撞問題的研究突顯

重要，各地研究集體與個人興起，一系列可研究的典型案例被研究者充分分析，如何結(jié)

合我國沿海以及內(nèi)河各港口的條件，通過對各港口水域發(fā)生過的船舶撞橋事故進行統(tǒng)計

分析，研究并提出船舶撞橋風險分析的方法措施，分析各個港口的撞橋風險，為解決這

一難題的未來工作提供一些參考是廣大研究者最關心的問題.在這種嚴峻背景下，模型研

究以其獨特的設計贏得了研究者的認可，研究規(guī)模量一度增加，船舶過橋碰撞問題成為

未來避碰研究的重要領域.

意義：隨著全球化、高速化和航行自由化浪潮的展開，船舶過橋碰撞問題己經(jīng)成為

一個國際航運業(yè)公認極具研究價值的新領域.從國際視野來看，大力發(fā)展船舶過橋碰撞問

題研究符合當今國際航運'業(yè)的發(fā)展潮流，以個人或者集體為主的研究形式己經(jīng)成為國外

研究的主要形式之一.而隨著國內(nèi)研究形勢的加速轉(zhuǎn)型、研究方法的發(fā)展、研究渠道的多

元化和個人研究數(shù)量的迅速增長，為我國船舶過橋碰撞問題研究帶來了豐厚的收益.船

舶過橋碰撞問題個人研究的范圍進一步加寬、研究方向槎定，屬于高附加值的“黃金研

究〃.船舶過橋碰撞問題研究的開展對實現(xiàn)船舶避碰、緩解航運高速性，密集型壓力和降

低船舶撞橋風險有著得天獨厚的優(yōu)勢，它已成為發(fā)達國家很多大航運機構(gòu)的主導研究和

重要的關注方向，在國際航運業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要位置.此外，隨著入世后我國航運市場的

全面開放，國內(nèi)航運僅靠傳統(tǒng)的貨運方式，己難以與外國競爭，必須開辟新的航運形式.

在這種機遇與挑戰(zhàn)并存的背景下，深入分析船舶過橋碰撞問題研究的發(fā)展狀況、存在問

題及其問題根源，聯(lián)系當前國內(nèi)航運實際情況提出可操作性的發(fā)展建議，對國內(nèi)航運業(yè)

加快貨運安全與效率發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義.這正是本文選題的意義之所在.

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

很多年來，各個國家有關部門都很重視水上交通事故的調(diào)查分析，IMO,各國海事部

門以及眾多專家在分析船舶撞橋幾率和碰撞危險方面，做出了巨大的貢獻，取得了令人

羨慕的成績.國內(nèi)目前主流分析結(jié)果，得出碰撞事故一般都存在措施不當，駕駛員瞭望疏

忽，判斷失誤等共同原因，可航水域突然變窄并且船舶密集度增加時候事故多發(fā)的重要

原因之一：沒有妥善解決船舶通航分道是事故頻繁發(fā)生的重要原因.相比之下，國外的研

究則更具獨特性.德國和其他一些歐美國家，在未來幾年將要修建大規(guī)模的海上風力發(fā)電

設施，而風力渦輪機給本來就復雜的通行環(huán)境又增加了諸多不確定因素，他們通過定量

分析得出可能產(chǎn)生的最壞后果，采取概率風險評估，對不同渦輪機可能造成的碰撞情形

進行計算，建立模型.在隨后的研究中，工作人員重點改進了確定概率原因的方法和減少

風險可行性的有效性.在后果方面改進并且開發(fā)了新模型，這個模型同時包含了傳播和風

力發(fā)電設施各自的損失.這些研究內(nèi)容與結(jié)論，尤其是研究方法的深入探討，不僅可以為

進一步拓展研究打下基石，也利于想出更新的研究方法與思路.

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀(一)國外研究從20世紀70年代以來，在全球船舶過橋碰撞問

題的研究浪潮的沖擊下，西方發(fā)達國家的船舶過橋碰撞問題的研究獲得了快速發(fā)展.西方

發(fā)達國家，對個船舶過橋碰撞問題的研究非常深入和廣泛，相關研究的文章和著作可以

說涉及到避碰的方方面面.

44GucmaL.(2005)MethodsforbridgesafetyassessinentswithresPeettoshiPeollisions.K.Kolowroe

ki(edt.)SafetyandReliabi!ity.Balkema.Rotteulam2005詳細論述了船舶過橋碰撞風險評估的

研究手段的制定、多種研究方法的介紹及如何根據(jù)實際情況選擇合適的研究方法.該文章

用平實、易懂的語言闡述了避碰研究的原理及運用，對船舶過橋碰撞問題的研究的計劃

具有一定的指導作用.并且對船舶過橋碰撞問題的研究策劃進行了詳細系統(tǒng)地論述，有助

于我們系統(tǒng)的了解西方船舶過橋碰撞問題的研究的基本框架，加快我國船舶過橋碰撞問

題的研究發(fā)展的步伐.”

^GucmaXMethodsofShiPbridgeCollisionSafetyEvaluation.K.KolowroekiCedtjSafetyandRel

iability(VoL2).Balkcma.Rotterdam2009.50-63.從各個方面詳細介紹了船舶過橋碰撞問題的

安全評估研究的方法基礎知識，包括研究的重要性、研究決定的步驟、研究的各種工具、

方法和具體研究的各種手段以及安全性和可依賴性.該文章全面完整的介紹對人們運用

船舶過橋碰撞問題的研究工具保障自己的安全具有很大的指導意義.”從國外的研究著

作中我們可以看出他們主要研究對象是針對研究工具，側(cè)重于研究的具體的應用，充分

利用研究工具為安全服務，達到其安全航運的目的.

（二）國內(nèi)研究我國船舶過橋碰撞問題的研究起步較晚，是在20世紀90年代中后

期才開始逐步發(fā)展起來的，進入21世紀后，我國船舶過橋碰撞問題的研究的發(fā)展速度越

來越快.因此，國內(nèi)對船舶過橋碰撞問題的研究方面的研究文章和專著也越來越多.陳

國虞、王禮立.船撞橋及其防御［M］中國鐵道出版社，2006.1（第1版）中對中外船舶

過橋碰撞問題的研究進行了概述，提出我國船舶過橋碰撞問題的研究存在以下問題：1、

短期內(nèi)許多船舶過橋碰撞問題的研究難以獲得巨大收益，需要制定防御措施，2、研究于

段相對落后，3、研究組織結(jié)構(gòu)不科學.并從國外船舶過橋碰撞問題的研究的可取之處中

提出了我國應采取的對策：研究組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、科技創(chuàng)新.戴彤宇、聶武、

劉偉力.長江干線船撞橋事故分析［J］.中國航海,2002.53（4）:44-47中闡述了國內(nèi)避碰

研究的發(fā)展脈絡，分析了各種事故發(fā)生的原因，并預測，今后相關研究的發(fā)展趨勢，最

后提出了船舶過橋碰撞問題的研究未來的策略選擇.葛俐莉.橋梁工程建設中對船撞

橋的主動防御措施研究［D］.吉林大學碩士學位論文，2013對中國航行風險系數(shù)大問題的

現(xiàn)狀及趨勢進行了預測，從國家航運實力、風險來源、研究開發(fā)成本三方面分析了研究

結(jié)果的可行性，得出隨著船舶撞橋主動防御體系的日益發(fā)展和完善以及中國社會經(jīng)濟的

發(fā)展,主動防御裝置會有越來越廣闊的市場空間.張文娟.橋區(qū)船舶航行風險預警系統(tǒng)

研究［D］.武漢理工大學碩士學位論文，2013中對船舶航行風險預警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行

了概述，并論述了船舶航行風險預警系統(tǒng)的定義、特點（技術(shù)高、方式定、收益大、覆

蓋全）、分類，并對主要分類進行了分析.通過對國內(nèi)研究的文章和專著進行整理分析

后，我們可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)研究的文章和專著主要側(cè)重對避碰研究基礎知識、存在的問題和

提出的對策進行研究.而對現(xiàn)狀的研究相對比較簡單，都只是進行了簡單的介紹.此外，

對船舶航行風險預警系統(tǒng)的問題講了很多，但沒有指出關鍵問題是什么，也沒有提出切

實可行高效的解決方法.不像國外的著作的應用性那么強.

三、主要研究內(nèi)容

設計（論文）的主要研究內(nèi)容及預期目標主要研究內(nèi)容：文章首先作了船舶過橋

碰撞問題的研究的概述，闡述了其概念、內(nèi)容及理論基礎.然后介紹了國內(nèi)船舶過橋碰撞

問題的研究的現(xiàn)狀、特點及趨勢，對國內(nèi)和國外船舶過橋碰撞問題的研究進行了對比分

析，得出我國船舶過橋碰撞問題的研究發(fā)展存在的問題，并找出導致這些問題的根源.

最后針對我國船舶過橋碰撞問題的研究存在的問題及問題產(chǎn)生根源提出我國船舶過橋他

撞問題的研究的有效對策.

全文主要包括以下內(nèi)容：

第一部分是分析船舶撞橋原因：環(huán)境原因，強流、強橫風、能見度、夜間瞭望環(huán)境、

復雜流態(tài)對船舶航行增加了諸多不確定因素、船舶原因如主機失控、舵失控、人為原因

如不熟悉橋區(qū)通航條件、船舶性能不熟悉等、交通條件如存在前方他船橫越、追越局面、

并列行駛局面等因素也是導致事故發(fā)生的誘因.船舶過橋碰撞問題的研究是指“研究者通

過收集整理國內(nèi)外事故的發(fā)生、處理、后續(xù)研究等數(shù)據(jù)，傾聽有關人員的希望、要求、目

標等，為航運制定研究計劃、解決方案、避碰對策、主動防御及防御策略等設計方案，并

幫助人們的安全最大限度地保障.”船舶過橋碰撞問題的研究的核心是從根本上解決這一

難題，實現(xiàn)航運的安全性、穩(wěn)定性、高速性和收益性目標以及船員生命安全、生活質(zhì)量

的綜合提高；從航運角度而言，船舶過橋碰撞問題的研究勢在必行！

第二部分是從橋區(qū)通航管理角度提出安全保障對策如在橋區(qū)設置通航風險識別

區(qū)、基于AIS技術(shù)的橋區(qū)交通誘導等.在分析必要性時先進行了船舶過橋碰撞問題的研究

需求現(xiàn)狀分析；其次分析了船舶過橋碰撞問題的研究自身的影響，有利于獷大信息來源,

增強抵御風險的能力，船舶過橋碰撞問題的研究將提高航運業(yè)的核心競爭力，有利于增

強競爭實力，應對加入WTO后國際貿(mào)易的挑戰(zhàn).

第三部分是從船舶航行角度提出安全航行對策，熟悉橋區(qū)通航環(huán)境、熟悉船舶性能、

加強瞭望、了解過橋交通條件.“我國船舶碰撞問題存在如下的主要問題：安全管理設置

存在問題、管理沿度不夠強、差異化和個性化嚴重、安全意識與開拓不足、管理方式方

式較為單一、安全保障手段落后、高素質(zhì)的人員版乏

第四部分是提出推進國內(nèi)船舶過橋碰撞問題的研究發(fā)展的對策.針對國內(nèi)船舶過橋

碰撞問題的研究發(fā)展存在的問題及問題產(chǎn)生的根源,提出相應的對策，分為內(nèi)部對策和外

部對策.行業(yè)內(nèi)部根據(jù)其自身特點改善組織結(jié)構(gòu)、改進方法、加強科技創(chuàng)新等，宏觀外部

環(huán)境，包括完善船舶過橋碰撞問題的研究的相關事務的協(xié)調(diào)、加快我國航運市場的發(fā)展

步伐.創(chuàng)新之處：在研究對策時將會根據(jù)撞橋預警這一現(xiàn)象對事故及未來幾年將可能投

入應用的主動防御設施進行調(diào)查研究，針對使用習慣和方式方法、效果情況設計出符合

要求的主動防御裝置.航運業(yè)復蘇在未來幾十年甚至更遠的時間里將不斷加快，這將會是

一個很有開發(fā)潛力的領域.建立船舶過橋碰撞問題的研究計帚模型將會發(fā)現(xiàn)事故多發(fā)與

諸多因素有關，根據(jù)這一特點航運發(fā)展狀況不同的地區(qū)根據(jù)地區(qū)特點設計船舶過橋碰撞

問題的研究模型.預期目標：深入了解我國船舶過橋碰撞問題的研究的概況及現(xiàn)狀，發(fā)

現(xiàn)其存在的問題并找出解決方案，使我國的船舶過橋碰撞問題的研究能夠更好、更快的

成長發(fā)展起來，同時使廣大船員更好地了解、利用船舶過橋碰撞問題的研窕成果達到安

全高效航行的效果.

四、研究方法與實施方案

n實施方案

（1）前期準備階段

收集有關信息，確定研究主題，制定研究計劃，，增強對課題研究意義的認識，進

一步明確研究目標、課題任務及具體操作方法，明確自己的職責及相應的操作方法.

（2）研究階段

第?階段：擬在設計好研究大綱和研究計劃基礎上，進行針對性的文獻收集和事故

分析.

文獻收集和事故分析主要包括三個方面：a）國內(nèi)外構(gòu)建船舶過橋碰撞問題的研究的

理論與方法；b）建立船舶過橋碰撞問題的研究標準的發(fā)展狀況；c）船舶過橋碰撞問題

的研究效果.

事故分析主要包括以下兩個方面：a）走訪航運發(fā)達地區(qū)，對事故頻發(fā)的地點進行實

地考察，吸取他們的經(jīng)驗：b）走訪相關企業(yè)或行業(yè)協(xié)會，了解企業(yè)對于船舶過橋碰撞問

題的對策.

第二階段：在分析資料和考察的基礎上，與行業(yè)或相關企業(yè)深入分析船舶過橋碰撞

問題的研究的現(xiàn)狀，以此深億行業(yè)、企業(yè)在船舶過橋碰撞問題的研究的參與度和融合度.

對船舶過橋碰撞問題的研究和主被動防御方面展開廣泛的研究和討論.

第三階段：在論文整理歸納的基礎上，結(jié)合事故分析材料，撰寫論文.

（3）結(jié)題階段

收集成果，撰寫論文.

2）研究方法

（1）環(huán)境分析法

主要查閱、分析和研讀：國內(nèi)外關于船舶過橋碰撞的發(fā)生地點、發(fā)生環(huán)境（強水流、強

橫風、能見度不良、夜間瞭望環(huán)境復雜且不清晰、復雜流態(tài)等影響，交通條件：存在前

方他船橫越、追越局面、并列行駛局面等因素）的研究資料.目的是找出我國船舶過橋碰

撞問題的發(fā)生環(huán)境并加以優(yōu)化.

（2）船舶自身分析法

這是本項目的主要研究方法.對不同船舶種類進行調(diào)查和事故抽樣分析（主機失控、

舵失控，螺旋槳失效）在主動防御標準和制定船舶過橋碰撞問題的方面展開廣泛的討論.

（3）自身研究法

本項研究方法旨在減少人為原因所造成的事故，加強船舶管理中的安全意識.人為原

因（不熟悉橋區(qū)通航條件、船舶性能不熟悉，且操作出現(xiàn)失誤未及時糾正等），并總結(jié)

出一套完善的安全管理機制.從橋區(qū)通航管理角度提出安全保障對策，從船舶航行角度提

出安全航行對策，再開航前組織船員進行安全教育，加強安全意識的培養(yǎng)，做到能不出

錯就不出錯，安全效率兩手抓.（熟悉橋區(qū)通航環(huán)境、熟悉船舶性能、加強瞭望、了解過

橋交通條件，注意操作規(guī)范，加強安全意識等）.

3）具體實施計劃

工作進度安排

1、第1—2周：搜集資料、閱讀文獻，確定論文題目

2、第3—6周：根據(jù)所選題目搜集相關資料、文獻，并做好文獻閱讀筆記

3、第7—8周：整理歸納搜集的資料，撰寫論文大綱

4、第9—11周：搜集資料建立船舶過橋碰撞問題的研究模型，并對典型事故進行分

析.

5、第12—15周：進行論文寫作，在老師幫助下進行修改、完善

6、第16周：進行論文收尾工作

4）可行性分析

已開展大量富有成效的前期準備工作

研究的事故大部分來自多發(fā)區(qū)，多年來一直沒有有效解決、船舶過橋碰撞問題的研

究與實踐工作勢在必行，參考文獻來自著名學者或相關工作者并且取得較好的研究成果.

如戴彤宇、聶武、劉偉力.長江干線船撞橋事故分析［J］.中國航海,2002.53(4):44-47

葛俐莉.橋梁工程建設中對船撞橋的主動防御措施研究吉林大學碩士學位論

文，2013

陳國虞、王禮立.船撞橋及其防御［V］中國鐵道出版社，2006.1(第1版)

張文娟.橋區(qū)船舶航行風險預警系統(tǒng)研究［D］.武漢理工大學碩士學位論文，2013

王煥、蔣紅燕.AIS航標及其在海圖上表示方法的探討［J］.海洋測繪,2012.32(3)

以上研究項目，就為本課題“船舶過橋風險分析及航行安全措施”研究打下良好基

礎；這些研究工作的實施，在船舶過橋碰撞問題的研究的開展、實施與評價奠定了殷實

的基礎.

五、主要參考文獻

［1］戴彤宇、聶武、劉偉力.長江干線船撞橋事故分析［J］.中國航海,2002.53(4):44-47

［2］葛俐莉.橋梁工程建設中對船撞橋的主動防御措施研究［D］.吉林大學碩士學位論文,

2013

［3］陳國虞、王禮立.船撞橋及其防御［M］中國鐵道出版社，2006.1(第1版)

［4］張文娟.橋區(qū)船舶航行風險預警系統(tǒng)研究［D］.武漢理工大學碩士學位論文，2013

［5］王煥、蔣紅燕.AIS航標及其在海圖上表示方法的探討［J］.海洋測繪,2012.32(31

［6］GucmaL.(2005)MethodsforbridgesafetyassessmentswithresPeettoshiPeol1isions

.K.Kolowroeki(edt.)SafetyandReliabi1ity.Balkema.Rctteulam2005.

［7］Gucma,L.MethodsofShiPbridgeCo11isionSafetyEvaluation.K.Kolowroeki(edt.)Sa

fetyandReliabi1ity(Vol.2).Balkema.Rotterdam2009.5C-63.

［8］劉建成，顧永寧.基于整船整橋模型的船橋碰撞數(shù)值仿真［J］.工程力學.2003(05)

［9］劉建成，顧永寧，胡志強.橋墩在船橋碰撞中的響應及損傷分析［J］.公路.2002

［10］吳嫻,周強中.船撞橋風險因素的VTS監(jiān)管策略分析與研究［J］.中國水運

□1］潘晉.船橋碰撞機理及橋墩防護裝置研究［D］.武漢理工大學.2003

［12］楊渡軍編譯橋梁的防撞保護系統(tǒng)及其設計［M］.人民交通出版社，1990

［13］楊世殊，范會斌.靠船樁船舶撞擊力的計算［J］.湖南交通科技.2003

［14］戴彤宇.橋梁船撞力實用計算方法［J］.黑龍江交通科技.2003(0

［15］莊禮明.泉州后渚大橋下游船舶撞擊力分析［J］.水運工程.2002

［16］黃鋒旺.船舶碰撞荷載計算［J］.中南公路工程.1999(03)

口7］劉俊,謝寶超.船撞橋風險評估方法概述［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā).2010

[18]戴彤宇.船撞橋及其風險分析[D].哈爾濱工程大學.2003

[19]楊偉.內(nèi)河水域取水工程船撞概率研究[D].武漢理工大學.2011

[20]李冰.內(nèi)河水域船舶失控撞橋概率研究[D].武漢理工大學.2010

[21].王寧.船橋碰撞理論及有限元數(shù)值仿真研究[D].重慶交通大學.2009

[22]許保華.橋墩周圍通航寬度影響研究[D].河海大學.2007

六、指導教師意見

指導教師:

時間:

七、學院畢業(yè)設計（論文）指導小組意見

負責人:

時間:

文獻綜述

前言

船舶過橋風險分析及航行安全措施能夠增進船舶匯聚區(qū)域，通航密度大的區(qū)

域，船舶運動收到限制的區(qū)域，存在航行障礙的區(qū)域，水深受限或者氣象條件不

佳區(qū)域的航行安全，內(nèi)河船舶過橋風險分析及航行安全措施使得船舶的航行變得

有秩序，但同時在航行時間，船舶營運成本方面也存在不足.歷年來，國內(nèi)外諸

多學者和各種組織都對船舶過橋風險分析及航行安全措施進行了大量研究，寫下

了許許多多的論文、期刊、著作等等，發(fā)表自己對船舶過橋風險分析及航行安全

措施的研究成果，探討更好地進行船舶過橋風險分析及航行安全措施的制定與使

用.為我們的研究提供了大量寶貴的資料.在完成論文過程中，我通過老師提示和

網(wǎng)絡查尋，閱讀了與“船舶過橋風險分析及航行安全措施利弊”有關中文著作、

期刊、報紙上十余篇，直接參考文獻近十篇.這些文獻是對我的論文有著指導性

的作用.

文獻綜述

改革開放以來，開明的政策使得我國航海得到了蓬勃的發(fā)展，而對于世界各

地的船舶過橋風險分析及航行安全措施的研究文獻，也如雨后春筍般隨之而來，

這其中就包括大量的有關船舶過橋風險分析及航行安全措施的分析與探討.這些

研究中，更多的則是學者們發(fā)表的自己對船舶

定線制研究的成果，對于我們研究內(nèi)河船舶過橋風險分圻及航行安全措施的利弊

提供了寶貴的資料和經(jīng)驗，閱讀研究這些文獻，使我獲益良多.

"000013^(2005)MethodsforbridgesafetyassessmentswithresPeettoshiPeollision

s.K.Kolowroeki(edl.)SafeiyandReliabilily.Balkenia.Roileulani2005詳細論述了船舶

過橋碰撞風險評估的研究手段的制定、多種研究方法的介紹及如何根據(jù)實際情況

選擇合適的研究方法.該文章用平實、易懂的語言闡述了避碰研究的原理及運用，

對船舶過橋碰撞問題的研究的計劃具有一定的指導作甩并且對船舶過橋碰撞問

題的研究策劃進行了詳細系統(tǒng)地論述，有助于我們系統(tǒng)的了解西方船舶過橋碰撞

問題的研究的基本框架，加快我國船舶過橋碰撞問題的研究發(fā)展的步伐.”

"<Gucma,LMethodsofShiPbridgeCollisionSafetyEvaluation.K.Kolowroeki(edt.)Safet

yandReliabilily(Vol.2).Balkema.Rollerdam2009.50-63.從各個方面詳細介紹了船舶

過橋碰撞問題的安全評估研究的方法基礎知識，包括研究的重要性、研究決定的

步驟、研究的各種工具、方法和具體研究的各種手段以及安全性和可依賴性.該

文章仝面完整的介紹對人們運用船舶過橋碰撞問題的研究工具保障白己的安仝

具有很大的指導意義.”從國外的研究著作中我們可以看出他們主要研究對象

是針對研究工具，側(cè)重于研究的具體的應用，充分利用研究工具為安全服務，達

到其安全航運的FI的.

我國船舶過橋碰撞問題的研究起步較晚，是在20世紀90年代中后期才開始

逐步發(fā)展起來的，進入21世紀后，我國船舶過橋碰撞問題的研究的發(fā)展速度越

來越快.因此，國內(nèi)對船舶過橋碰撞問題的研究方面的研究文章和專著也越來越

多.陳國虞、王禮立.船撞橋及其防御［M］中國鐵道出版社，2006.1(第1版)

中對中外船舶過橋碰撞問題的研究進行了概述，提出我國船舶過橋碰撞問題的研

究存在以下問題：1、短期內(nèi)許多船舶過橋碰撞問題的研究難以獲得巨大收益，

需要制定防御措施，2、研究手段相對落后，3、研究組織結(jié)構(gòu)不科學.并從國外

船舶過橋碰撞問題的研究的可取之處中提出了我國應采取的對策：研究組織結(jié)構(gòu)

創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、科技創(chuàng)新.戴彤宇、聶武、劉偉力.長江干線船撞橋事故分析

［J］.中國航海,2002.53(4)：44-47中闡述了國內(nèi)避碰研究的發(fā)展脈絡，分析了各

種事故發(fā)生的原因，并預測了今后相關研究的發(fā)展趨勢，最后提出了船舶過橋碰

撞問題的研究未來的策略選擇.葛俐莉.橋梁工程建設中對船撞橋的主動防御

措施研究［D］.吉林大學碩士學位論文，2013對中國航行風險系數(shù)大問題的現(xiàn)狀

及趨勢進行了預測，從國家航運實力、風險來源、研究開發(fā)成本三方面分析了研

究結(jié)果的可行性，得出隨著船舶撞橋主動防御體系的日益發(fā)展和完善以及中國社

會經(jīng)濟的發(fā)展，主動防御裝置會有越來越廣闊的市場空間.張文娟.橋區(qū)船舶

航行風險預警系統(tǒng)研究［D：.武漢理工大學碩士學位論文，2013中對船舶航行風

險預警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了概述，并論述了船舶航行風險預警系統(tǒng)的定義、特

點(技術(shù)高、方式定、收益大、覆蓋全)、分類，并對主要分類進行了分析.

通過對國內(nèi)研究的文章和專著進行整理分析后，我們可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)研究的文

章和專著主要側(cè)重對避碰研究基礎知識、存在的問題和提出的對策進行研究.而

對現(xiàn)狀的研究相對比較簡單，都只是進行了簡單的介紹.此外，對船舶航行風險

預警系統(tǒng)的問題講了很多，但沒有指出關鍵問題是什么，也沒有提出切實可行高

效的解決方法.不像國外的著作的應用性那么強.

這些文獻都是我國學者們對船舶過橋風險分析及航行安全措施提出的見解，是寶

貴的經(jīng)驗和意見，給我的教育意義很大，也希望我國的航海人能善加利用.

結(jié)論

有關船舶過橋風險分析及航行安全措施的文獻還有很多很多，這些文獻不但

為我的論文提出了許多寶貴意見，更是我們所有航海人的驕傲，我們要認真研究

它們的價值，并加以珍惜和有效地運用到實際的生產(chǎn)運營中，做到安全、有效地

進行船舶過橋風險分析及航行安全措施的設計和使用.

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彳彥文1大挈

畢業(yè)設計（論文）

外文翻譯

題目船舶過橋風險分析及航行安全措施

學院航海學院

專業(yè)航海技術(shù)

學生冉含之

學號631118040220

指導教師/呈志友

船橋碰撞安全評估方法

一、簡介

位于航道的橋梁常受到過往的船只意外沖擊的威脅，這種影響通常是山船駛

出航道邊界造成垂直或水平的安全隱患。橋梁安全被定義為抵抗正常運行負荷和

給定的船舶碰撞荷載偶然荷載的可能性。許多橋梁特別是歷史上的不是設計來履

行這一標準，而主要是由于船舶的粗放式增長的能力和它的尺寸和curbach［施

瓦茨-2003］。探討關于船舶碰撞橋梁的安全水平量化，風險的概念通常的應用。

風險可以定義為概率和給定類事故后果的結(jié)合。

在橋的附近的地區(qū)通常是局限在二維空間的，船撞橋事故可以考慮水平

和垂直方向。在船舶碰撞方面的評估是非常重要的，幾個國家和國際法規(guī)和準則

已經(jīng)有［AASHTO1991,ED：N1055-92000,環(huán)境-Eurocode11994119911993］,

拉森。

1.1船舶通過發(fā)現(xiàn)橋梁安全性評價

隨著橋梁跨度的碰撞概率，橋墩等橋梁結(jié)構(gòu)，最空曠的地方碰撞對橋梁，這

種損傷可能造成的后果（船舶，橋梁，環(huán)境），橋梁防護方法（海豚，導游，人

工島等），其他降低風險的方法（報告系統(tǒng)，交通法規(guī)，標志等有關于船舶碰

撞［拉森1993橋梁風險評估的幾種方法,gluver&奧爾森1998用于在船舶

碰撞方面的橋梁安全性評價的最重要的科學方法。

1.2基于事故數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計方法

分析方法。計算機仿真實驗：A.實時和快速實時仿真，B.全任務和簡化PC

模擬器。真正的實驗：A：GPS技術(shù)，B.激光全站儀，C攝影測量研究。

船橋碰撞航行風險評估

海上交通工程定義風險RAS可能在給定的時間損失和乘法表達事故概率和

事故情況下如果由于許多危險因素存在的總風險損失表示如下

總和：

R=之尸Q

Z=1

其中:PI

在給定的時間i二事故概率（i=1,2,……,N）；在給定的時間區(qū)間二i

事故后果；可能的事故數(shù)N二。

風險評估的三個階段程序如下：

危險源辨識，的概率評估結(jié)果分析.比較不同的系統(tǒng)和使用容許風險

criterionsthemeasuresofRiskshouldbeintroduced.

2.1.個人可接受風險（RAI）

可接受的風險分別是個人參與的活動將accaptable風險概率會有致命的后

果的事故。它可以表示為［vrijlingftVanGelde,1997］：

Rai-PaPals<^

其中：事故每年PA二概率；PA/S二死亡概率發(fā)生事故；13二個體風險因子

（例如：0.01的工廠工作，1汽車，100登山）。

2.2.社會可接受風險（RAG）

社會可接受風險是在給定的事故后果的概率可以容忍一定量的死亡將

出席。的regulationsaccording可容許風險是基于F\期線（死亡人數(shù)），其中

顯示三個地區(qū)接壤的對數(shù)尺度兩曲線（圖4）。曲線adaptable風險高的地方風

險是可以接受的，低風險的地方不能接受和模型”（合理低可行的）所有可能的

應采取措施以減少風險的F-X標準曲線可以在哪里

表示為：［vrijling我VanGelde,1997］：

c.

Rag=\—FN5］=P(N>*4U

nf

其中：l-fn（n）=至少nfatalities事故概率；CI=N=1accaptable概

率；丫的F-N曲線斜率系數(shù)1?2。

曲線的斜率系數(shù)丫描述。價值中立的假設為Y=1,這Y>1可以假為規(guī)避

與傷亡事故風險而大量小probabilityare不接受比事故隨著死亡人數(shù)較少。

對數(shù)坐標經(jīng)常被批評，唯一的例外是澳大利亞指南ancold［海因里希斯，

1995］,在標準線彎曲頂在中部地區(qū)。

三.碰撞概率的評估方法

3.1.在受限水域船舶碰撞的一般模型

這個模型的假設是,船沿著預定義路線x與概率后事故:

地點:PSA/二嚴重事故的條件概率;f（y）二船只的分布位置;yMAX二距離水道

的心（路線）水路邊界。嚴重事故的概率PSA/可以定義的海因里希（系數(shù)嚴重事

故）或比例詳細的分析結(jié)果。最重要的一個階段的事故概率評價統(tǒng)計分析的結(jié)果。

分布函數(shù)：

一|］服（Gluver&奧爾森1998）,

-E常和均勻的混合物，

-其他不對稱例如瑞利、威布爾指數(shù)、極值等。［過1999］。

3.2.實證的方法

實證方法廣泛應用特別是在后果的評估。取得的結(jié)果明顯擁有數(shù)據(jù)有限,精

度很低。

3.3.模擬方法

仿真方法是目前最受歡迎的和準確的。最重要的方法確定船舶碰撞概率是廣

泛的模型試驗。最重要的模擬

方法是：

1。方法應用真實模型的船只，

2。方法應用計算機模型的船舶:實時操縱模擬器，快時間操縱模擬器（導航

器的計算機模型），

3o船舶交通流計算機模型，

4。蒙特卡羅模型。

在研究的準確性取決于所需的適當水平。有時，簡化模型更適合研究由于成

本和時間的準備。

3.3.1船舶操縱模擬

最重要的元素這些模型水動力模型和可視化的環(huán)境。

通常模型保證完整的交互環(huán)境,給可能性來模擬以下.效果：

亞累旋槳推力和側(cè)向九陀的力量，推進器部隊，目前,風能和冰力量,運河和

銀行的影響，系纜錨,芬達和拖船部隊。

最重要的因素之一,仿真模型的可視化導航的情況。有可視化的兩種主

要類型：

淡影視圖,3d視圖模擬在?個或多個屏幕，

繪景（鳥瞰圖），類似于電子模擬的可視化場景

3.3.2蒙特卡羅模擬

有四個主要的研究問題在海上交通工程可以解決的蒙特卡羅（MC）方法：

lo方法基于廣義仿真和實際實驗結(jié)果［Gucma過1999年2000年），

2。交通流的隨機模型基于MC模擬［漢森&Simonsen2001,格拉博夫斯基在

艾爾。2000、2003年GucmaGucma&Zalewski2003）,

3o不確定性分析的方法在龍骨間隙MC的評價與應用程序模擬［Gucma2004、

沙etal.1994年）。

4o快時間仿真模型與隨機外部擾動（和記etal.2003年）。

四.結(jié)果評估

4.1船橋事故可以分為三個類型

io弓與橋柱碰撞2,側(cè)面碰撞橋柱3。甲板室（上層建筑）與橋跨碰撞。

最重要的和頻繁的碰撞過程中能量分布范圍弓碰撞。

4.2碰撞船舶駕駛臺的后果取決于幾個因素

lo船舶能量取決于船舶的質(zhì)量、速度和類型的影響，

2。船舶能量吸收結(jié)構(gòu)破壞，

3o橋元素的能量吸收。

有兒個船舶沖擊能量的計算方法。他們中的一些人用于系泊設備發(fā)展：

loGirgrahtGirgrah1977］實證方法;

2oPIANC方法［PIANC1984］;

3o波蘭hydrotechnical結(jié)構(gòu)設計指南（1997年Mazurkiewicz）;

4。瓦斯科科斯塔方法（1969年瓦斯科Costa）;

5。Peterson-Zhang方法（彼得森我張1998）;

橋上的負載是最重要的因素在影響后果分析的范圍。負載沒有結(jié)構(gòu)計算方法

可以分為彈性變形和彈性結(jié)構(gòu)船舶船體變形。

以下方法可以應用：

1u實證方法與結(jié)構(gòu)破壞主要考慮基于Minorsky方法［Minorsky1959］

修改（1999張）；

2。實證方法基礎上的船只模型與實驗結(jié)構(gòu)破壞Woisin等考慮方法

（Woisin,1979）;

3。JCSS方法(JCSS2001年)期間最大負荷的影響，沒有考慮結(jié)構(gòu)破壞;

4oEurocode方法［ENV1991-1Eurocode1(1994)］;

5o德國指南［EDIN1055-9(2000)］;

6oAASHTO方法［AASHTO1991］在最大負教的影響沒有考慮結(jié)構(gòu)破壞；

7o有限元方法；

8oMeier-Dnberg方法［1984］沖擊力的決心;

9o其他方法在拉森［1993］。

MethodsOfShip-BridgeCollisionSafety

Evaluation

1.INTRODUCTION

Bridgeslocatedoverthenavigablewaterwayscouldbethreatenedbythe

accidentalimpactofpassingships.Theimpactiscausedusuallybyshipsexitoffthe

safeverticalorhorizontalwaterwayborders.Thebridgesafetycouldbedefinedasits

possibilitytoresistnormaloperationalloadsandtheaccidentalloadsofgivenships

collisionloads.Manybridgesespeciallyhistoricalonesarcnotdesignedtofulfilthis

criterionmostlyduetoextensivegrowthofshipscapacitiesanditsdimensions

|Proske&Curbach20031.Toevaluatethesafetylevelofthebridgesinrespectto

shipscollisionquantitatively,theriskconceptisusuallyapplied.Theriskcouldbe

definedascombinationofprobabilityandconsequencesofgivenkindofaccident.

Theareanearthebridgeisusuallylimitedintwodimensionssotheship-bridge

accidentcanbeconsideredinhorizontalandverticalaspect.Assessmentofbridgerisk

inaspectofshipcollisionisveryimportantandseveralnationalandinternational

regulationsandguidelineshavebeenalreadydeveloped[AASHTO1991,EDIN

1055-92000,ENV1991-1Eurocode11994,Larsen1993].

1.1Theevaluationofshipandbridgesafetybymeansoffinding:

1.Probabilityofcollisionwithbridgespans,piersandotherbridgestructures,

2.Mostexposedplacesofcollisiononthebridge,

3.Possibleconsequencesofsuchdamage(ship,bridge,environment),

4.Methodsofbridgeprotection(dolphins,guides,artificialislandsetc),

5.Othermethodsofriskreduction(reportingsystems,trafficregulations,marking

etc).

Thereareseveralmethodsofbridgeriskassessmentinrespecttoshipcollisions

[Larsen1993,Gluver&Olsen

1998J.Themostimportantscientificmethodsusedforsafetyevaluationofbridgesin

aspectofshipcollisionare:

1.2Statisticalmethodsbasedonaccidentdatabases.

1.Analyticalmethods.

2.Computersimulationexperiments:

a.real-andfast-timesimulations,

b.full-missionandsimplifiedPCsimulators.

3.Realexperiments:

a.GPStechniques,

b.laserandtotalstations,

c.photogrammetricresearches

2.NAVIGATIONALRISKASSESSMENTOFSHIP-BRIDGECOLLISION

MarinetrafficengineeringdefinesriskRaspossibilityoflossesingiventimeand

expressasmultiplicationof

accidentprobabilityandlossesduetoaccidentIneaseifmanyriskfactorsexiststhe

totalriskisexpressedasfollowing

sum:

where:Pi=probabilityofi-thaccidentingiventime(i=1,2,n);Ci=

consequencesofi-thaccidentingiventime;

n=numberofpossibleaccidents.

Theriskassessmentisthethreestagesasfollowsprocedure

1)hazardidentification,2)probabilityassessment,

3)consequenceanalysis.

R&RATA#2(13)part1

(Vol.2)2009,June

Tocomparedifferentsystemsandusetolerableriskcriterionsthemeasuresofrisk

shouldbeintroduced.

2.1.Individuallyacceptedrisk(Rai)

Riskindividuallyacceptableisaccaptableprobabilitythatindividualpersonbeing

involvedinriskactivitywill

beaccidentwithfatalconsequences.Itcouldbeexpressedas[VrijlingiVanGelder,

凡,二2￡/svgio-'

1997]:

where:P(l=probabilityofaccidentperyear;P(l/s=probabilityofdeathincaseof

accident;(=factorofindividualrisk

(forexample:0,01forfactorywork,1forcardriving,100formountain

climbing).

2.2.Societalacceptablerisk(Rag)

Thesocietalacceptableriskistolerableprobabilitythatinconsequenceof

givenaccidentcertainamountof

fatalitieswillbepresent.TheregulationsaccordingtolerableriskarebasedonFN

-curves(FatalityNumber),which

Rag=1—FN5)=P(N>n)S%

showsthreeregionsborderedbytwocurvesinlogarithmicscale(Fig.4).The

curvesareaccaptableriskhigherwhere

riskcouldbeaccepted,lowerwhereriskcouldnotbeacceptedandmodelwhere

ALARP(AsLowAsReasonably

Practicable)whereallpossiblemeasuresshouldbeundertakentoreducetherisk

TheF-Ncriteriacurvescouldbe

expressedas:[VrijlingiVanGelder,1997]:

where:l-FN(n)=probabilityofaccidentwithatleastnfatalities;Ci=accaptable

probabilityforn=1;y=

factorofF-Ncurveslopevariedform1to2.

Theslopeofcurvesisdescribedbycoefficienty.Neutralvalueisassumedas

Y=1,they>1couldbeassumed

asaverseforriskwithaccidentwithlargenumberoffatalitiesbutwithsmall

probabilityarelessaccepted(hanaccidents

withlessnumberoffatalities.

Thelogarithmiccoordinatesareoftencriticised.TheexceptionareAustralian

guidelinesANCOLD|Heinrichs

iFell,1995],wherethecriterialinesarecurvedtotopintheirmiddleareas.Fig.4.

presentsALARPareasusedin

Netherlands[MHLUPE,1988]andGreatBritain[HSE,1989].Thedifferenceis

slopeofcurveswhichshowsdifferent

relationtoaccidentswithhighrateoffatalities.

匕陟=&1,/尸(丫—VMAX)=PwAJ/(y)力

>9MAX

3.METHODSOFCOLLISIONPROBABILITYASSESSMENT

3.1.Generalmodelofshipscollisiononrestrictedwaters

Theassumptionofthismodelisthatshipmovesalongpredefinedroutexwith

followingprobability

ofaccident:

where:PSA/A=conditionalprobabilityofseriousaccident;f(y)=thcdistributionof

shipsposition;yMAX二distancefromto

thecentreofthewaterway(route)tothewaterwayborder.

ProbabilityofseriousaccidentPSA/AcouldbedefinedbytheHeinrichratio

(coefficientofseriousaccident)or

detailedconsequenceanalysis.Oneofthemostimportantstagesofaccident

probabilityevaluationisstatisticalanalysis

oftheresults.Theprobabilisticconceptofsafetymanoeuvringareaispresentedin

Figure5.Thedistributionsare

stronglydependantofwaterwayareaarrangementandcouldbeevaluatedin

simulationsandvalidatedinreal

Experimentations.

Theothercommonapplied

distributionfunctionsare:

-uniform[Gluver&Olsen1998],

-mixtureofnormalanduniform,

-otherasymmetricalforexampleRayleigh,Weibull,exponential,extremevalue

etc.[Iribarren

1999].

3.2.Empiricalmethods

P.4W=PSA/V-y^AX)=^SA/AJ/(y)辦

yjmx

Empiricalmethodsarewidelyusedespeciallyinconsequencesassessment.The

resultsachievedare

significantlylimitedtodatapossessedandaccuracyisquitelow.

3.3.Simulationmethods

Simulationmethodsaremostpopularandaccurateatthemoment.Themost

importantmethodin

determinationofshipscollisionprobabilityiswiderangeofmodelexperiments.The

mostimportantsimulation

methodsare:

1.methodsapplyingrealmodelsoftheships,

2.methodsapplyingcomputermodelsoftheships:

a.realtimemanoeuvringsimulators(manintheloop),

h.fasttimemanoeuvringsimulators(withcomputermodelofthenavigator),

3.shiptrafficstreamcomputermodels,

4.MonteCarlomodels.

Theaccuracydependsofthedesiredinresearcheslevelofadequacy.Sometimesthe

simplified

modelsaremoresuitableforresearchesduetocostandtimeofpreparation.

3.3.1.Shipmaneuveringsimulations

Themostimportantelementsofthesemodelsarehydrodynamicmodeland

visualizationofenvironment.

Usuallymodelsassurefullinteractionwithenvironmentandgivepossibilityto

simulatefollowingeffects:

-thrustandsideibreeofpropellers,

-rudderforces,

-thrustersforces,

一current,windandiceforces,

-canalandbankeffects,

-mooringline,anchor,fenderandtugsforces.

Oneofthemostimportantfactorsinsimulationmodelsisthevisualizationof

navigationalsituation.Thereare

twomaintypesofvisualizatio