海上运输通航环境安全评价研究

海上运输通航环境安全评价研究陈佳云（中华人民共和国汕头海事局汕头５１５０４１）摘要：分析了海上通航环境中风险因素，提出了通航环境安全评价的原则，采用模糊综合评判的方法，确定评价因素集合，建立通航环境安全评价模型，探讨了通航环境安全评价的方法。关键词：海上运输；通航环境；安全评价

海上交通安全是一项系统工程，涉及到水上交通运输系统及其它社会因素。构成海上交通安全这一系统的基本元素是人、船舶和环境，它们互相依存，相互影响和制约。相对于船舶状况和人为因素，人们往往对通航环境影响安全的问题认识不深。本文拟对通航环境中的风险因素进行分析，并探讨对通航环境进行安全评价的方法。

１通航环境及风险识别

１．１通航及通航环境

通航是水上交通运输行业中一个熟悉的名词。顾名思义，“通航”中的“通”表示一种功能特征，表示适合船舶的运动，而“航”表示了船舶的运动状态。因此，通航是以船舶为主体、以通航环境为客体的相互作用系统。通航环境是指通航水域本身及其周围的自然状态和人为情况。通航环境包括海上运输船舶航行水域的自然状况（包括气象海况、地理环境情况）、航行状况（包括船舶密度或

交通流量以及通航秩序情况）和通讯导航设施的情况。１．２安全、危险与风险

安全、危险与风险这三个术语语义上有一定程度的重叠，联系非常密切。安全指人员没有受伤或死亡、财物未受到损失的状态或条件。安全是相对的、模糊的，常以风险值或危险概率来定量描述安全程度。

危险是客观存在的、可能产生潜在损失的征兆，它是无法改变的。没有危险就无所谓风险，它是风险的前提。风险由两部分组成：一是危险事件出现的概率；二是一旦危险出现，其后果严重程度和损失的大小。风险在很大程度上是可控的，它随着人们的意志而改

变，即按照人们的意志可以改变危险出现或事故发生的概率，一旦出现危险，由于改进防范措施从而改变损失的程度。通航环境中导致海上交通出现危险的因素有直接因素，也有间接因素。直接因素主要是海域自然环境方面的因素，而间接因素主要是人员方面包括设施及服务方面的因素。这

些因素都将列为通航环境安全的风险因素。１．３通航环境风险要素的识别

可以从自然环境的状态、人工设施的条件及管理软环境等几方面识别通航环境风险要

水运科学研究ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＷＡＴＥＲＢＯＲＮＥＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮＮｏ．１

Ｍａｒ．２００７第１期

２００７年３月

收稿日期：２００７－０２－２１水运科学研究２００７年第１期

素，其中自然环境状态是影响船舶安全航行最主要的风险因素。１．３．１自然环境状态中的风险因素：

１）通航水域的气象海况：影响海运安全的气象海况条件包括能见度、风（浪）、海流

和潮汐等。在雾、雨、雪、雹等不良天气现象中，雾对能见度的影响最大。大雾可使视距降至几米的距离，而且持续时间较长。大风是影响船舶航行安全的重要自然因素之一。研究表明，当风力在蒲氏４级以下时，海上事故发生数变化不明显，当风力增加到蒲氏６级和６级以上时，发生海上事故的数目明显增加。海流和潮汐所造成的水深及流速的变化对

船舶航行安全也有一定影响，特别是在近岸的限制水域或港内湾内水域，船舶低速航行时，常因错估潮流的影响而造成搁浅、触礁及碰撞事故。２）航路航线：对海运安全有影响的因素包括航道宽度、航道深度、航道弯曲半径、

航道交叉状况等。海上是自由选择航路的水域，一般受地理环境影响较小，但在沿岸海域因受水深条件等限制，选择航路的自由度低。在狭水道和突出的岬、角附近的海域，由于

航道宽度不够、航道弯曲半径小，航道交叉点多等因素的影响，增加了船舶操纵的难度，容易引起海事事故。３）交通流量：离岸１０海里左右的海域最易发生海上交通事故，除了由于航道条件不

好及绝大部分的浅滩、暗礁、沉船等碍航物都分布在沿海区域，造成船舶操纵困难外，另

一个重要的原因是船舶通航密度大，船舶发生碰撞的机率增大。海域船舶交通流量、海域通航秩序是衡量海域交通环境的重要指标。１．３．２人工设施的条件

人工设施可以分为保障航行安全的导航设施、通讯网络、监控设施和预防事故发生的预警系统及发生事故后进行救援的应急装备。１）导航设施是辅助船舶安全航行的重要人工设施。导航设施的数量是否足够、布设

是否合理、工作效能是否正常发挥是影响船舶航行安全的重要因素。２）通讯网络：包括传统的中高频通信、近岸水域移动电话、卫星通信。通信网络的

有效覆盖率是通航安全的又一因素。３）监控设施用于监督船舶的航行行为，为船舶提供现代化的交通组织服务。目前主

要的设施包括船舶交管系统、船舶自动识别系统。４）预警系统可以减少由于恶劣海况造成的事故。预警系统的功能主要包括航行警告

的发布、海洋气象的预报等。５）应急装备是航行安全的补救措施。足够的应急装备可以降低交通事故的威胁程度，

减少人员的伤亡和财产损失。应急救援装备应具有良好的性能、较短的反应时间及一定的覆盖范围。１．３．３管理软环境的情况

管理软环境是具有社会属性的安全保障因素。海区的通航秩序是否良好、管理制度是否健全、安全服务网络是否完善等是影响船舶航行安全的重要因素。１）航行管理制度：航行管理制度包括海上航行避碰规则、结合当地海区航行特点的

分道通航制以及进出港的安全航行规章。２）服务机构：安全服务网络包括引航及维修站点、加油加水、清污消防、医疗卫生

等机构。船舶是否可以便利地获得安全服务，也是通航环境安全的重要因素。

２８陈佳云：海上运输通航环境安全评价研究２通航环境安全评价方法

２．１通航环境的安全评价

安全评价应包括确认危险性和评价危险性两方面的工作，通常可以通过专家认定或模糊综合评判来确定。安全评价就是对系统的安全状况进行定量和定性的估计和评定。因为安全是通过危险来表述的，所以安全评价也就是对系统所处的发生事故和面临灾害的危险

状态进行估计和评定。２０世纪６０年代以来，航运发达国家一直在以实态调查和定量分析方法进行船舶交

通、通航环境的研究，对船—人在内的船舶航行系统的作用和联系进行评价。关于某水域

的危险水平问题，许多学者和海事管理部门都以该水域中实际发生的事故的件数为基础来进行推算。以事故记录为根据来评价水域的危险程度当然也是一种有利的手段，然而要想预测将来通航环境变化所伴生的危险水平的变化，采用这种方法就难以达到目的了。事实上，当评价给定通航环境下的潜在危险这一类问题时，不仅要着眼于事故发生的

事实，而且还要研究该水域所处的安全性水平，以及事故发生的“潜在性的危险”，的程度。也就是说，应当分析通航因素中影响安全的重要因素并对它们作出评估。通航环境安全评价，就是要综合运用安全系统工程方法，对通航环境中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，对通航环境系统的安全状况进行定量和定性的估计和评定，从而为制定海上交通安全防范措施和管理决策提供科学依据。２．２通航环境安全评价的主要方法

目前通航水域环境安全的评价方法有两种：一种是使用概率论和数理统计等数学方法建立数学模型，目前内河水域的通航安全评价工作基本上采用这种方法；另一种是在系统信息不完备、很难建立精确的数学模型时，采用模糊数学的方法。

通航环境安全评价问题是一个复杂的问题，具有系统性强、影响因素多、结构复杂、模糊性较强等特点，而模糊综合评价法作为一种有效的数学工具，恰能很好地把模糊性问题加以解析化和定量化，为评价通航环境安全提供了一条新的渠道。海上通航环境安全评价涉及的因素很多，各个因素具有不同的层次，采用一级模糊综

合评价很难得到合理的评价结果。多级模糊综合评价是在模糊综合评价的基础上再进行模糊综合评价，并可以根据需要多次这样进行下去，避免当因素过多时因素权重向量难以分配的弊病，并且把人的主观因素限制在很小的范围内，从而保证评价结果的准确性。

３通航环境安全的模糊综合评价

对通航环境安全进行模糊综合评价，需要确定评价指标，建立通航环境安全评价模型。建立模糊综合评价模型，主要是因素集合（指标体系）的建立、各因素权重的获取和隶属函数的建立，其次是模糊算子的选择和反模糊化的计算（即评价结果的处理）。３．１评价因素集合的建立

３．１．１评价因素的选取原则

在通航环境系统中，影响安全的因素有些是独立的，有些是互相制约的，这些因素对安全的影响程度也各不相同。要综合评价通航环境安全工作，第一步是要科学、合理地选取评价指标。

２９水运科学研究２００７年第１期水域通航环境作为一个复杂的系统，确定安全评价指标体系时应当遵循目的性原则，系统性、完备性原则，简练性、可行性和实用性原则，独立性原则，代表性原则，可比性原则，时效性原则，定性和定量相结合原则。

通航环境的安全管理状况是一个抽象的概念，在综合评价安全管理的效果时应该考虑将定性和定量指标相结合。对于定性指标要明确其涵义，并按照某种标准赋值，使其能够恰当地反映出指标的性质。３．１．２通航环境安全评价指标的选择

通航环境安全评价的综合指标主要应包括１０方面：１）通航水域：港区水域范围、锚地数量、水文气象情况；

２）航路航线：航路航线走向、转向点情况、人工航道状况；

３）交通流量：通航船舶大小、数量、航迹线、速度分布；

４）导航设施：航标数量、设备类型、作用距离；

５）通讯网络：通讯方法、有效通信能力；

６）监控设施：ＶＴＳ、ＡＩＳ、ＣＣＴＶ等设施的性能、覆盖范围；

７）预警系统：气象预报、航行警告的发布情况；

８）应急装备：救援点的分布、救助船只反应时间、救助能力；

９）航行制度：分道通航制、进出港航行制度的建立实施情况；

１０）服务机构：引航服务、医疗卫生服务、船舶维修能力。

对上述通航环境综合评价指标还可以继续分解，建立二级评价指标。以通航水域为例，可以分解为风况、雾况、水深、潮流、

波浪、雨雪、冰冻、礁石分布、沉船沉物、人工构筑物、地形地貌、海床地质等１２个评价指标。通过专家访谈及问卷调查，对这些因素作进一步的筛选（见表１）。

根据表１的分类结果，选取其中重要程度在“重要”以上的１０个要素作为海区通航水域环境危险度的评价指标因素而构成整个评价指标体系，即评价指标因素集Ｕ＝!ｕ１，ｕ２，ｕ３，ｕ４，ｕ５，ｕ６，ｕ７，ｕ８，ｕ９，ｕ１０-＝｛

风况、雾况、水深、潮流、波浪、

礁石分布、沉船沉物、人工构筑物、地形地貌、海床地质｝３．２因素权重系数的确定

权重是对每一种单因素在总评价中影响程度大小的度量，在一定程度上也代表了单因素评定等级的能力。因素权重系数ａｉ直接影响到综合评价的结果。权重值的确定方法有很多种，常用的方法有：德尔斐（Ｄｅｌｐｈｉ）法、专家调查法和层次分析法（ＡＨＰ）。在综合评价中，为了突出主要的通航环境安全影响因素，客观、合理地评价通航环境

安全管理的效果，可以采用层次分析法来确定各指标重要程度的定量化表征，即各评价指标的权重。

表１评价指标重要程度分类评价指标不重要稍微重要重要很重要绝对重要风况☆雾况☆水深☆潮流☆波浪☆雨雪☆冰冻☆礁石分布☆沉船沉物☆人工构筑物☆地形地貌☆海床地质☆