惡劣天氣下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系

戴厚興, 吳兆麟

(1.大連海事大學 航海學院， 遼寧 大連 116026； 2.交通運輸部 煙臺打撈局， 山東 煙臺 264012)

惡劣天氣下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系

戴厚興1,2, 吳兆麟1

(1.大連海事大學 航海學院， 遼寧 大連 116026； 2.交通運輸部 煙臺打撈局， 山東 煙臺 264012)

研發(fā)具有可視化、智能化預警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估系統(tǒng)，進一步提高我國海事國際履約水平和海上交通安全監(jiān)管與保障能力。為此,對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險的主要環(huán)境條件及進行惡劣天氣條件下的海上交通安全風險評估時應重點關注的船舶和海域進行系統(tǒng)分析；建立海上交通安全風險動態(tài)預評估體系，并提出實施惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估面臨的主要任務。該研究可為研發(fā)惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估系統(tǒng)提供必要的理論支持。

水路運輸；惡劣天氣；海上交通安全；動態(tài)風險預評估；風險體系

Abstract: It is of great practical value to research and develop visualized and intelligent dynamic pre-evaluation system for marine traffic safety risk under rough weather, whether from perspective of honoring the international maritime agreements or further improving the capability of the supervision and support of marine traffic safety. The types of marine traffic accidents under rough weather, the environmental conditions that may affect marine traffic safety, and the vessels and sea areas are analyzied, on which the marine traffic risk pre-evaluation should be focused. With the identification of the factors that may affect the marine traffic risk, a dynamic pre-evaluation system for marine traffic risk is established. The major task of developing better dynamic pre-evaluation system for marine traffic risk under rough weather is proposed. Necessary theoretical support for the development of marine traffic risk pre-evaluation system under rough weather with practical value is provided.

Keywords: waterway transportation; rough weather; marine traffic safety; dynamic risk pre-evaluation; risk system

海上交通事故常伴隨著人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染等，帶來的負面影響巨大。近年來，針對海上交通安全客觀、負面后果的不確定性，歐盟啟動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，對各締約國的海事履約和海上安全監(jiān)管與保障技術、方法及模式研究提出了新要求。[1]因此，推進海上交通安全風險評估技術研究，尤其是推進惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估技術和方法研究意義重大。建立具有實用價值的惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估體系和模型，研發(fā)可對一些應重點關注的船舶在航行至應重點關注的海域之前進行海上交通安全風險動態(tài)預評估的預警預控系統(tǒng)。這不僅有助于將事故預防關口前移，以事前風險預控為主的管理模式取代事后應急為主的管理模式,同時還有利于以動態(tài)風險管理方法替代靜態(tài)安全管理方法，以系統(tǒng)、組合的管理體系替代分散、單項的事件處理方式，進而杜絕或減少海上交通惡性事故發(fā)生。[2]

1 惡劣天氣下海上交通安全風險的內(nèi)涵及其外延

“風險”的意大利語原意是船舶在充滿危險的礁石之間航行，風險概念的核心就是后果存在著一定程度的不確定性。顯然，安全風險是指危險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險是指海上交通運輸過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險。[3]

交通運輸部2014年9月30日公布的《水上交通事故統(tǒng)計辦法》規(guī)定，水上交通事故是指船舶在航行、停泊及作業(yè)過程中發(fā)生的造成人員傷亡、財產(chǎn)損失和水域環(huán)境污染的意外事件。具體地說，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、火災或爆炸事故、風災事故、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浪造成的風災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、風向及風力等條件；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施、水域中助航標志及設施、交通管理規(guī)章及手段等。其是通過人工努力，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險的特點各不相同,同時結合對近年來船舶事故的分析,可知惡劣天氣條件下的海上交通安全風險多集中在某幾類船舶上。[6]

我國海事局公布的《關于加強四類重點船舶和六區(qū)一線重點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監(jiān)管船舶調整為“四類重點船舶”，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)、危險品船、砂石船及易流態(tài)化固體散裝貨物運輸船。

在選擇需重點關注的船舶類型時，應重點考慮可能釀成群體傷亡和重大環(huán)境污染等嚴重后果及易引起社會高度關注的船舶類型。簡單地說，客船、危險品船(含油船)和超大型船舶(包括集裝箱船和散貨船等)必須予以重點關注。

研究惡劣天氣條件下的海上交通安全風險，尤其是大霧造成的能見度不良條件下可能發(fā)生的船舶碰撞等風險，應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險的特點。這可從對航運企業(yè)和海事局船舶交通管理部門的調研中得到證實。

目前我國海事主管部門的管理策略是:以網(wǎng)格化管理理念為指導，以差異化管理為著力點，優(yōu)化管理機制，轉變管理方式，落實管理責任，提高海事管理的針對性和有效性，建立轄區(qū)水域差異化、精細化和信息化的新型管理模式，實現(xiàn)資源配布合理、運轉高效協(xié)調和機制科學順暢的管理目標。

具體地說，將六大監(jiān)管區(qū)域作為重點監(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航線水域；港外錨地、公共避風錨地及引航員登(離)船點等水域；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]

2 惡劣天氣下的海上交通安全風險因素分析

研發(fā)具有可視化、智能化預警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估系統(tǒng)，首先要建立科學的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系。按照風險管理理論和技術，風險動態(tài)預評估體系應包括承災體、致災因子、風險事件、風險單元、可能的各種決策及可能發(fā)生的各種風險后果等因素。

在惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系中，致災因子就是可能影響或導致海上交通事故發(fā)生的具體因素。顯然，大風等級、風向、大浪高度及能見距離等都是可能的致災因子。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，當船舶航經(jīng)某一海域遇到大風浪天氣時，若大風浪的強度超出船舶所能承受的界限，則在很大程度上會引發(fā)風災事故；當船舶遇到大霧等能見度不良的天氣時，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增大；此外，其他不利的自然環(huán)境因素(如地形條件復雜、助航標志和設施不足等)也可能導致海上交通事故發(fā)生。

對應到惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系中，承災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因子的作用下可能發(fā)生的風險及后果是不同的。

1) 風險的可能性不同。對于船舶噸位和船舶種類來說，大型船舶的抗風浪能力一般要強一些；油船等危險品船的航速略低，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發(fā)生風險的可能性更高。

2) 風險的后果不同。對于客船來說，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；超大型船舶造價高、所載貨物價值巨大，一旦全損，將帶來巨大的經(jīng)濟損失。

在惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估體系中，人為因素主要考慮的是船舶駕駛員在船舶航行到應當重點關注海域時所采取的措施和操船策略。例如：是否需要避離大風浪區(qū)而改變航向或停航拋錨避風；在大風浪中航行時所采取的航向、航速和操縱措施；能見度不良且航道環(huán)境比較復雜、航道上交通流密度過大時，是否采取適合當時情況的安全航速或拋錨停航等。

3 惡劣天氣下的海上交通安全風險動態(tài)預評估體系的建立

根據(jù)上述風險因素分析，針對海事主管部門重點關注的客船、危險品船和超大型船舶，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關注海域建立惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估體系。

首先，定義惡劣天氣條件下的海上交通安全風險是指具體某船在某一海區(qū)航行時因航行方案、船舶駕駛員采取的相關措施、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)的具有危險性的后果，可表示為

R=f(D,C,S)

(1)

即惡劣天氣條件下的海上交通安全風險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險動態(tài)預評估體系結構圖。由圖1可知，對于海事主管部門重點關注的客船、危險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關注海域航行時的惡劣天氣條件下的海上交通安全風險是人為因素、船舶條件和環(huán)境條件共同作用的結果。具體地說，當船舶駕駛員按照所確定的航行方案及相應的措施在某一海域航行時，大風浪、低能見度、過大的交通流密度及其他不利的自然環(huán)境因素等致災因子作用于作為承災體的船舶，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，則風險就會發(fā)生。

圖1 惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估體系結構圖

4 惡劣天氣下的海上交通安全風險動態(tài)預評估面臨的主要任務

實施針對重點關注船舶在重點關注海域的惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估時，首先要建立科學有效的風險預評估模型。[9]

若采用目前實際應用效果較好的模糊綜合評判方法，則可根據(jù)風險管理理論中的ALARP原則將船舶在惡劣天氣條件下的海上交通安全風險劃分為黃、橙和紅等3種不同程度的風險等級，分別與ALARP原則中的“可忽略風險”“ALARP”區(qū)和“不可容忍風險”對應,即確定惡劣天氣條件下海上交通安全風險等級的論域。

(2)

同時，基于實際調研結果，明確給出不同類型的重點關注船舶及在不同等級風險條件的實際意義，為海事主管部門實際監(jiān)管和船舶駕駛員實際操作提供具有實際應用價值的參考建議。

設致災因子的論域為

U=U1+U2+…+Ui+…+Un

(3)

式(3)中:n為致災因子個數(shù)。設其中任意第i個致災因子的具體取值可表示為

Ui={ui1,ui2,…,uim}

(4)

式(4)中:m為可取值數(shù)量。

與致災因子相對應的風險等級評定因子的模糊子集可表示為

A=A1+A2+…+Ai+…+An

(5)

若第i個致災因子可取值的狀態(tài)個數(shù)為m，則有

Ai=(ai1,ai2,…,aim)

(6)

式(6)中:aij(j=1,2,…,m)為第i個致災因子Ui可能的取值狀態(tài)。第i個致災因子在不同取值狀態(tài)下對應可產(chǎn)生不同等級風險的模糊關系矩陣(即風險矩陣)可表示為

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

(7)

在得到風險矩陣后，當船舶未來各航行時段內(nèi)的致災因子值(如大風浪等級、能見距離和交通密度等)通過預報手段得到之后，即可得到船舶航經(jīng)某一海域的交通安全風險預評估值。

記B為船舶交通安全風險等級的模糊集，則有

B=B1+B2+…+Bi+…+Bn

(8)

式(8)中:Bi(i=1,2,…,n)為第i個致災因子Ui對應的船舶交通安全風險等級的模糊子集，可由式(9)得到。[10]

Bi=Ai°Ri

(9)

由此可見，在不同致災因子的具體取值條件下，確定對應于不同類型船舶風險狀況的風險矩陣直接關系到惡劣天氣條件下的海上交通安全風險動態(tài)預評估結果的準確性。因此，能否得到科學可靠、與實際船舶風險狀況相符的風險矩陣是評估效果是否有效的關鍵。

為有效解決該問題，應首先對不同類型的重點關注船舶進行分類，盡量對長期在某類船舶上工作的資深船長進行問卷式調研，得到該類船舶在不同致災因子條件下的風險狀況參數(shù)；然后采取模糊綜合評價理論中不完備信息條件下的風險評價理論和方法，對調研得到的數(shù)據(jù)進行再處理，以得到既有充分的理論依據(jù)又具有實際應用價值的風險矩陣；最后設計并研發(fā)實用性強、指導意義明確、具有可視化和智能化預警監(jiān)控功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估系統(tǒng)。

通過對海事主管部門進行充分調研，進一步了解其實際需求，針對不同的重點關注海域分別設計研發(fā)不同需求或功能的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估系統(tǒng)，針對不同類型的重點關注船舶量身定制。輸出結果應做到實用性強、指導意義明確，并具有輔助決策管理功能。

5 結束語

提出惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系，主要用于幫助海事主管部門保障惡劣天氣條件下重點關注的客船、危險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關注海域的海上交通安全，也可應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險動態(tài)預評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、可對某一海域進行惡劣天氣條件下的交通安全風險動態(tài)預評估的輔助管理與決策系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

若要研制更加科學可靠、先進完備的惡劣天氣條件下海上交通安全風險動態(tài)預評估體系，還要從風險動態(tài)預評估模型選取、風險矩陣確定和風險預評估系統(tǒng)功能設計等方面考慮，在實地調查研究和系統(tǒng)分析上下功夫。

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DynamicRiskPre-EvaluationSystemforMarineTrafficSafetyUnderRoughWeather

DAIHouxing1,2,WUZhaolin1

(1. School of Navigation, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China; 2. Yantai Salvage Bureau, Ministry of Transport, Yantai 264012, China)

U676.1

A

2016-05-13

交通運輸部海事局項目(0706-14400003N010)

戴厚興(1966—)，男，山東臨沂人，高級工程師，船長，博士生，主要從事交通運輸安全保障與防護技術研究。 E-mail:capt.dai@163.com

1000-4653(2016)03-0073-04