鄭中義-海上交通工程課件

海上交通工程鄭中義

教授

大連海事大學(xué)航海學(xué)院海上交通工程鄭中義教授大連海事大學(xué)航海學(xué)院緒論一、早期的海上交通研究研究制定海上避碰規(guī)則；推薦與指定海上航路。二、海上交通研究的開始道路交通工程的確立；二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇；多佛爾海峽碰撞事故多；日本與1976年成立海上交通工程學(xué)研究組。緒論一、早期的海上交通研究三、海上交通工程學(xué)的確立日本首先命名為海上交通工程；1971年，發(fā)表海上交通工程的綜述論文1972年在英國(guó)召開第一次海上交通工程學(xué)術(shù)會(huì)議四、海上交通工程的內(nèi)容與研究方法特點(diǎn)（1）是工程科學(xué)的分支；（2）研究對(duì)象是海上交通；（3）研究方法借鑒道路交通工程；（4）研究目的主要是增進(jìn)海上交通安全和提高交通效率。三、海上交通工程學(xué)的確立海上交通工程的研究方法：調(diào)查-分析-應(yīng)用-再調(diào)查歐洲與日本早期海上交通工程研究的區(qū)別(1)理論體系，基礎(chǔ)研究(2)應(yīng)用海上交通工程的研究方法：調(diào)查-分析-應(yīng)用-再調(diào)查第一章海上交通要素第一節(jié)海上交通的概念第二節(jié)船舶與駕駛?cè)藛T特性第三節(jié)海上交通環(huán)境5第一章海上交通要素5第一節(jié)海上交通的概念一、海上交通的定義荷蘭學(xué)者Wepster定義為：指定區(qū)域內(nèi)單個(gè)船運(yùn)動(dòng)的組合。因此由西歐十幾個(gè)國(guó)家共同完成的重大海上交通科研項(xiàng)目（COST301）主報(bào)告第一卷（概念與定義）中指出：海上交通可定義為“給定海域（或空間）內(nèi)發(fā)生的，使用這一空間的所有船舶的運(yùn)動(dòng)”。日本海上交通工程學(xué)者藤井認(rèn)為：船舶行為的總體就是海上交通。吳兆麟教授綜合海上交通的定義為：指定區(qū)域內(nèi)船舶行為的總體與運(yùn)動(dòng)的組合。交通事故是指碰撞、擱淺、觸碰等與船舶運(yùn)動(dòng)有關(guān)的事故6第一節(jié)海上交通的概念一、海上交通的定義6“海上交通”定義如何理解船舶交通不是指運(yùn)動(dòng)的船舶，而是指船舶的運(yùn)動(dòng)；船舶交通不是指某一艘船的運(yùn)動(dòng)或行為，而是指某區(qū)域內(nèi)所有船舶的運(yùn)動(dòng)或行為的總體?！昂Ｉ辖煌ā倍x如何理解二、海上交通的分類按水域類型分：有港口船舶交通、水道船舶交通和沿海船舶交通等。研究港口船舶交通時(shí)：分為進(jìn)口船舶交通與出口船舶交通。研究水道船舶交通時(shí)：分為過(guò)往交通與穿越交通。研究沿海水域船舶交通時(shí)：常常以大多數(shù)船舶的運(yùn)動(dòng)方向分類，分別研究東行交通與西行交通（如直布羅陀海峽等）或北上交通與南下交通（如我國(guó)成山頭附近水域）。研究定線制的船舶交通時(shí)：使用交通、穿越交通、使用沿岸通航帶的船舶交通等。在研究船舶交通時(shí)，有時(shí)從船舶交通的構(gòu)成上進(jìn)行研究，包括船舶各類、船舶尺度等；有時(shí)也從船舶操縱性、船舶國(guó)籍等方面進(jìn)行研究，這也是一種交通構(gòu)成。另外在研究某水域船舶交通或行為時(shí)，特別注意特殊船舶影響。二、海上交通的分類第二節(jié)船舶與駕駛?cè)藛T特性一、船舶特征1.船舶尺度：用來(lái)表明船舶的大小。標(biāo)準(zhǔn)船的概念船舶的分級(jí)

總噸（噸）船舶參數(shù)的關(guān)系滿載吃水（米）型寬（米）

型深（米）2.船舶速度：分為船速(對(duì)水速度)和航速(對(duì)地速度)。船舶定速：即海上速度（90%額定功率、96～97%額定轉(zhuǎn)速）港內(nèi)速度：主機(jī)額定轉(zhuǎn)速70～80%對(duì)應(yīng)的速度安全航速：第6條規(guī)定：“每一船舶在任何時(shí)候應(yīng)用安全航速行駛，以便9第二節(jié)船舶與駕駛?cè)藛T特性一、船舶特征9能采取適當(dāng)而有效的避碰行動(dòng)，并能在適合當(dāng)時(shí)環(huán)境和情況的距離以內(nèi)把船停住。”

《規(guī)則》還規(guī)定：“在決定安全航速時(shí)，考慮的因素中應(yīng)包括下列各點(diǎn)：第一，對(duì)所有船舶：(1)能見(jiàn)度情況；(2)通航密度，包括漁船或任何其他船舶的密集程度；(3)船舶的操縱性能，特別是在當(dāng)時(shí)情況下的沖程和回轉(zhuǎn)性能；(4)夜間出現(xiàn)的背景亮光，諸如來(lái)自岸上的燈光或本船燈光的反向散射；(5)風(fēng)、浪和流的狀況以及靠近航海危險(xiǎn)物的情況；(6)吃水與可用水深的關(guān)系。能采取適當(dāng)而有效的避碰行動(dòng)，并能在適合當(dāng)時(shí)環(huán)境和情況第二，對(duì)備有可使用的雷達(dá)的船舶，還須考慮：(1)雷達(dá)設(shè)備的特性、效率和局限性；(2)所選用的雷達(dá)距離標(biāo)尺帶來(lái)的任何限制；(3)海況、天氣和其他干擾源對(duì)雷達(dá)探測(cè)的影響；(4)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)，雷達(dá)對(duì)小船、浮冰和其他漂浮物有探測(cè)不到的可能性；(5)雷達(dá)探測(cè)到的船舶數(shù)目、位置和動(dòng)態(tài)；(6)當(dāng)用雷達(dá)測(cè)定附近船舶或其他物體的距離時(shí)，可能對(duì)能見(jiàn)度作出更確切的估計(jì)。船舶特性時(shí)間：船舶長(zhǎng)度與速度之比。是反映船舶操縱性的特征之一。第二，對(duì)備有可使用的雷達(dá)的船舶，還須考慮：(1)雷達(dá)設(shè)備的特3.船舶沖程和旋回（1）船舶沖程停車沖程倒車沖程沖程與安全航速（2）船舶旋回緊迫局面與船舶旋回安全航速與船舶旋回3.船舶沖程和旋回二、駕駛?cè)藛T特征船舶駕駛?cè)藛T是指船長(zhǎng)、值班駕駛員、引航員等實(shí)際下達(dá)指揮操縱船舶命令的人員。1.視覺(jué)特征視力（靜、動(dòng)）視野（靜、動(dòng)）色彩感覺(jué)影響因素（位置、背景光、光、盲區(qū)、年齡、能見(jiàn)度、照度等）2.聽(tīng)覺(jué)3.反應(yīng)特征駕駛?cè)藛T在駕駛船舶過(guò)程中不斷接受本船、他船、助航設(shè)施與標(biāo)志、水文氣象與航路條件及交通管理方面的各種外界信息，并在刺激后作出相應(yīng)的反應(yīng)。反應(yīng)特性的影響因素：二、駕駛?cè)藛T特征(1)反應(yīng)時(shí)間與受刺激的感覺(jué)器官有關(guān);(2)反應(yīng)時(shí)間與運(yùn)動(dòng)系的種類(左手、左腳、右手、右腳)有關(guān);(3)反應(yīng)時(shí)間與刺激的強(qiáng)度有關(guān);(4)反應(yīng)時(shí)間與人體的狀態(tài)有關(guān);(5)反應(yīng)時(shí)間與駕駛環(huán)境有關(guān);(6)反應(yīng)時(shí)間與速度有關(guān);(7)反應(yīng)時(shí)間與飲酒量有關(guān);(8)反應(yīng)時(shí)間與藥物有關(guān)。(1)反應(yīng)時(shí)間與受刺激的感覺(jué)器官有關(guān);4.疲勞、興奮與生理節(jié)律（1）疲勞4.疲勞、興奮與生理節(jié)律（2）生理節(jié)律每天鄭中義——海上交通工程ppt課件每月每年5.人為因素與海上交通事故每月第三節(jié)海上交通環(huán)境海上交通環(huán)境是指船舶運(yùn)動(dòng)所處的空間與條件，包括航行水域，該水域的自然條件和交通條件三方面。一、航行水域航行水域是船舶運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)所和空間。從海上交通系統(tǒng)說(shuō)，航行水域由港口和航路組成。從地理上說(shuō)，航行水域包括江河湖海及稱之為港灣、海峽、水道、運(yùn)河、航道等水域。海上交通工程學(xué)所著重研究的是港口及其附近水域、重要水道（海峽）和沿海水域中的船舶交通。18第三節(jié)海上交通環(huán)境海上交通環(huán)境是指船舶運(yùn)第三節(jié)海上交通環(huán)境二、自然條件自然條件指的是水域的氣象、水文與地形條件等。地形條件是指船舶航行與操縱的空間范圍是否受到限制的程度。水文條件指的是水深、水流、潮汐、波浪、冰凍等對(duì)船舶交通有影響的各種因素。氣象條件是指能見(jiàn)度、大風(fēng)和臺(tái)風(fēng)等條件。19第三節(jié)海上交通環(huán)境19第三節(jié)海上交通環(huán)境三、交通條件交通條件指的是港口和航道的布置和設(shè)施、水域中助航標(biāo)志和設(shè)施、交通管理規(guī)章和手段等。它是通過(guò)人工努力為便利船舶交通而創(chuàng)造的各種硬環(huán)境和軟環(huán)境，亦可稱為認(rèn)為交通環(huán)境。20第三節(jié)海上交通環(huán)境20第二章海上交通調(diào)查第一節(jié)海上交通調(diào)查概述第二節(jié)海上交通觀測(cè)第三節(jié)航海模擬器試驗(yàn)第四節(jié)查閱資料和發(fā)放調(diào)查表21第二章海上交通調(diào)查21第一節(jié)海上交通調(diào)查概述一、調(diào)查目的（1）發(fā)現(xiàn)妨礙海上交通安全和效率的因素；（2）尋求改善海上交通的辦法和措施；（3）檢驗(yàn)引進(jìn)新的海上交通設(shè)施、規(guī)則和系統(tǒng)的效果；（4）積累預(yù)報(bào)未來(lái)海上交通狀況的數(shù)據(jù)資料；（5）為建立交通流理論模型提供基礎(chǔ)資料，等等。22第一節(jié)海上交通調(diào)查概述22第一節(jié)海上交通調(diào)查概述二、調(diào)查項(xiàng)目（1）船舶密度分布（6）船舶到達(dá)規(guī)律（2）航跡分布（7）船舶領(lǐng)域（3）交通流（8）交通容量（4）交通量（9）會(huì)遇率（5）船速分布（10）避碰行為23第一節(jié)海上交通調(diào)查概述23第一節(jié)海上交通調(diào)查概述三、調(diào)查工作海上交通調(diào)查工作包括搜集海上交通原始數(shù)據(jù)、確定數(shù)據(jù)處理方法和目標(biāo)、具體處理數(shù)據(jù)三部分。四、調(diào)查方法從搜集海上交通原始數(shù)據(jù)的方法看，海上交通調(diào)查方法主要有下列幾種：（1）海上交通觀測(cè)（marinetrafficobservation）；（2）查閱港口船舶記錄與統(tǒng)計(jì)報(bào)表；（3）航海模擬器試驗(yàn)（marinesimulatorexperiment）；（4）問(wèn)卷調(diào)查（questionairetechnigue）。24第一節(jié)海上交通調(diào)查概述三、調(diào)查工作24第二節(jié)海上交通觀測(cè)通常所說(shuō)的海上交通調(diào)查主要指交通觀測(cè)。海上交通觀測(cè)一般又可分為視覺(jué)觀測(cè)、雷達(dá)觀測(cè)和航空攝影三種方法。一、視覺(jué)觀測(cè)二、雷達(dá)觀測(cè)三、雷達(dá)觀測(cè)記錄1.直接觀測(cè)記錄2.人工標(biāo)繪3.雷達(dá)圖像攝影4.雷達(dá)信息直接輸入計(jì)算機(jī)四、航空攝影五、交通觀測(cè)點(diǎn)位置1.岸邊觀測(cè)點(diǎn)2.靜止船舶觀測(cè)點(diǎn)3.航行船舶觀測(cè)點(diǎn)4.空中觀測(cè)點(diǎn)25第二節(jié)海上交通觀測(cè)通常所說(shuō)的海上交通調(diào)查主要指交通觀測(cè)。第三節(jié)航海模擬器試驗(yàn)航海模擬器是從事航海專業(yè)人員培訓(xùn)和航海技術(shù)研究的新型手段。一般分為操縱模擬器和雷達(dá)模擬器。后者是按照國(guó)際海事組織（IMO）要求對(duì)船員進(jìn)行“雷達(dá)觀測(cè)和標(biāo)繪”培訓(xùn)的必備實(shí)驗(yàn)手段。我校主持研究的“高品質(zhì)航海模擬器及其開發(fā)平臺(tái)”通過(guò)交通部鑒定，亦通過(guò)了國(guó)際著名船級(jí)社DNV（挪威船級(jí)社）所提出的A級(jí)（最高級(jí)別）航海模擬器性能指標(biāo)的認(rèn)證。該研究成果已先后在國(guó)內(nèi)外16家航海院校和培訓(xùn)中心推廣應(yīng)用，已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。26第三節(jié)航海模擬器試驗(yàn)26第四節(jié)查閱資料和發(fā)放調(diào)查表一、查閱資料1.進(jìn)出港船舶資料2.港口航道資料3.海事資料4.錨地資料5.氣象資料二、發(fā)放調(diào)查表向廣大船員發(fā)放調(diào)查表也是海上交通調(diào)查的一種方法，主要用于收集有關(guān)船舶行為方式的原始數(shù)據(jù)。27第四節(jié)查閱資料和發(fā)放調(diào)查表一、查閱資料27第三章海上交通實(shí)況第一節(jié)船舶密度及其分布第二節(jié)船舶航跡分布第三節(jié)交通流第四節(jié)船舶速度分布第五節(jié)交通量第六節(jié)船舶交通的統(tǒng)計(jì)特性第七節(jié)交通容量28第三章海上交通實(shí)況第一節(jié)船舶密度及其分布28第一節(jié)船舶密度及其分布一、船舶密度船舶密度是指某一瞬時(shí)單位面積水域內(nèi)的船舶數(shù)，它反映水域中船舶的密集程度。船舶密度還在一定程度上反映水域中船舶交通的繁忙程度和危險(xiǎn)程度。二、船舶密度分布船舶密度分布，實(shí)質(zhì)上是指一個(gè)水域中船舶的空間分布。三、船舶密度及其分布圖船舶密度及其分布根據(jù)海上交通調(diào)查中收集的原始資料加以整理求得，并以船舶密度及其分布圖表示。29第一節(jié)船舶密度及其分布一、船舶密度29第二節(jié)船舶航跡分布船舶航跡，即船舶航行軌跡，是船舶運(yùn)動(dòng)路線的記錄。一個(gè)水域中所有船舶的航跡就顯示出海上交通路線的特征或交通型式。航跡分布是指一個(gè)水域內(nèi)所有船舶運(yùn)動(dòng)路線的空間分布。航跡分布這一概念與船舶密度分布有相似之處，前者是線的空間分布，后者是點(diǎn)的空間分布。航跡分布在一定程度上反映一個(gè)水域的交通擁擠程度和交通危險(xiǎn)程度航跡分布也是表征海上交通實(shí)況的一個(gè)重要概念。它和船舶密度分布一樣，是船舶交通的基本要素之一。航跡分布以航跡分布圖表示。30第二節(jié)船舶航跡分布船舶航跡，即船舶航行軌跡，是船舶運(yùn)動(dòng)路第三節(jié)交通流一、交通流概念交通流指的是一條道路上連續(xù)不斷地沿著這條道路朝著同一方向運(yùn)動(dòng)的各種交通工具的總體運(yùn)動(dòng)特征。二、交通流模型圖式一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)交通流模型設(shè)計(jì)一下五個(gè)基本要素：（1）交通流的位置，它根據(jù)航跡分布圖確定；（2）交通流的方向，它根據(jù)船舶的運(yùn)動(dòng)方向確定；（3）交通流的寬度，它根據(jù)航跡分布圖確定；（4）交通流的密度，它根據(jù)密度分布圖確定；在交通流模型中是將交通流的密度假定為均勻分布，以便于理論研究和具體計(jì)算；（5）交通流的速度，它根據(jù)船舶速度分布曲線確定，在交通流模型中是將交通流的速度假定為均勻分布的（取速度平均值），以便于理論研究和具體計(jì)算。31第三節(jié)交通流一、交通流概念31第三節(jié)交通流三、交通流基本模型關(guān)系式根據(jù)海上交通調(diào)查搜集到的船舶實(shí)況資料，假設(shè)船種單一、船速均勻，航向相同，航跡寬度不變，即可得到交通流量、交通流密度、交通流速度、交通流寬度之間的關(guān)系式。這就是船舶交通流基本模型，可以用下式表示：Q=ρ?V?W式中：Q——交通流量（艘/小時(shí)）；ρ——交通流密度（艘/海里2）；V——交通流速度（節(jié)）；W——交通流寬度（海里）。32第三節(jié)交通流三、交通流基本模型關(guān)系式32在既定的水道中或給定交通流寬度的情況下，可以用以下幾張圖大致表示交通流量、交通速度和交通密度之間的關(guān)系。33第三節(jié)交通流在既定的水道中或給定交通流寬度的情況下，可以用以下幾張圖大致第四節(jié)船舶速度分布從海上交通工程研究對(duì)象來(lái)說(shuō)，所謂船舶速度不是指單個(gè)船舶航行速度或最大船速，而是指在一個(gè)水域中活動(dòng)的或通過(guò)一個(gè)水域或水道的所有船舶的速度的分布范圍和速度平均值。由于可以在航跡分布基礎(chǔ)上建立交通流模型，故船舶速度分布一般指歸納到一個(gè)交通流模型中的各個(gè)船舶速度的分布情況；該交通流模型中的各個(gè)船舶航行速度的平均值即平均速度就是交通流速度。船舶平均速度是交通流模型的五個(gè)要素之一。研究船舶速度分布的另一個(gè)目的是預(yù)測(cè)歸于同一個(gè)交通流模型中的船舶之間會(huì)發(fā)生追越會(huì)遇的頻率。34第四節(jié)船舶速度分布從海上交通工程研究對(duì)象來(lái)說(shuō)，所謂船舶速第五節(jié)交通量交通量是指單位時(shí)間（年、月、日、小時(shí)）內(nèi)通過(guò)水域中某一地點(diǎn)的所有船舶的數(shù)量，是交通流量或船舶流量的簡(jiǎn)稱。它的大小直接反映一個(gè)水域船舶交通的規(guī)模和繁忙程度，并在一定程度上反映該水域船舶交通的擁擠和繁忙程度。一、交通量的分類

按船舶用途分：運(yùn)輸船舶、其他船舶；按船舶種類分：雜貨船、客船、油船、漁船、其他船舶；按船舶推進(jìn)分：機(jī)動(dòng)船、非機(jī)動(dòng)船；按船舶國(guó)籍分：本國(guó)籍船、外國(guó)籍船；按船舶大小分：按船舶總噸位或船舶長(zhǎng)度分成幾類；按船舶航區(qū)分：遠(yuǎn)洋船、沿海船、港內(nèi)船、內(nèi)河船；按航行路線分：北上、南下；東向、西向；過(guò)往、橫越；航道內(nèi)、航道外，等等。35第五節(jié)交通量交通量是指單位時(shí)間（年、月、日、小時(shí)）內(nèi)通過(guò)第五節(jié)交通量二、交通量的表示方法平均小時(shí)交通量：任意期間各小時(shí)交通量的總和除以該期間小時(shí)數(shù)所得的值。平均日交通量：任意期間各日交通量的總和除以該期間日數(shù)所得的值。同樣，也可以用月平均交通量。根據(jù)交通變化規(guī)律，用于表示交通變化特征的值有：高峰小時(shí)交通量：全天交通量最大的一個(gè)小時(shí)成為高峰小時(shí)，該小時(shí)內(nèi)的交通量為高峰小時(shí)交通量。年最大小時(shí)交通量：一年內(nèi)各小時(shí)交通量中最大的一個(gè)小時(shí)交通量。年最大日交通量：一年內(nèi)各日交通量中最大的一個(gè)日交通量。36第五節(jié)交通量二、交通量的表示方法36第五節(jié)交通量三、進(jìn)出港口船舶數(shù)在研究港口水域的船舶交通時(shí)，與交通量概念相近的一個(gè)量是進(jìn)出港口船舶數(shù)，并常常按照船舶國(guó)籍、航區(qū)和船舶種類等進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，以年、月、日進(jìn)出港口船舶艘次數(shù)來(lái)表示。四、加權(quán)交通量由于船舶大小相差甚遠(yuǎn)，交通量的單位只用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的船舶數(shù)目來(lái)表示而不考慮通過(guò)船舶尺度與噸位，就不能確切的反映一個(gè)水域或水道內(nèi)船舶交通的規(guī)模和該水域或水道的重要程度。為此，日本學(xué)者引進(jìn)了加權(quán)交通量的概念。權(quán)可以取船舶總噸位或船長(zhǎng)。五、船舶分布37第五節(jié)交通量三、進(jìn)出港口船舶數(shù)37第六節(jié)船舶交通的統(tǒng)計(jì)特性一、基本統(tǒng)計(jì)方法數(shù)據(jù)處理的基本方法分為列表法和作圖法兩種。船舶交通調(diào)查數(shù)據(jù)的整理方法如下：1.離散變量的數(shù)據(jù)整理2.連續(xù)變量的數(shù)據(jù)整理用平均數(shù)、中位數(shù)，眾數(shù)等來(lái)表示數(shù)據(jù)的集中性；用方差、標(biāo)準(zhǔn)差、極差等來(lái)表示數(shù)據(jù)的分散性；用變差系數(shù)、偏度系數(shù)等來(lái)表示數(shù)據(jù)分布的形態(tài)特點(diǎn)。二、船舶到達(dá)規(guī)律交通量屬于離散型隨機(jī)變量，其概率分布通常可用泊松分布和二項(xiàng)分布來(lái)描述。38第六節(jié)船舶交通的統(tǒng)計(jì)特性一、基本統(tǒng)計(jì)方法38第七節(jié)交通容量一、交通容量的概念在海上交通工程學(xué)中，交通容量是指一個(gè)水道處理船舶交通的能力。以單位時(shí)間內(nèi)能夠通過(guò)的最大船舶數(shù)表示。二、交通容量的分類（1）基本交通容量：指的是水道條件和交通狀況皆屬理想狀態(tài)時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)最大交通量。（2）可能交通容量：指在現(xiàn)實(shí)的航路條件和交通狀態(tài)之下，單位時(shí)間內(nèi)的最大交通量。可能交通容量在數(shù)值上要小于基本交通量。（3）實(shí)用交通容量：也稱設(shè)計(jì)交通容量，它是實(shí)際采用或設(shè)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的最大交通流量。實(shí)際交通容量在數(shù)值上小于可能交通容量。三、影響交通容量的因素四、交叉路口與錨泊區(qū)的容量39第七節(jié)交通容量一、交通容量的概念39第四章船舶行為第一節(jié)船舶行為研究概述第二節(jié)船舶領(lǐng)域第三節(jié)船舶領(lǐng)域模型的發(fā)展第四節(jié)動(dòng)界第五節(jié)會(huì)遇第六節(jié)避碰行為40第四章船舶行為40第一節(jié)船舶行為研究概述一、船舶行為的概念廣義的船舶行為：船舶的正常航行行為和船舶的避碰行為。狹義的船舶行為：船舶在駕駛?cè)藛T操縱之下以船舶避讓為主要目的的行動(dòng)方式與規(guī)律。二、影響船舶行為的因素影響船舶行為的因素很多，見(jiàn)以下關(guān)系圖41第一節(jié)船舶行為研究概述一、船舶行為的概念41第一節(jié)船舶行為研究概述42船舶行為影響因素駕駛?cè)藛T特征—知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)、心理、生理船舶—靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)特征、位置、他船動(dòng)態(tài)交通環(huán)境交通狀態(tài)—船舶密度、交通量、船舶大小及種類等會(huì)遇—交叉、對(duì)遇、追越航路—可航寬度、交叉狀態(tài)、彎曲程度、視野范圍助航設(shè)施—航標(biāo)、信息服務(wù)管理狀況—法規(guī)、管理、管制水文、氣象—風(fēng)、波浪、視程、流、照度、潮汐狀態(tài)第一節(jié)船舶行為研究概述42船舶駕駛?cè)藛T特征—知識(shí)、技能、第一節(jié)船舶行為研究概述三、船舶行為研究方法船舶行為研究的兩大項(xiàng)工作：船舶行為數(shù)據(jù)調(diào)查收集工作和分析工作。船舶行為數(shù)據(jù)調(diào)查收集方法主要有實(shí)態(tài)觀測(cè)、資料統(tǒng)計(jì)、模擬和征詢。船舶行為數(shù)據(jù)的分析只要是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和模糊數(shù)學(xué)的方法。四、船舶行為研究的意義（1）為制定有關(guān)法規(guī)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（2）向船舶駕駛員提供了船舶在航行、操縱方面的宏觀規(guī)律或模式（3）為開發(fā)研制助航儀器設(shè)備提供了理論和數(shù)據(jù)（4）為規(guī)劃整頓船舶交通提供了依據(jù)43第一節(jié)船舶行為研究概述三、船舶行為研究方法43第二節(jié)船舶領(lǐng)域一、船舶領(lǐng)域概念的提出日本開創(chuàng)海上交通工程學(xué)的著名學(xué)者藤井于1963年提出了船舶領(lǐng)域的概念，他將船舶領(lǐng)域定義為絕大多數(shù)后繼船舶的駕駛員避免進(jìn)入的前一艘在航船舶周圍的領(lǐng)域。二、開闊水域船舶領(lǐng)域模型的建立443.2L1.6L8L6L0.850.70.45第二節(jié)船舶領(lǐng)域一、船舶領(lǐng)域概念的提出443.2L1.6L三、藤井和Goodwin建立的船舶領(lǐng)域模型的區(qū)別從定義上看，藤井提出的領(lǐng)域是圍繞他船的（被讓路船）；而Goodwin提出的領(lǐng)域是圍繞本船的從研究的水域與會(huì)遇形勢(shì)看，藤井提出的模型是水道中船舶追越局面下的模型；而Goodwin提出的船舶領(lǐng)域是海上開闊水域船舶在各種會(huì)遇局面的模型從確定領(lǐng)域的邊界上看從建立船舶領(lǐng)域適用的船舶數(shù)據(jù)上看三、藤井和Goodwin建立的船舶領(lǐng)域模型的區(qū)別第三節(jié)船舶領(lǐng)域模型的發(fā)展一、平滑不等扇形領(lǐng)域邊界的圓形領(lǐng)域英國(guó)學(xué)者Davis用計(jì)算機(jī)模擬研究船舶會(huì)遇和避碰時(shí)二、變更中心船位置和船首向的橢圓領(lǐng)域荷蘭學(xué)者VanDdrTak計(jì)算船舶會(huì)遇和會(huì)遇率時(shí)三、對(duì)遇與追越情況的船舶領(lǐng)域英國(guó)學(xué)者Goldwell在研究受限水域船舶行為時(shí)四、其他形狀的船舶領(lǐng)域五、船舶之間的標(biāo)準(zhǔn)間隔46第三節(jié)船舶領(lǐng)域模型的發(fā)展46第四節(jié)動(dòng)界動(dòng)界（Arena）是英國(guó)學(xué)者Davis等在應(yīng)用船舶領(lǐng)域研究船舶避碰行為時(shí)提出的新概念。確定以駕駛?cè)藛T開始采取行動(dòng)以避免緊迫局面時(shí)與他船的距離為基礎(chǔ)的超級(jí)領(lǐng)域（Superdomain）。這一超級(jí)領(lǐng)域就成為動(dòng)界。動(dòng)界這一模型的邏輯是：只有當(dāng)未來(lái)情況是本領(lǐng)域受到來(lái)船“侵犯”時(shí)本船才采取轉(zhuǎn)向避讓行動(dòng)，而這種行為的結(jié)果要導(dǎo)致來(lái)船的最小會(huì)遇距離正好大于本船領(lǐng)域的范圍，即正好使來(lái)船不“侵犯”本船領(lǐng)域。如果來(lái)船“侵犯”本船的動(dòng)界而未來(lái)情況是本船領(lǐng)域不會(huì)被來(lái)船“侵犯”則無(wú)需采取任何轉(zhuǎn)向行動(dòng)。47第四節(jié)動(dòng)界動(dòng)界（Arena）是英國(guó)學(xué)者Davis等在應(yīng)用第五節(jié)會(huì)遇一、會(huì)遇的概念會(huì)遇(Encounter)：海上航行船舶相遇而須采取行動(dòng)的情況。二、會(huì)遇的定義會(huì)遇的定義概括起來(lái)分為四種：是如果不采取避讓行動(dòng)，兩船的會(huì)遇最近距離就小于某一給定距離的一種實(shí)際情況。（基于觀測(cè)）會(huì)遇是當(dāng)兩船位于某一給定距離以內(nèi)的一種實(shí)際情況。（觀測(cè)）是如果不采取避讓行動(dòng)，兩船的會(huì)遇最近距離就小于某一給定距離的一種情況。（基于交通流理論）會(huì)遇是導(dǎo)致一船或兩船采取實(shí)際避碰行動(dòng)一種情況三、研究會(huì)遇的實(shí)際意義海上交通研究的主要目的是減少交通事故（主要是碰撞事故），會(huì)遇是碰撞發(fā)生的必要條件之一。分道通航制是研究會(huì)遇的成果之一。48第五節(jié)會(huì)遇一、會(huì)遇的概念48第六節(jié)避碰行為一、避碰行為用以下四個(gè)量來(lái)表征船舶避碰行為：（1）采取避碰行動(dòng)時(shí)兩船距離——D（2）采取避碰行動(dòng)時(shí)目標(biāo)會(huì)遇最近距離——CPA（3）轉(zhuǎn)向避碰行動(dòng)的幅度——△C（4）兩船實(shí)際通過(guò)距離——d二、海上避碰行為的統(tǒng)計(jì)研究1.采取避碰行動(dòng)時(shí)兩船距離2.目標(biāo)船會(huì)遇最近距離3.避碰行動(dòng)的種類4.轉(zhuǎn)向避讓行動(dòng)的幅度5.兩船實(shí)際通過(guò)距離6.影響避碰行動(dòng)的因素49第六節(jié)避碰行為一、避碰行為49第六節(jié)避碰行為三、避碰決策時(shí)間和距離四、實(shí)際通過(guò)距離的統(tǒng)計(jì)分布五、最小安全追越距離（MSOD）在通航分道中一船追越另一船時(shí)，被追越船突然轉(zhuǎn)向時(shí)，追越船能夠?qū)@種出乎意料的行動(dòng)作出反應(yīng)并且緊急操縱避免碰撞所需保持的最初追越距離，就稱為最小安全追越距離。六、避讓操船措施作為避讓操船措施，有轉(zhuǎn)向（用舵）、變速（用車）、轉(zhuǎn)向和變速兼用三種。在港口和水道中緊急避讓時(shí)還會(huì)在用車用舵的同時(shí)配合以拋錨措施。50第六節(jié)避碰行為三、避碰決策時(shí)間和距離50第五章海上交通事故第一節(jié)交通事故調(diào)查第二節(jié)碰撞事故統(tǒng)計(jì)分析第三節(jié)擱淺觸礁事故統(tǒng)計(jì)分析第四節(jié)海上碰撞危險(xiǎn)51第五章海上交通事故51第一節(jié)交通事故調(diào)查一、海上交通事故海事:碰撞Collision擱淺Grounding觸礁Striking觸碰Contact風(fēng)災(zāi)Heavyweather火災(zāi)與爆炸Fire&Explosion沉沒(méi)Foundering失蹤Missing機(jī)損Enginefailure其他Other海上交通事故：碰撞、擱淺、觸礁、觸碰、浪損等海上交通事故實(shí)況一般包括三方面內(nèi)容：（1）交通事故的規(guī)模；即交通事故的次數(shù)、卷入交通事故的船舶數(shù)目、交通事故的比率和交通事故的損失等（2）交通事故的發(fā)生規(guī)律與影響因素；即交通事故的時(shí)間趨勢(shì)和地理分布、船舶大小、種類、能見(jiàn)度、晝夜、水域等因素對(duì)發(fā)生交通事故的影響等（3）交通事故的原因；即人的過(guò)失、船舶及其設(shè)備的性能與缺陷、交通環(huán)境和條件的不利或妨礙因素三方面的具體問(wèn)題52第一節(jié)交通事故調(diào)查一、海上交通事故52第一節(jié)交通事故調(diào)查二、海上交通事故調(diào)查1.事故調(diào)查的分類：一種是海事調(diào)查；一種是事故統(tǒng)計(jì)分析。2.事故調(diào)查的目的：了解和掌握海上交通事故實(shí)況，查找事故原因，探求減少和避免事故的措施和途徑，以便增進(jìn)海上交通安全和減少經(jīng)濟(jì)損失。3.事故調(diào)查的范圍4.交通事故數(shù)據(jù)的范圍海上交通事故的基本數(shù)據(jù)如下：①事故名稱或種類②事故發(fā)生時(shí)間（年、月、日、時(shí)）53第一節(jié)交通事故調(diào)查二、海上交通事故調(diào)查53③事故發(fā)生地點(diǎn)（經(jīng)緯度或相對(duì)于某一顯著位置的方位、距離及水域種類）④事故發(fā)生時(shí)的自然情況（能見(jiàn)度、風(fēng)、浪、流等級(jí)）⑤當(dāng)事船舶基本資料（船名、船籍、種類、噸位、船長(zhǎng)、吃水等）⑥事故損失（人命、具體金額、沉船或全損等）5.交通事故的數(shù)據(jù)來(lái)源三、研究海上交通事故的意義從事故中吸取教訓(xùn)的情況比從成功中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的情況多。54③事故發(fā)生地點(diǎn)（經(jīng)緯度或相對(duì)于某一顯著位置的方位、距離及水域第二節(jié)碰撞事故統(tǒng)計(jì)分析一、碰撞事故的規(guī)模一般用碰撞事故次數(shù)、卷入碰撞事故的船舶數(shù)目、碰撞發(fā)生率、碰撞事故占各類海事的比例、碰撞損失和碰撞導(dǎo)致傷亡人數(shù)來(lái)表示。二、碰撞事故的規(guī)模和影響因素1.碰撞事故的時(shí)間趨向2.碰撞事故的時(shí)間分布規(guī)律3.碰撞事故的地理分布4.能見(jiàn)度對(duì)碰撞的影響5.晝夜對(duì)碰撞的影響6.船舶大小與碰撞的關(guān)系7.船舶種類和碰撞的關(guān)系三、碰撞事故的原因除了承認(rèn)碰撞事故主要原因是人為失誤這種觀點(diǎn)以外，著重探討交通環(huán)境和船舶條件對(duì)碰撞事故的影響，以期從改善交通環(huán)境和船舶條件著手減少人為失誤，從而減少碰撞事故的發(fā)生。55第二節(jié)碰撞事故統(tǒng)計(jì)分析一、碰撞事故的規(guī)模55第三節(jié)擱淺觸礁事故統(tǒng)計(jì)分析擱淺觸礁雖說(shuō)也是一種海上交通事故，但人們對(duì)它的重視程度不及對(duì)碰撞事故，其原因也許在于這類事故的發(fā)生往往取決于單個(gè)船舶與航行障礙物之間的關(guān)系，而主要不是與交通流和船舶有關(guān)。由于擱淺觸礁事故，統(tǒng)計(jì)分析的內(nèi)容和方法基本上與碰撞事故統(tǒng)計(jì)分析相同，故本節(jié)只作簡(jiǎn)單介紹。一、擱淺觸礁事故的規(guī)模二、擱淺觸礁事故的規(guī)律和影響因素三、擱淺觸礁事故的原因56第三節(jié)擱淺觸礁事故統(tǒng)計(jì)分析56第四節(jié)海上碰撞危險(xiǎn)海上碰撞危險(xiǎn)是指某一海區(qū)發(fā)生船舶碰撞事故可能性的大小，一般以會(huì)遇率和碰撞概率來(lái)表示。各國(guó)海上交通工程學(xué)者關(guān)于海上碰撞危險(xiǎn)的主要研究成果可歸納如下：1.碰撞次數(shù)與碰撞率（Collisionrate）2.會(huì)遇次數(shù)和會(huì)遇率（Encounterrate）3.碰撞概率（Collisionprobability）4.近距離錯(cuò)過(guò)(Nearmiss)和時(shí)間差(Timeclearance)5.碰撞操縱次數(shù)(NumberofCAMs)6.綜合碰撞率57第四節(jié)海上碰撞危險(xiǎn)57第六章船舶交通模擬第一節(jié)船舶交通模擬概述第二節(jié)航海模擬器模擬第三節(jié)船舶交通計(jì)算機(jī)模擬58第六章船舶交通模擬58第二節(jié)航海模擬器模擬一、航海模擬器航海模擬器一般分為兩類：第一類是雷達(dá)模擬器或雷達(dá)及ARPA操作模擬器；第二類是船舶操縱模擬器，亦稱船舶駕駛（臺(tái)）模擬器等。二、航海模擬器模擬的作用1.船舶行為研究的數(shù)據(jù)收集2.航行環(huán)境改變的評(píng)價(jià)3.對(duì)新的避讓操船方法進(jìn)行研究4.對(duì)船舶交通事故（主要是對(duì)碰撞事故）進(jìn)行研究5.船舶靠離泊操縱的研究59第二節(jié)航海模擬器模擬一、航海模擬器59第二節(jié)航海模擬器模擬三、模擬器模擬的實(shí)施模擬器模擬的工作過(guò)程一般是先提出問(wèn)題，再確定模擬方案，然后實(shí)施模擬，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。模擬實(shí)施過(guò)程中要注意的問(wèn)題：1.在提出問(wèn)題，確定方案階段，要對(duì)模擬的全部工作進(jìn)行全面的描述。為了避免模擬失敗，可在正式模擬前進(jìn)行預(yù)模擬。2.模擬環(huán)境要盡可能接近實(shí)際航行狀態(tài)。3.模擬過(guò)程中所給出的船舶交通狀態(tài)應(yīng)盡可能接近考察水域中的船舶交通實(shí)際。4.認(rèn)真選定參加模擬的船舶駕駛員。60第二節(jié)航海模擬器模擬三、模擬器模擬的實(shí)施60第三節(jié)船舶交通計(jì)算機(jī)模擬一、概述計(jì)算機(jī)模擬的工作方式：計(jì)算機(jī)根據(jù)模擬程序產(chǎn)生船舶信號(hào)，控制船舶運(yùn)動(dòng)，形成各種船舶交通狀態(tài)；根據(jù)會(huì)遇模型判定會(huì)遇狀態(tài)，根據(jù)避讓操船模型控制船舶避讓操船；航路模型作為靜態(tài)模型存于計(jì)算機(jī)，風(fēng)、流數(shù)據(jù)作為約束條件在程序中給定或根據(jù)一定模型變化；模擬過(guò)程中的參數(shù)由計(jì)算機(jī)記錄，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。二、計(jì)算機(jī)模擬模型三、船舶交通計(jì)算機(jī)模擬61第三節(jié)船舶交通計(jì)算機(jī)模擬一、概述61第七章船舶交通安全評(píng)價(jià)第一節(jié)安全評(píng)價(jià)概述第二節(jié)船舶交通安全評(píng)價(jià)62第七章船舶交通安全評(píng)價(jià)62第一節(jié)安全評(píng)價(jià)概述一、安全和危險(xiǎn)的含義何謂安全？辭典上稱安全是沒(méi)有危險(xiǎn)、不受威脅、不出事故；安全工程學(xué)上稱安全是指不發(fā)生傷亡、設(shè)備或財(cái)產(chǎn)損害和環(huán)境破壞等事故或?yàn)?zāi)害及不存在發(fā)生事故或?yàn)?zāi)害等危險(xiǎn)的狀態(tài)。因此，人們往往用危險(xiǎn)和事故的狀況來(lái)描述安全。危險(xiǎn)指數(shù)=事故危害度×事故發(fā)生概率二、安全評(píng)價(jià)安全評(píng)價(jià)，也成為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（Riskassessment），就是對(duì)系統(tǒng)的安全狀況進(jìn)行定量和定性的估計(jì)和評(píng)定。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)所遵循的三條可以稱之為公理的重要原則是：1.不可能完全根除一切危害和危險(xiǎn)；2.可以努力減少來(lái)自現(xiàn)存危險(xiǎn)的危險(xiǎn)；3.應(yīng)努力減少全面的危險(xiǎn)而不是僅僅根除幾種特定的危險(xiǎn)。63第一節(jié)安全評(píng)價(jià)概述一、安全和危險(xiǎn)的含義63三、海上交通風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)的主要工作安全評(píng)價(jià)危險(xiǎn)性確認(rèn)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)檢查出危險(xiǎn)觀察：1.新的危險(xiǎn)2.危險(xiǎn)變化危險(xiǎn)的定量鑒定1.發(fā)生概率2.受害程度危害排除鑒定1.危險(xiǎn)減小2.危險(xiǎn)消失允許范圍社會(huì)上所允許的危險(xiǎn)性三、海上交通風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)的主要工作安全評(píng)價(jià)危險(xiǎn)性確認(rèn)危險(xiǎn)性四、安全評(píng)價(jià)的系統(tǒng)工程方法就目前解決問(wèn)題的方法而言，基本上有兩種：1.是在事故發(fā)生后，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，查看事故原因，采取防止事故重復(fù)發(fā)生的措施這種傳統(tǒng)安全管理方法。2.是安全系統(tǒng)工程方法。五、安全評(píng)價(jià)的系統(tǒng)工程方法安全系統(tǒng)工程的內(nèi)容主要有以下三個(gè)方面：1.系統(tǒng)安全分析2.安全評(píng)價(jià)3.實(shí)施安全措施船舶交通安全系統(tǒng)評(píng)價(jià)的意義主要表現(xiàn)在：1.完善船舶交通安全測(cè)度方法，使之更合理、更科學(xué)2.建立船舶交通安全比較方法3.為實(shí)施船舶交通安全措施提供依據(jù)4.科學(xué)地指導(dǎo)船舶交通安全管理工作65四、安全評(píng)價(jià)的系統(tǒng)工程方法65第二節(jié)船舶交通安全評(píng)價(jià)一、船舶航行安全的綜合評(píng)價(jià)船舶航行安全的綜合評(píng)價(jià)是在分析我國(guó)用海事統(tǒng)計(jì)數(shù)字評(píng)價(jià)海上交通安全的傳統(tǒng)做法的基礎(chǔ)上提出的。其思路和觀點(diǎn)如下：其一，安全不僅包括不出事故，而且包括沒(méi)有危險(xiǎn)和不受威脅。其二。我國(guó)的海事統(tǒng)計(jì)包括事故次數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)和船舶全損數(shù)五項(xiàng)指標(biāo)。其三，海事統(tǒng)計(jì)采用的是絕對(duì)數(shù)字，不考慮船舶數(shù)目和船舶活動(dòng)量的實(shí)況及其變化，簡(jiǎn)單比較事故統(tǒng)計(jì)數(shù)字是不科學(xué)的，也是不合理的；應(yīng)該采用相對(duì)數(shù)字（比率）評(píng)價(jià)船舶交通安全狀況。66第二節(jié)船舶交通安全評(píng)價(jià)一、船舶航行安全的綜合評(píng)價(jià)66第二節(jié)船舶交通安全評(píng)價(jià)二、安全指數(shù)法安全指數(shù)法采用一個(gè)港口或水域在某一期間內(nèi)（如季度或年度）所發(fā)生的船舶交通事故數(shù)與該期間內(nèi)的船舶活動(dòng)量的比值作為衡量該港口或水域在該期間內(nèi)的船舶交通安全狀況的指標(biāo)。67第二節(jié)船舶交通安全評(píng)價(jià)二、安全指數(shù)法67第3節(jié)碰撞危險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)方法3.1船舶碰撞危險(xiǎn)度的概念船舶碰撞危險(xiǎn)度（CRI）是一個(gè)模糊的概念，是船舶之間發(fā)生碰撞可能性大小的度量3.2船舶碰撞危險(xiǎn)度的分類總結(jié)歸納研究船舶碰撞危險(xiǎn)度的文獻(xiàn)，對(duì)船舶碰撞危險(xiǎn)度的定義大致有四種方法：

1）主觀碰撞危險(xiǎn)度和客觀碰撞危險(xiǎn)度；

2）宏觀碰撞危險(xiǎn)度和微觀碰撞危險(xiǎn)度；

3）時(shí)間碰撞危險(xiǎn)度和空間碰撞危險(xiǎn)度；

4）幾何碰撞危險(xiǎn)度和潛在碰撞危險(xiǎn)度。第3節(jié)碰撞危險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)方法3.1船舶碰撞危險(xiǎn)度的概念3.3碰撞危險(xiǎn)分析指標(biāo)3.3.1碰撞次數(shù)與碰撞率（Collisionrate）碰撞次數(shù)：用某一區(qū)域內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的碰撞事故次數(shù)來(lái)說(shuō)明該區(qū)域的船舶碰撞危險(xiǎn)。碰撞率（1）是指某一區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)卷入碰撞事故的船舶數(shù)與該區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)營(yíng)運(yùn)船舶數(shù)之比；（2）是指某一區(qū)域單位時(shí)間卷入碰撞事故的次數(shù)與該區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)船舶航次數(shù)之比美國(guó)對(duì)其水域內(nèi)船舶碰撞率進(jìn)行分析，從1969年的0.00097增加到1978年的0.0001663.3.2會(huì)遇次數(shù)和會(huì)遇率（Encounterrate）Goodwin:（1）將會(huì)遇率定義為：某一區(qū)域給定時(shí)間發(fā)生的會(huì)遇次數(shù)與該區(qū)域給定時(shí)間內(nèi)面臨會(huì)遇危險(xiǎn)的船舶數(shù)目之比。在實(shí)際估算時(shí)，將會(huì)遇率定義轉(zhuǎn)換為所有會(huì)遇持續(xù)的時(shí)間和與所有船舶面臨會(huì)遇持續(xù)的時(shí)間和之比。其最后提出的加權(quán)會(huì)遇率實(shí)際為海上秩序指數(shù)，其表達(dá)式為：3.3碰撞危險(xiǎn)分析指標(biāo)式中：M-海上秩序指數(shù)；E-所有會(huì)遇持續(xù)的時(shí)間和；S-所有船舶面臨會(huì)遇危險(xiǎn)所持續(xù)的時(shí)間和（2）她還采用危險(xiǎn)系數(shù)作為代替會(huì)遇率評(píng)估海上碰撞危險(xiǎn)。將會(huì)遇率定義為船舶實(shí)際進(jìn)入另一船舶領(lǐng)域范圍內(nèi)的總數(shù)與船舶進(jìn)入另一船周圍更大范圍內(nèi)的總數(shù)之比，乘上兩個(gè)區(qū)域半徑之比，也稱為危險(xiǎn)系數(shù)。為領(lǐng)域半徑鄭中義——海上交通工程ppt課件Lewison假設(shè)兩個(gè)船舶交通流相遇，將會(huì)遇區(qū)域定義為半徑為R的圓，提出了估算會(huì)遇次數(shù)的表達(dá)式：SA為交通A的單位交通流寬度上每小時(shí)通過(guò)的船舶數(shù)SC為交通C的單位交通流寬度上每小時(shí)通過(guò)的船舶數(shù)fA為交通流A的速度分布fC為交通流C的速度分布藤井將船舶視為不受操縱自由運(yùn)動(dòng)的分子，并利用氣體分子理論的，研究了船舶的會(huì)遇，提出了會(huì)遇次數(shù)的計(jì)算公式。Lewison假設(shè)兩個(gè)船舶交通流相遇，將會(huì)遇區(qū)域定義為半徑為3.3.3碰撞概率（Collisionprobability）Lewison（1）將碰撞概率定義為某一區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際碰撞次數(shù)與估算的會(huì)遇次數(shù)之比。其表達(dá)式為：（2）還提出，可按不同能見(jiàn)度和不同會(huì)遇態(tài)勢(shì)分別求得各個(gè)碰撞概率，然后求和得到整個(gè)碰撞概率。其表達(dá)式為：藤井將碰撞概率定義為某一區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際碰撞次數(shù)與估算的幾何碰撞次數(shù)之比。其表達(dá)式為：

Nc是某區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際發(fā)生的碰撞次數(shù)藤井的研究結(jié)果表明：幾何碰撞概率約為萬(wàn)分之一；幾何碰撞數(shù)約為會(huì)遇次數(shù)八分之一3.3.3碰撞概率（Collisionprobabil3.3.4近距離錯(cuò)過(guò)(Nearmiss)和時(shí)間差(Timeclearance)

英國(guó)Barratt的提出用非常接近實(shí)際碰撞的事件作為預(yù)報(bào)碰撞率的基礎(chǔ)，即近距離錯(cuò)過(guò)；為估算近距離錯(cuò)過(guò)數(shù)目，又提出了時(shí)間差。3.3.5碰撞操縱次數(shù)(NumberofCAMs)

荷蘭Brok和Vandervet提出了避碰操縱次數(shù)和避碰操縱失敗概率的評(píng)估方法。觀點(diǎn)是：碰撞事故中人的因素?zé)o法公式化，故以交通流及會(huì)遇模型估算碰撞概率是不當(dāng)?shù)模煌瑫r(shí)每一船舶的碰撞概率應(yīng)不同。為此，提出的碰撞概率為：3.3.6綜合碰撞率原聯(lián)邦德國(guó)KWIK博士提出的一種系統(tǒng)評(píng)估方法，如圖所示。與目標(biāo)船T構(gòu)成會(huì)遇形勢(shì)K的CAM次數(shù)；CAM失敗的概率3.3.4近距離錯(cuò)過(guò)(Nearmiss)和時(shí)間差(Ti交通管理交通規(guī)則航行規(guī)則助航設(shè)施氣象與地理?xiàng)l件船長(zhǎng)的訓(xùn)練與經(jīng)歷船舶操縱能力交通密度、航向、速度、船型船舶分布船長(zhǎng)在會(huì)遇中的行為必要的避碰操縱會(huì)遇率會(huì)遇能導(dǎo)致碰撞的概率碰撞率交通管理氣象與地理?xiàng)l件船長(zhǎng)的訓(xùn)練與經(jīng)歷船舶操縱能力交通密度、3.3.7基于交通流分布的船舶會(huì)遇概率分析對(duì)于雙向通航航道內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)船舶的航跡分布，服從正態(tài)分布，即：3.3.7基于交通流分布的船舶會(huì)遇概率分析第4節(jié)基于交通的擱淺事故分析4.1井上模型發(fā)生擱淺事故的船舶僅限于航跡位于航道外的船舶，則：但位于航道外，只是發(fā)生擱淺事故的必要條件，而非充分條件。若在航道外發(fā)生擱淺事故的概率為G，則航道上擱淺概率P’G為：0.5WP’G第4節(jié)基于交通的擱淺事故分析4.1井上模型0.5W第5節(jié)對(duì)海事交通事故的總體分析5.1基于統(tǒng)計(jì)方法的分析與評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)分析方法的特征：科學(xué)性。統(tǒng)計(jì)分析方法以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，具有嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，需要遵循特定的程序和規(guī)范，從確立選題、提出假設(shè)、進(jìn)行抽樣、具體實(shí)施，一直到分析解釋數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，都須符合一定的邏輯和標(biāo)準(zhǔn)。直觀性?，F(xiàn)實(shí)世界是復(fù)雜多樣的，其本質(zhì)和規(guī)律難以直接把握，統(tǒng)計(jì)分析方法從現(xiàn)實(shí)情境中收集數(shù)據(jù)，通過(guò)次序、頻數(shù)等直觀、淺顯的量化數(shù)字及簡(jiǎn)明的圖表表現(xiàn)出來(lái)，這些數(shù)據(jù)的處理，將我們的研究與客觀世界緊密相連，從而提示和洞悉現(xiàn)實(shí)世界的本質(zhì)及其規(guī)律?？芍貜?fù)性?？芍貜?fù)性是衡量研究質(zhì)量與水平高低的一個(gè)客觀尺度，用統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行的研究皆是可重復(fù)的。第5節(jié)對(duì)海事交通事故的總體分析5.1基于統(tǒng)計(jì)方法的分6節(jié)中、美海事與其因素灰色關(guān)系分析

6.1灰色關(guān)聯(lián)分析概述灰色關(guān)聯(lián)分析能夠定量分析結(jié)果序列與其影響因素序列的關(guān)系，找到影響結(jié)果序列最大的因素；灰色關(guān)聯(lián)分析適用于知道因素對(duì)結(jié)果序列有影響，但不知道是如何影響的，以及不知道影響程度有多的系統(tǒng)；灰色關(guān)聯(lián)分析不同于模糊分析，關(guān)聯(lián)分析適用于邊界清晰但內(nèi)涵不清的系統(tǒng)，而模糊分析則適用于內(nèi)涵清晰，但邊界不清的系統(tǒng)。6節(jié)中、美海事與其因素灰色關(guān)系分析

6.1灰色關(guān)聯(lián)分析6.2中、美兩國(guó)水上交通事故的關(guān)聯(lián)分析6.2.1中國(guó)水上交通事故的關(guān)聯(lián)分析1996-2005年關(guān)聯(lián)矩陣（1）為人均GDP貨運(yùn)量運(yùn)輸船舶數(shù)貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量0.63660.74610.92980.6247事故件數(shù)0.78270.83400.67830.7673沉船艘數(shù)0.69130.79050.90160.6761死亡失蹤人數(shù)0.55350.73470.72080.5349經(jīng)濟(jì)損失6.2中、美兩國(guó)水上交通事故的關(guān)聯(lián)分析1996-2005年1996-2005年我國(guó)水上交通事故灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)論①事故件數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量②沉船艘數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)③死亡失蹤人數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量④經(jīng)濟(jì)損失與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：貨運(yùn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量1996-2005年我國(guó)水上交通事故灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)論1996-2000年數(shù)據(jù)為對(duì)象得到的關(guān)聯(lián)度矩陣（2）為人均GDP貨運(yùn)量運(yùn)輸船舶數(shù)貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量0.58260.76130.89780.5907事故件數(shù)0.72670.71620.54030.6813沉船艘數(shù)0.65700.78800.68290.6617死亡失蹤人數(shù)0.60290.73970.77480.6068經(jīng)濟(jì)損失1996-2000年數(shù)據(jù)為對(duì)象得到的關(guān)聯(lián)度矩陣（2）為人均G1996-2000年我國(guó)水上交通事故關(guān)聯(lián)分析結(jié)論①事故件數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值②沉船艘數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨運(yùn)量>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)③死亡失蹤人數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：貨運(yùn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值④經(jīng)濟(jì)損失與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值1996-2000年我國(guó)水上交通事故關(guān)聯(lián)分析結(jié)論1996-2005年數(shù)據(jù)為對(duì)象得到的關(guān)聯(lián)度矩陣（3）為人均GDP貨運(yùn)量運(yùn)輸船舶數(shù)貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量0.68840.70120.86240.6903事故件數(shù)0.70980.72630.76300.6561沉船艘數(shù)0.68080.69060.97140.6835死亡失蹤人數(shù)0.58350.57490.55550.5957經(jīng)濟(jì)損失1996-2005年數(shù)據(jù)為對(duì)象得到的關(guān)聯(lián)度矩陣（3）為人均G①事故件數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值②沉船艘數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量③死亡失蹤人數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值④直接經(jīng)濟(jì)損失與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值>貨運(yùn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)①事故件數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序從大到小為：6.2我國(guó)十年水上交通事故灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)論關(guān)聯(lián)分析得到的規(guī)律：1.在當(dāng)前管理、通航水域等一定的前提下，船舶數(shù)量決定了水上交通事故的件數(shù)。2.在當(dāng)前管理、通航水域等一定的前提下，貨物運(yùn)輸量決定了水上交通事故的沉船艘數(shù)。3.在當(dāng)前管理、通航水域等一定的前提下，運(yùn)輸船舶數(shù)決定了水上交通事故死亡失蹤人數(shù)。6.2我國(guó)十年水上交通事故灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)論關(guān)聯(lián)分析得到的規(guī)由關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)今后水上交通安全形勢(shì)：1.我國(guó)水上交通事故件數(shù)與“運(yùn)輸船舶數(shù)”的關(guān)系最為密切，其次為“貨運(yùn)量”。表明在“十一五”期間，水上安全形勢(shì)不容樂(lè)觀。因?yàn)閾?jù)預(yù)計(jì)“十一五”期間，水路貨物周轉(zhuǎn)量將增長(zhǎng)38%，全國(guó)港口貨物吞吐量、沿海主要港口吞吐量將分別增長(zhǎng)46%和78%?！笆晃濉蹦?，全國(guó)港口吞吐量達(dá)到72億噸以上，水路貨運(yùn)量30億噸左右。2.今后水上交通安全形勢(shì)將趨于平穩(wěn)。由關(guān)聯(lián)分析預(yù)測(cè)今后水上交通安全形勢(shì)：6.3近年來(lái)美國(guó)GDP及分析

95－04年美國(guó)的GDP情況統(tǒng)計(jì)表年份GDP(十億$)人口數(shù)（萬(wàn)人）人均GDP貨運(yùn)量（百萬(wàn)噸）1994707226344268452214.81995739826656277542240.41996781726967289872284.11997830427291304282333.11998874727612316782339.51999926827930331832322.62000981728240347632424.620011010128533354012393.320021048128817363712340.320031098829103377562394.320041173429391399242549.76.3近年來(lái)美國(guó)GDP及分析95－04年美國(guó)的GDP情況6.3.1美國(guó)水路運(yùn)輸?shù)拇皵?shù)與載重量狀況年份運(yùn)輸船舶數(shù)(艘)貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量（億噸英里1-46b）旅客運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量（百萬(wàn)人英里）19913934284842821992393138567271199339306789726019943906481492601995396418077260199641104764726519974141970742941998420326728294199941766655931020004135464583302001415886217325200241002612133320033998360623946.3.1美國(guó)水路運(yùn)輸?shù)拇皵?shù)與載重量狀況年份運(yùn)輸船舶數(shù)(6.3.2美國(guó)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析后關(guān)聯(lián)矩陣

美國(guó)水上事故四項(xiàng)指標(biāo)與其宏觀數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度表人均GDP($)貨運(yùn)量(百萬(wàn)噸)運(yùn)輸船舶數(shù)（萬(wàn)艘）貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量（億噸英里）0.50110.60940.61240.8546事故件數(shù)0.54470.64510.64570.8995涉及船舶艘數(shù)0.44020.48030.48160.5584死亡失蹤人數(shù)0.56260.61360.61460.7396經(jīng)濟(jì)損失（百萬(wàn)$）6.3.2美國(guó)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析后關(guān)聯(lián)矩陣美國(guó)水上事故四項(xiàng)指標(biāo)在94－03年美國(guó)水上交通事故與相關(guān)因素關(guān)聯(lián)度矩陣中按行進(jìn)行分析，比較各特征因素與子因素的關(guān)聯(lián)度，容易得到：①事故件數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序?yàn)椋贺浳镞\(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值②涉及船舶艘數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序?yàn)椋贺浳镞\(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值③死亡失蹤人數(shù)與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序?yàn)椋贺浳镞\(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)貨>運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值④經(jīng)濟(jì)損失與各宏觀因素的關(guān)聯(lián)次序?yàn)椋贺浳镞\(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值在94－03年美國(guó)水上交通事故與相關(guān)因素關(guān)聯(lián)度矩陣中按行進(jìn)行6.3.3美國(guó)水上事故關(guān)聯(lián)分析結(jié)論

貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船舶數(shù)>貨運(yùn)量>人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值從美國(guó)水上事故四項(xiàng)指標(biāo)與其運(yùn)輸船舶、水運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)量、水運(yùn)貨物量、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值情況看，四項(xiàng)事故指標(biāo)都與其貨物周轉(zhuǎn)量關(guān)系最為密切，其次為運(yùn)輸船舶數(shù)。也就是說(shuō)美國(guó)的水上事故是隨著其水運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)量的變化而變化，而其運(yùn)輸船舶數(shù)量對(duì)其水上事故也有較大影響。6.3.3美國(guó)水上事故關(guān)聯(lián)分析結(jié)論貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量>運(yùn)輸船6.4我國(guó)與美國(guó)關(guān)聯(lián)分析的比較

我國(guó)水上交通事故四項(xiàng)指標(biāo)與“運(yùn)輸船舶數(shù)”的關(guān)系最為密切，其次為“貨運(yùn)量”，美國(guó)的水上事故四項(xiàng)指標(biāo)是隨著其“水運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)量”的變化而變化，其次為“運(yùn)輸船舶數(shù)量”，并且美國(guó)的水上事故四項(xiàng)指標(biāo)受宏觀因素影響的排序完全相同。這可能預(yù)示著，我國(guó)水上交通事故的發(fā)展也會(huì)向著這樣的趨勢(shì)變化，也就是說(shuō)，我國(guó)水上交通事故在未來(lái)，也會(huì)隨著水運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)量的變化而變化，同時(shí)受運(yùn)輸船舶數(shù)量的影響。也說(shuō)明我國(guó)今后水上交通安全形勢(shì)不容樂(lè)觀。6.4我國(guó)與美國(guó)關(guān)聯(lián)分析的比較我國(guó)水上交通事故四項(xiàng)指標(biāo)與6.5灰色關(guān)聯(lián)分析在水上交通安全分析中的其它應(yīng)用6.5.1船舶碰撞事故中人為失誤的灰色識(shí)別

【摘要】利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)從有條件隨機(jī)選取的100個(gè)船舶碰撞事故書面調(diào)查報(bào)告中的人為失誤數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，識(shí)別出碰撞事故中涉及的主要人的不安全行為，這些行為對(duì)事故發(fā)生的貢獻(xiàn)排序依次為:望不當(dāng)、雷達(dá)設(shè)備使用不當(dāng)、判斷失誤、操縱時(shí)間不當(dāng)、通信交流不當(dāng)、操船不當(dāng)、未使用安全航速、違反規(guī)則以及未運(yùn)用良好船藝。結(jié)果表明，灰色關(guān)聯(lián)分析方法在人為失誤識(shí)別中是有效、可行的。

6.5灰色關(guān)聯(lián)分析在水上交通安全分析中的其它應(yīng)用6.5.2灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交通事故預(yù)測(cè)比較

【摘要】針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量輸入難以確定的缺點(diǎn)，提出了采用灰色關(guān)聯(lián)分析法確定主要影響因子輸入的多因子灰色關(guān)聯(lián)分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，實(shí)例證明，該方法預(yù)測(cè)精度優(yōu)于全輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)。進(jìn)一步提出了應(yīng)用選優(yōu)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入預(yù)測(cè)和GM(1，N)組合預(yù)測(cè)的模型，它結(jié)合了灰預(yù)測(cè)利用少數(shù)據(jù)累加生成建模，容易找出數(shù)據(jù)變換規(guī)律的特點(diǎn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能很好地非線性逼近，又需要較全數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。實(shí)證研究結(jié)果表明，該組和網(wǎng)絡(luò)模型獲得了更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)值，模型新穎，具有更好的預(yù)測(cè)精度，可廣泛應(yīng)用于各種預(yù)測(cè)研究，有較高的推廣價(jià)值。6.5.2灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交通事故預(yù)測(cè)比較6.5.3航標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估方法的研究根據(jù)國(guó)內(nèi)外的有關(guān)研究結(jié)果、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)專家咨詢確定了航標(biāo)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系；對(duì)灰色關(guān)聯(lián)分析、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊綜合評(píng)判等三種定量分析方法進(jìn)行了借鑒和研究，并結(jié)合航標(biāo)技術(shù)投入實(shí)例，分別得到了航標(biāo)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)體系中各風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)航標(biāo)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)影響程度的排序。通過(guò)三種方法排序的一致性，可以明確得出指標(biāo)體系中各風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)對(duì)航標(biāo)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的影響程度。根據(jù)本文對(duì)每種方法的研究和定量評(píng)估實(shí)例，對(duì)三種方法在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)劣作了比較，灰色關(guān)聯(lián)分析通過(guò)計(jì)算各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，比較精確地探討出每個(gè)指標(biāo)對(duì)航標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的影響程度，清楚明確、一目了然且宜掌握。6.5.3航標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估方法的研究6.5.4用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度分析交通事故成因【摘要】改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)模型與普通灰色關(guān)聯(lián)模型相比，可以突出關(guān)聯(lián)度的微小變化，且更加科學(xué)。通過(guò)實(shí)例，用改進(jìn)的灰關(guān)聯(lián)對(duì)道路交通事故成因進(jìn)行了分析，并與普通灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)前者分析結(jié)果更具層次性、差異性，更容易識(shí)別事故主要、次要和潛在的成因。6.5.4用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度分析交通事故成因6.5.5船舶引航風(fēng)險(xiǎn)成因灰色綜合評(píng)價(jià)模型【摘要】為控制或降低船舶引航風(fēng)險(xiǎn)，在利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)船舶引航風(fēng)險(xiǎn)成因重要性進(jìn)行定量化分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析方法，提出船舶引航風(fēng)險(xiǎn)成因系統(tǒng)的灰色關(guān)聯(lián)分析模型。運(yùn)用模糊函數(shù)對(duì)相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)成因子綜合計(jì)算，得出引航風(fēng)險(xiǎn)成因的最優(yōu)關(guān)聯(lián)因數(shù)，進(jìn)行船舶引航風(fēng)險(xiǎn)成因的關(guān)聯(lián)度排序。該模型的計(jì)算結(jié)果表明灰色關(guān)聯(lián)分析可以得出更符合實(shí)際情況的結(jié)論。6.5.5船舶引航風(fēng)險(xiǎn)成因灰色綜合評(píng)價(jià)模型6.5.6福建沿海船舶事故的灰色關(guān)聯(lián)分析【摘要】運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)分析原理，通過(guò)總結(jié)福建沿海最近10年的海事資料，計(jì)算出其關(guān)聯(lián)度，由此分析福建沿海發(fā)生的海事與事故種類、事故船舶大小、事故發(fā)生時(shí)間和地理位置、事故發(fā)生原因等的關(guān)系，說(shuō)明福建沿海海事特點(diǎn)、成因及規(guī)律，并提出改善福建沿海海上交通環(huán)境的一些建議與措施。更多還原6.5.6福建沿海船舶事故的灰色關(guān)聯(lián)分析6.5.7臺(tái)灣海峽及附近水域海難事故的灰色關(guān)聯(lián)分析

【摘要】運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)分別分析了所有船舶和300gt及以上的船舶在臺(tái)灣海峽及附近水域中發(fā)生的海難事故，并對(duì)碰撞、觸礁或擱淺、觸碰、失火或爆炸、機(jī)械故障、傾斜或傾覆等六類海難事故，進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)矩陣運(yùn)算及分析。分析結(jié)果表明該水域海難事故以300gt以下的小船所占比率較高，同時(shí)該水域海難事故類型以機(jī)械故障具較高關(guān)聯(lián)性；當(dāng)排除300gt以下的船舶后，該水域海難事故類型則以碰撞具較高關(guān)聯(lián)性。6.5.7臺(tái)灣海峽及附近水域海難事故的灰色關(guān)聯(lián)分析6.5.8港口船舶事故致因的灰色關(guān)聯(lián)分析模型摘要：運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，建立了港口因素對(duì)港口水域船舶事故主要致因的關(guān)聯(lián)分析模型。該模型既可為我國(guó)水上安全宏觀管理提供依據(jù)，也可為特定港口的安全管理提供依據(jù)。6.5.9灰色關(guān)聯(lián)分析在海事分析中的應(yīng)用摘要：通過(guò)對(duì)灰色關(guān)聯(lián)分析方法在海事分析中應(yīng)用的研究，探討了如何應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析矩陣分析方法分析海事的原因并進(jìn)行了定量分析，從而可為相關(guān)船公司和主管機(jī)關(guān)提供科學(xué)的依據(jù)。6.5.8港口船舶事故致因的灰色關(guān)聯(lián)分析模型6.5.10大風(fēng)浪海損事故的灰色關(guān)聯(lián)分析摘要：針對(duì)大風(fēng)浪天氣發(fā)生的海損事故，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)分析方法，建立了大風(fēng)浪海損事故與其致因間的關(guān)聯(lián)矩陣，進(jìn)行了事故原因的灰色關(guān)聯(lián)分析，從定量的角度得出造成海損事故的主國(guó)是船舶不適航和人為因素。6.5.10大風(fēng)浪海損事故的灰色關(guān)聯(lián)分析6.6系統(tǒng)工程中因子分析方法的應(yīng)用6.6.1因子分析方法的思路海上交通安全系統(tǒng)的人、船、環(huán)境三要素又各自包括許多因素。在目前的統(tǒng)計(jì)中，由于變量的個(gè)數(shù)太多，并且彼此之間存在著一定的相關(guān)性，使所觀測(cè)的數(shù)據(jù)所反應(yīng)的信息在一定程度上使信息有所重復(fù)；另一方面，因素太多，所以能找出幾個(gè)綜合的因素來(lái)代表原來(lái)為數(shù)眾多的因素，同時(shí)這些綜合因素盡可能反映原來(lái)因素的信息而彼此之間不相關(guān)。因子分析就是用少數(shù)幾個(gè)因子來(lái)描述許多指標(biāo)或因素之間的聯(lián)系，以較少幾個(gè)因子反映原由資料的大部分信息的統(tǒng)計(jì)方法。6.6系統(tǒng)工程中因子分析方法的應(yīng)用6.6.2因子分析的特點(diǎn)

1）因子變量的數(shù)量遠(yuǎn)少于原由的指標(biāo)變量的數(shù)量，對(duì)因子變量的分析能夠減少分析中的計(jì)算量。

2）因子變量不是對(duì)原有變量的取舍，而是根據(jù)原始變量的信息進(jìn)行重新組構(gòu)，它能夠反映原有變量大部分的信息。

3）因子變量之間不存在線性相關(guān)關(guān)系，對(duì)變量的分析比較方便。

4）因子變量具有命名解釋性，即該變量是對(duì)某些原始變量信息的綜合和反映。

6.6.2因子分析的特點(diǎn)港口因素通過(guò)定性分析和專家咨詢得到事故的要素序列，它們是:能見(jiàn)度(X1)、大風(fēng)(X2)、最大流(X3)、主航道長(zhǎng)度(X4)、交叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)向點(diǎn)數(shù)(X5)、船寬/航道寬度(X6)、船舶交通密度(X7)、船舶加權(quán)交通量(X8)、VTS管理程度(X9)、分道通航程度(X10)和助航標(biāo)志正常率(X11)。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表所示。港口因素鄭中義——海上交通工程ppt課件6.7.3因子分析模型應(yīng)用

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)，運(yùn)用spss統(tǒng)計(jì)軟件的因子分析功能，得出各影響因素與事故數(shù)（Y）之間的關(guān)系如下：

由上述方程系數(shù)可知各個(gè)因素的影響程度：

6.7.3因子分析模型應(yīng)用6.8基于關(guān)聯(lián)分析與因子分析的綜合分析6.8基于關(guān)聯(lián)分析與因子分析的綜合分析6.9基于層次分析法安全分析6.9.1層次分析法概述（1）基本的思路------先分解后綜合的系統(tǒng)思想整理和綜合人們的主觀判斷，使定性分析與定量分析有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定量化決策。首先將所要分析的問(wèn)題層次化，根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問(wèn)題分解成不同的組成因素，按照因素間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系，將因素按不同層次聚類組合，形成一個(gè)多層分析結(jié)構(gòu)模型，最終歸結(jié)為最低層（方案、措施、指標(biāo)等）相對(duì)于最高層（總目標(biāo)）相對(duì)重要程度的權(quán)值或相對(duì)優(yōu)劣次序的問(wèn)題。（2）一般步驟①建立問(wèn)題的遞階層次結(jié)構(gòu)；②構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；③判斷矩陣計(jì)算比較元素相對(duì)權(quán)重；④一致性檢驗(yàn)，計(jì)算各層次元素的組合權(quán)重6.9基于層次分析法安全分析6.9.2層次分析法在船舶近海安全航行中的應(yīng)用影響因素層次結(jié)構(gòu)如圖所示構(gòu)建兩兩比較矩陣如表所示6.9.2層次分析法在船舶近海鄭中義——海上交通工程ppt課件第七節(jié)船舶交通安全系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)7.1船舶安全打分評(píng)價(jià)安全和環(huán)境保護(hù)符合目標(biāo)矩陣船舶管理船旗船級(jí)社歷史船型5點(diǎn)USCG網(wǎng)站所列船東、經(jīng)營(yíng)者或租家7點(diǎn)USCG網(wǎng)站所列的船旗PriorityI滯留率高于2％5點(diǎn)滯留率在1％2％之間3點(diǎn)滯留率在0.5％－1％之間0點(diǎn)滯留率低于0.5％PriorityⅡ首次到美國(guó)港口（5點(diǎn)/次）前12個(gè)月內(nèi)滯留次數(shù)1點(diǎn)/次前12個(gè)月內(nèi)有過(guò)其它操作控制次數(shù)1點(diǎn)/次前12個(gè)月內(nèi)發(fā)生事故次數(shù)1點(diǎn)/次前12個(gè)月內(nèi)發(fā)生違反次數(shù)1點(diǎn)/次前6個(gè)月內(nèi)未登輪次數(shù)1點(diǎn)油船或化學(xué)品船1點(diǎn)氣體運(yùn)輸船2點(diǎn)10年以上的散貨船1點(diǎn)客船2點(diǎn)散裝低價(jià)值日用品第七節(jié)船舶交通安全系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)7.1船舶安全打分評(píng)價(jià)7.2模糊綜合評(píng)價(jià)方法7.2.1模糊綜合評(píng)價(jià)原理7.2.2步驟第一，確定模糊綜合評(píng)判的對(duì)象，即所評(píng)判的系統(tǒng)；第二，根據(jù)所評(píng)判的系統(tǒng)，確定評(píng)判的指標(biāo)體系。在建立該評(píng)判指標(biāo)體系時(shí)，應(yīng)建立合理的指標(biāo)層次，避免不同指標(biāo)內(nèi)涵的重疊；第三，確定所評(píng)判的評(píng)語(yǔ)集，或評(píng)判的級(jí)別；第四，建立各指標(biāo)屬于各評(píng)語(yǔ)的隸屬度函數(shù)；第五，確定或建立各指標(biāo)權(quán)重；第六，確定評(píng)判所適用于的合成算子；第七，確定反模糊化的方法。7.2模糊綜合評(píng)價(jià)方法7.2.3模糊綜合評(píng)價(jià)所涉及的對(duì)象（1）船舶整體或某一子系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)（2）船員適任性的綜合評(píng)價(jià)船舶輪機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行人為因素的模糊綜合評(píng)價(jià)（3）通航環(huán)境的綜合安全性評(píng)價(jià)港口通航環(huán)境安全綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)分道通航制水域航行環(huán)境安全的集對(duì)綜合評(píng)價(jià)研究膠州灣適航資源分析及航道通航環(huán)境安全綜合評(píng)價(jià)港區(qū)水域通航環(huán)境綜合評(píng)價(jià)模型研究煙臺(tái)港航道通航環(huán)境模糊綜合評(píng)價(jià)基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的連云港港主航道通航環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)馬六甲和新加坡海峽通航環(huán)境危險(xiǎn)度綜合評(píng)價(jià)模糊綜合評(píng)判模型在三峽庫(kù)區(qū)通航環(huán)境安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用（4）船舶航行安全評(píng)價(jià)基于模糊綜合評(píng)判方法的船舶航行安全評(píng)價(jià)深圳西部水域LNG船舶進(jìn)出港通航安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究（5）海上交通安全模糊綜合評(píng)價(jià)7.2.3模糊綜合評(píng)價(jià)所涉及的對(duì)象7.3基于突變理論的天津港通航安全綜合評(píng)價(jià)7.3.1突變理論概述突變理論研究的是從一種穩(wěn)定組態(tài)躍遷到另一種穩(wěn)定組態(tài)的現(xiàn)象和規(guī)律。非線性系統(tǒng)從某一個(gè)穩(wěn)定態(tài)（平衡態(tài)）到另一個(gè)穩(wěn)定態(tài)的轉(zhuǎn)化，是以突變形式發(fā)生的。突變理論作為研究系統(tǒng)有序演化的有力數(shù)學(xué)工具，能較好地解說(shuō)和預(yù)測(cè)自然界和社會(huì)上的突然現(xiàn)象，在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、工程技術(shù)、社會(huì)科學(xué)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。突變理論是用形象的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述連續(xù)性行動(dòng)突然中斷導(dǎo)致質(zhì)變的過(guò)程。7.3基于突變理論的天津港通航安全綜合評(píng)價(jià)7.3.2研究的思路7.3.2研究的思路7.3.3采用突變理論分析評(píng)價(jià)步驟構(gòu)建評(píng)價(jià)體系選取突變類型底層指標(biāo)規(guī)格化歸一運(yùn)算7.3.3采用突變理論分析評(píng)價(jià)步驟指標(biāo)體系建立（說(shuō)明）指標(biāo)體系建立（說(shuō)明）7.4基于可拓學(xué)的航道水域通航環(huán)境安全評(píng)價(jià)研究可拓學(xué)是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，并用于解決矛盾的科學(xué)。其研究對(duì)象是矛盾問(wèn)題，理論基礎(chǔ)是可拓論，方法體系是可拓方法；邏輯基礎(chǔ)是可拓邏輯，應(yīng)用技術(shù)是可拓工程可拓綜合評(píng)價(jià)方法是重要的可拓方法之一，它是建立在可拓集合論的基礎(chǔ)上，利用物元的可拓性，通過(guò)關(guān)聯(lián)函數(shù)建立事物之間、因素之間的關(guān)聯(lián)程度和數(shù)量關(guān)系，結(jié)合定性定量方法對(duì)一個(gè)或多個(gè)對(duì)象(包括事物、決策、方法等)的優(yōu)劣評(píng)價(jià)。7.4基于可拓學(xué)的航道水域通航環(huán)境安全評(píng)價(jià)研究7.5基于粗糙集的港口通航環(huán)境對(duì)航行安全的影響7.5.1概述粗糙集理論作為一種處理不精確(imprecise)、不一致(inconsistent)、不完整(incomplete)等各種不完備的信息有效的工具，一方面得益于他的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)成熟、不需要先驗(yàn)知識(shí)；另一方面在于它的易用性。由于粗糙集理論創(chuàng)建的目的和研究的出發(fā)點(diǎn)就是直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理，從中發(fā)現(xiàn)隱含的知識(shí)，揭示潛在的規(guī)律，因此是一種天然的數(shù)據(jù)挖掘或者知識(shí)發(fā)現(xiàn)方法，它與基于概率論的數(shù)據(jù)挖掘方法、基于模糊理論的數(shù)據(jù)挖掘方法和基于證據(jù)理論的數(shù)據(jù)挖掘方法等其他處理不確定性問(wèn)題理論的方法相比較，最顯著的區(qū)別是它不需要提供問(wèn)題所需處理的數(shù)據(jù)集合之外的任何先驗(yàn)知識(shí)，而且與處理其他不確定性問(wèn)題的理論有很強(qiáng)的互補(bǔ)性7.5基于粗糙集的港口通航環(huán)境對(duì)航行安全的影響粗糙集的特點(diǎn)(1)它能處理各種數(shù)據(jù)，包括不完整(incomplete)的數(shù)據(jù)以及擁有眾多變量的數(shù)據(jù)；(2)它能處理數(shù)據(jù)的不精確性和模棱兩可(ambiguity)，包括確定性和非確定性的情況；(3)它能求得知識(shí)的最小表達(dá)(reduct)和知識(shí)的各種不同顆粒(granularity)層次；(4)它能從數(shù)據(jù)中揭示出概念簡(jiǎn)單，易于操作的模式(pattern)；(5)它能產(chǎn)生精確而又易于檢查和證實(shí)的規(guī)則，特別適于智能控制中規(guī)則的自動(dòng)生成。粗糙集的特點(diǎn)7.5.2粗糙理論的應(yīng)用選取33個(gè)港口數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指標(biāo)值如表27.5.2粗糙理論的應(yīng)用7.6信息熵對(duì)接近對(duì)遇局面船舶行動(dòng)不確定性分析7.6信息熵對(duì)接近對(duì)遇局面船舶行動(dòng)不確定性分析第一，當(dāng)DCPA相同時(shí)，船舶采取避碰行動(dòng)的種類隨著距離的增加，不確定性增加，在兩船相距2~4nmile時(shí)達(dá)到最大值。其后隨著距離的增加，不確定性逐漸減小。第二，對(duì)不同的DCPA，隨著DCPA值的增加，在2~4nmile內(nèi)船舶避碰操縱的不確定性逐漸增加，當(dāng)DCPA在0。3~0。5nmile時(shí)達(dá)到最大值，其中最大值發(fā)生在DCPA為0。4nmile時(shí)。然后隨DCPA增加，船舶操縱的不確定性逐漸減小。第三，當(dāng)DCPA較小時(shí)，在一船可能采取避碰行動(dòng)各距離上，船舶向右轉(zhuǎn)向的不確定性最大，而向左轉(zhuǎn)向及保持航向的不確定性最小。此時(shí)可知道，一般情況下船舶不會(huì)采取向左轉(zhuǎn)向和保持航向，而是向右轉(zhuǎn)向。第四，隨著DCPA增加，向右轉(zhuǎn)向的不確定性逐漸減小，而向左轉(zhuǎn)向及保持航向的不確定性增加。也即會(huì)遇的船舶向左轉(zhuǎn)向和保持航向的數(shù)量增加，向右轉(zhuǎn)向的數(shù)量逐漸減少。當(dāng)DCPA=0.5nmile時(shí)，向右轉(zhuǎn)向、向左轉(zhuǎn)向和保持航向的不確定性幾乎相等，約為1；保持航向的不確定性達(dá)到最大值。當(dāng)DCPA>0.5nmile時(shí)，向右轉(zhuǎn)向的不確定性逐漸減小，而向左轉(zhuǎn)向的不確定性繼續(xù)增加。當(dāng)DCPA=0.8nmile時(shí)，達(dá)到最大值，其后向左轉(zhuǎn)向的不確定性開始減小。第一，當(dāng)DCPA相同時(shí)，船舶采取避碰行動(dòng)的種類隨著距離的增加第8節(jié)事件樹與故障樹分析與評(píng)價(jià)8.1基于事件樹的安全分析與評(píng)價(jià)8.1.1事件樹分析與評(píng)價(jià)原理事件樹分析（EventTreeAnalysis，簡(jiǎn)稱ETA）起源于決策樹分析（簡(jiǎn)稱DTA），它是一種按事故發(fā)展的時(shí)間順序由初始事件開始推論可能的后果，從而進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)的方法。在事件發(fā)生的順序上，存在著因果的邏輯關(guān)系。事件