CN107591030A - 船舶交通服务水域交通动态风险管理方法 - Google Patents
船舶交通服务水域交通动态风险管理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种船舶交通服务水域交通动态风险管理方法。本发明按照下述步骤进行：(1)构建评价指标体系；(2)建立评价语集；(3)确定评价指标权重，(4)评价模型创建；(5)数据输入；(6)利用评价模型计算风险值；(7)结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。本发明是一种动态风险管控方法，偏重对实时交通流的分析，实时交通流的数据来自VTS的港口船舶数据，以较短的时间间隔为VTS值班人员作出风险提示，确保港口船舶通航安全。
Description
技术领域
本发明涉及风险管理领域，更具体的说，是一种可以根据VTS水域实时情况，自动计算水域风险的方法，可给予VTS人员以决策支持。
背景技术
天津港口经济日益发展，港口通航环境日益复杂，到港船舶呈现出多样化、大型化、快速化的发展趋势，这些状况对天津海事局船舶交通管理构成了新的挑战。
天津港复式航道作为国内第一条人工开挖的双向四通道复式航道，投入使用后，使现有主航道两侧各增加一条万吨级航行航道，从而实现高等级大型船舶和小型船舶分流，形成“双进双出”四通道航行，进一步降低了原有主航道航行密度，避免了进出港船舶交叉航行。天津港复式航道通航后，占进出港船舶总量47％的商船和大量港作船舶可从小船航道分流，可以有效减少47％的船舶进出港等待时间，提高港口通航能力。
复式航道的出现有效提高了航道通过效率和双向通航能力，解决了小型船舶占用航道资源等问题，在带来经济效益的同时，港口风险提高，无法人工预测。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种动态风险管控方法，偏重对实时交通流的分析，实时交通流的数据来自VTS的港口船舶数据，除AIS数据外，还包括部分没有AIS设备的雷达录取物标，以较短的时间间隔为VTS值班人员作出风险提示，确保港口船舶通航安全。
本发明是一种动态风险管理方法，按照下述步骤进行：
1.构建评价指标体系
对辖区通航环境、船舶交通事故的分析研究，分析辖区船舶航行、避让、锚泊规律特点，确定影响船舶交通安全的风险因素：气象因素、水域条件因素和船舶自身数据因素；所述气象因素包括：风、水流、浪高、海冰情况和能见度；水域条件因素包括：航道宽度、水深、交叉会遇数、碍航物距离、船舶密度、未参与VTS的船舶数量和区域类型；船舶自身数据包括：船舶大小、船舶速度、船舶航向、船舶类型、船舶故障和航向时间；
2.建立评价语集
将影响VTS辖区风险的因素评价等级定义为三个等级，分别为：低风险、中等风险、高风险。
表1评价语集
| 风险等级 | 低风险 | 中等风险 | 高风险 |
| 模糊数 | 0 | 1 | 2 |
3.构建各指标评价标准
要用模糊数学理论解决实际问题，首先要做的就是要确定评价指标的评价标准，使之较全面的反映事物的本质特征。采用定量分析与专家打分法，经整理汇总和归一化后，计算因素集合内元素的等级权重，最终形成各评价因素的具体分级表，从而完成单因素等级的综合评判
4.确定评价指标权重
指标体系建立后需要确定各评价指标的权重，所谓指标权重是指某个指标在指标体系中的重要程度，或者是人们对其重视的程度。权重的确定在整个评价过程中是至关重要，它反映了各因素在综合过程中所占的地位以及作用。
表2各评价指标权重
5.确定评价指标隶属度函数
在进行模糊评判时，首先要对各个因素的因素集合判断级设定其模糊语言变量，然后确立各个因素对应于各个评判等级的隶属度程度的大小。在参考有关模糊评判模型的基础上，为了保证模型的可操作性及评价结果可比性，借鉴专家确定法、模糊统计法和对比排序法的优点，采用主观经验和概率分布规律来确定隶属度曲线的方法。对于较容易用数量表示的指标，则在构造隶属度自己的基础上，进一步采用模糊优化技术，从而得到较为接近真实情况的隶属度。课题根据问卷调查结果及征求专家意见，确定了各因素影响的模糊评价模型中评价指标的隶属度函数。采用岭型分布函数确定指标的最大隶属度。
各指标隶属度函数如下：
a风指标未确知测度函数
求取风指标的未确知测度函数μ，x表示蒲氏风级。
b流指标未确知测度函数
求取涌指标的未确知测度函数μ，x表示涌高，单位：米，
c浪指标未确知测度函数
求取浪指标的未确知测度函数μ，x表示浪高，单位：米。
d涌指标未确知测度函数
求取涌指标的未确知测度函数μ，x表示涌高，单位：米。
e能见度指标未确知测度函数
求取能见度指标的未确知测度函数μ，x表示能见距离，单位：米。
f航道宽度
求取航道宽度指标的未确知测度函数μ，x表示航道宽度与区域最大船长比值，
g水深
求取水深指标的未确知测度函数μ，x表示区域水深与区域吃水最大船舶的吃水比值。
h碍航物距离
求取碍航物距离指标的的未确知测度函数μ，x表示碍航物距航道距离，单位：米。
i未参与VTS船舶数量
求取非VTS船舶指标的未确知测度函数μ，x表示未参与VTS船舶数量占总船舶数量的百分比。
j船舶大小
求取船舶大小指标的未确知测度函数μ，x表示船舶长度，单位：米。
k船舶航向
求取沙船舶航向指标的未确知测度函数μ，x表示船舶航向与航道设计航向的夹角。
6.输入数据
本发明以手动输入及自动获取数据相结合的方式获得数据源，对于风、浪等无法直接获取的自然指标，通过人工输入设置，船舶密度、船舶大小可直接通过AIS数据或雷达录取获得的数据采用自动获取方式。
7.利用评价模型计算风险值
按照地理位置及区域性质的不同，将天津港VTS辖区水域分为23个自然区域。
以5分钟的时间间隔自动利用构建好的评价模型计算各区域风险值。
8.结合电子海图系统显示风险情况
结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。
本发明具有如下技术效果：
本发明是一种动态风险管控方法，偏重对实时交通流的分析，实时交通流的数据来自VTS的港口船舶数据，除AIS数据外，还包括部分没有AIS设备的雷达录取物标，以较短的时间间隔为VTS值班人员作出风险提示，确保港口船舶通航安全。
附图说明
图1是本发明流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，船舶交通服务水域交通动态风险管理方法，按照下述步骤进行：
(1)构建评价指标体系
对辖区通航环境、船舶交通事故的分析研究，分析辖区船舶航行、避让、锚泊规律特点，确定影响船舶交通安全的风险因素：气象因素、水域条件因素和船舶自身数据因素；所述气象因素包括：风、水流、浪高、海冰情况和能见度；水域条件因素包括：航道宽度、水深、交叉会遇数、碍航物距离、船舶密度、未参与VTS的船舶数量和区域类型；船舶自身数据包括：船舶大小、船舶速度、船舶航向、船舶类型、船舶故障和航向时间；
(2)建立评价语集
将影响VTS辖区风险的因素评价等级定义为三个等级，分别为：低风险、中等风险、高风险；
(3)确定评价指标权重，具体权重指数见下表：
| 序号 | 指标名称 | 权重 |
| U11 | 风 | 0.019 |
| U12 | 流 | 0.010 |
| U13 | 浪 | 0.006 |
| U14 | 涌 | 0.009 |
| U15 | 海冰 | 0.024 |
| U16 | 能见度 | 0.058 |
| U21 | 航道宽度 | 0.024 |
| U22 | 水深 | 0.045 |
| U23 | 交叉会遇数 | 0.134 |
| U24 | 碍航物距离 | 0.054 |
| U25 | 非VTS船舶 | 0.079 |
| U26 | 区域类型 | 0.100 |
| U27 | 船舶密度 | 0.163 |
| U31 | 船舶大小 | 0.024 |
| U32 | 船舶速度 | 0.009 |
| U33 | 船舶航向 | 0.019 |
| U34 | 船舶类型 | 0.050 |
| U35 | 船舶故障 | 0.147 |
| U36 | 航行时间 | 0.025 |
(4)评价模型创建：
各指标隶属度函数如下：
A.风指标未确知测度函数
求取风指标的未确知测度函数μ，x表示蒲氏风级，
B.流指标未确知测度函数
求取流指标的未确知测度函数μ，x表示流速，单位：节，
C.浪指标未确知测度函数
求取浪指标的未确知测度函数μ，x表示浪高，单位：米，
D.涌指标未确知测度函数
求取涌指标的未确知测度函数μ，x表示涌高，单位：米，
E.能见度指标未确知测度函数
求取能见度指标的未确知测度函数μ，x表示能见距离，单位：米，
F.航道宽度
求取航道宽度指标的未确知测度函数μ，x表示航道宽度与区域最大船长比值，
G.水深
求取水深指标的未确知测度函数μ，x表示区域水深与区域吃水最大船舶的吃水比值，
H.碍航物距离
求取碍航物距离指标的的未确知测度函数μ，x表示碍航物距航道距离，单位：米，
I.未参与VTS船舶数量
求取非VTS船舶指标的未确知测度函数μ，x表示未参与VTS船舶数量占总船舶数量的百分比，
J.船舶大小
求取船舶大小指标的未确知测度函数μ，x表示船舶长度，单位：米，
K.船舶航向
求取沙船舶航向指标的未确知测度函数μ，x表示船舶航向与航道设计航向的夹角，
(5)数据输入：以手动输入及自动获取数据相结合的方式获得数据源，对于风、浪等无法直接获取的自然指标，通过人工输入设置，船舶密度、船舶大小可直接通过AIS数据或雷达录取获得的数据采用自动获取方式；
(6)利用评价模型计算风险值：按照地理位置及区域性质的不同，将VTS辖区水域分为23个自然区域；以5分钟的时间间隔自动利用构建好的评价模型计算各区域风险值；
(7)结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。
Claims (1)
1.一种船舶交通服务水域交通动态风险管理方法，按照下述步骤进行：
(1)构建评价指标体系
对辖区通航环境、船舶交通事故的分析研究，分析辖区船舶航行、避让、锚泊规律特点，确定影响船舶交通安全的风险因素：气象因素、水域条件因素和船舶自身数据因素；所述气象因素包括：风、水流、浪高、海冰情况和能见度；水域条件因素包括：航道宽度、水深、交叉会遇数、碍航物距离、船舶密度、未参与VTS的船舶数量和区域类型；船舶自身数据包括：船舶大小、船舶速度、船舶航向、船舶类型、船舶故障和航向时间；
(2)建立评价语集
将影响VTS辖区风险的因素评价等级定义为三个等级，分别为：低风险、中等风险、高风险；
(3)确定评价指标权重，具体权重指数见下表：
(4)评价模型创建：
各指标隶属度函数如下：
a风指标未确知测度函数
求取风指标的未确知测度函数μ，x表示蒲氏风级，
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f航道宽度
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h碍航物距离
求取碍航物距离指标的的未确知测度函数μ，x表示碍航物距航道距离，单位：米，
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i未参与VTS船舶数量
求取非VTS船舶指标的未确知测度函数μ，x表示未参与VTS船舶数量占总船舶数量的百分比，
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j船舶大小
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k船舶航向
求取沙船舶航向指标的未确知测度函数μ，x表示船舶航向与航道设计航向的夹角，
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(5)数据输入：以手动输入及自动获取数据相结合的方式获得数据源，对于风、浪等无法直接获取的自然指标，通过人工输入设置，船舶密度、船舶大小可直接通过AIS数据或雷达录取获得的数据采用自动获取方式；
(6)利用评价模型计算风险值：按照地理位置及区域性质的不同，将VTS辖区水域分为23个自然区域；以5分钟的时间间隔自动利用构建好的评价模型计算各区域风险值；
(7)结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2017
- 2017-09-21 CN CN201710856696.1A patent/CN107591030A/zh active Pending
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