CN112434948A - 一种海上打捞作业海气环境风险评估系统 - Google Patents
一种海上打捞作业海气环境风险评估系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,包括了打捞作业海洋水文气象环境监测模块、打捞作业场景与影响因子数据存储模块、打捞作业风险综合分级评估模块以及打捞作业风险信息发布模块;打捞作业海洋水文气象环境监测模块用于获取打捞平台所对应海域的海洋气象数据;打捞作业场景与影响因子数据存储模块,用于存储海洋水文气象环境信息中各影响因子的隶属度矩阵和权重系数;打捞作业风险综合分级评估模块,用于计算出打捞平台执行不同类型的打捞作业时的风险等级;打捞作业风险信息发布模块,用于将所得的风险等级信息实时发送给用户。本发明无需开展复杂模拟运算,能够高效的评估风险等级。
Description
技术领域
本发明涉及海上打捞领域,尤其涉及一种海上打捞作业海气环境风险评估系统。
背景技术
打捞作业是指通过打捞船舶等平台采用相应的措施打捞出水下落物的作业过程。我国的打捞作业是由交通运输部下属各打捞局的工程船担任打捞平台承担完成,是海上应急力量的重要组成部分。打捞作业风险定量分级预警的本质就是通过综合考虑并量化海洋水文气象环境的所有影响因素(打捞作业平台的类型,打捞作业类型,影响打捞平台作业的风场、浪场、流场等)来计算打捞作业平台在不同海气环境下,出现不同风险等级的概率。
近年来,以打捞船舶为代表的海上打捞平台的抗风浪性能及海上大风浪预报的准确率均有所提高,但在大风浪条件下进行海上打捞仍然是一项难度大、技术要求高、有一定风险的工作,复杂多变的气象海洋环境对海上打捞过程的作业安全构成了极大的威胁。虽然气象海洋预报产品种类较多,但目前尚缺乏针对打捞作业海洋水文气象环境安全评估的方法和系统。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,包括:打捞作业海洋水文气象环境监测模块、打捞作业场景与影响因子数据存储模块、打捞作业风险综合分级评估模块以及打捞作业风险信息发布模块;
所述打捞作业海洋水文气象环境监测模块,基于打捞作业平台上加装的硬件设备,来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据;所述打捞作业平台有若干种类型;
所述打捞作业场景与影响因子数据存储模块,用于根据所述海洋水文气象环境数据来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的各影响因子的隶属度矩阵和权重系数,并将上述信息进行存储;
所述打捞作业风险综合分级评估模块用于根据打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的隶属度矩阵和权重系数,计算出打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时的风险等级;
打捞作业风险信息发布模块用于将打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时对应的风险等级信息实时发送给用户,以便用户根据所述风险等级信息判断是否执行或继续执行当前打捞作业;
进一步地,所述打捞作业的类型包括:打捞作业平台原地待命任务、设备作业任务、潜水员下潜/上浮任务、潜水员水下作业任务和ROV水下作业任务;
获取打捞作业平台执行原地待命任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行原地待命任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行设备作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行设备作业任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的风速、流速、浪高、能见度和水温;
获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的风速、流速、浪高和水温;
获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的风速、流速和浪高;
进一步地,当打捞平台执行某一类型的打捞作业时,基于执行上述打捞作业时对应的海洋水文气象环境数据,获得该打捞作业所对应的各影响因子,根据专家调研法和调研结果的一致性检验,获得各影响因子的隶属度矩阵和权重系数;
其中,获得各影响因子的权重系数的具体方法为:
通过层次分析法,构造判断矩阵,计算出该判断矩阵的最大特征值和对应的特征向量,当所述特征向量满足一致性检验指标后,所述特征向量即为对应各影响因子的权重系数;
获得各影响因子的隶属度矩阵的具体方法为:
(1)通过查阅不同类型打捞作业平台的设计资料以及历史打捞作业案例日志,初步划定不同的海洋水文气象环境条件下,任一类型打捞作业平台在执行不同类型打捞作业时的各影响因子的等级;并结合从事打捞作业的专家和平台操作人员对所述初步划定的等级的意见,制作出不同类型打捞作业平台的风险等级隶属度矩阵问卷调查表,开展调研问卷;
(2)采用专家调研法,向领域内的若干个专家发放风险等级隶属度矩阵调研问卷;
(3)将步骤(2)中的有效问卷调查表进行回收,并将所述有效问卷调查表按照打捞作业平台类型进行算术平均,得到在不同海洋水文气象环境条件下,各打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,其中,某一打捞平台执行某一类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,即为执行该打捞作业任务所对应的海洋水文气象环境数据中各影响因子的隶属度矩阵;
其中,所述有效问卷调查表为按照要求填写且填写的内容正确的问卷调查表;
进一步地,所述影响因子表示在执行某一类型的打捞作业时,对打捞作业平台的安全性造成影响的因子,包括风速因子、浪高因子、流速因子、能见度因子和水温因子;
进一步地,所述风险等级包括:高风险、较高风险、较低风险和低风险;
计算打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时面临风险等级的概率,具体步骤为:
S1、根据打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据和所述打捞作业所对应的各影响因子的隶属度矩阵,构建模糊关系矩阵;
S2、根据所述某一类型的打捞作业所对应的各影响因子的权重系数,构建权重向量;
S3、将步骤S1中所述模糊关系矩阵和步骤S2中所述权重向量相乘,获得打捞平台执行所述某一类型的打捞作业时的风险评价向量;
S4、根据步骤S3中所述风险评价向量,按照预设规则计算出执行所述某一类型的打捞作业时的风险等级;
进一步地,所述预设规则具体为:
在所述风险评价向量中,若该风险评价向量中主要元素大于或等于次要元素的N倍,则采用最大值方法确定风险等级,即该风险评价向量中主要元素对应的风险等级即为所述某一类型的打捞作业时的风险等级;若该向量中主要元素小于次要元素的N倍,则按照预设风险指数权值采用加权求和来计算风险指数,并根据所述风险指数确定风险等级;
其中,所述主要元素指该风险评价向量中最大值对应的元素,所述次要元素即为该风险评价向量中第二大值对应的元素;
进一步地,N=1.6;
进一步地,所述风险指数和风险等级之间对应的关系为:风险指数大于6为“高风险”;风险指数介于4~6之间为“较高风险”;风险指数介于2~4支架为“较低风险”;风险指数小于2为“低风险”。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:无需开展复杂模拟运算,能够高效的评估风险等级,具体体现在以下方面:
1、自动化、定量化:本发明运用层次分析法将影响打捞作业平台的影响因素进行量化,并把人的思维过程数量化、层次化,将人的主观定性判断转化为定量的客观数据,最后通过系统的自动化计算和判断能够得到量化风险等级结果;
2、无需开展复杂模拟运算:本发明通过将大量的行业一线经验定量化对风险进行定量评估,过程中无需进行复杂的流—固耦合计算和流体力学模拟即可得到更为准确的风险评估结果;
3、高效(快速预测):本发明通过直接获取风、浪、流数据,可以快速直接进行风险等级评估,并且直接将评价结果发送给用户,有利于用户直接根据风险等级进行判断是否开展或继续开展打捞作业,具有快速高效的优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例中一种海上打捞作业海气环境风险评估系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种海上打捞作业海气环境风险评估系统。
请参考图1,图1是一种海上打捞作业海气环境风险评估系统的结构示意图,包括:打捞作业海洋水文气象环境监测模块、打捞作业场景与影响因子数据存储模块、打捞作业风险综合分级评估模块以及打捞作业风险信息发布模块;
所述打捞作业海洋水文气象环境监测模块,基于打捞作业平台上加装的硬件设备,来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据;其中,所述打捞作业平台上加装的硬件设备包括但不限于ADCP、CTD、波浪浮标和气象站,亦可以采用其它类似设备获得打捞平台所处环境的风速、浪高、流速和水温信息;所述打捞作业平台有若干种类型;
所述打捞作业的类型包括:打捞作业平台原地待命任务、设备作业任务、潜水员下潜/上浮任务、潜水员水下作业任务和ROV水下作业任务;
获取打捞作业平台执行原地待命任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行原地待命任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行设备作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行设备作业任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的风速、流速、浪高、能见度和水温;
获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的风速、流速、浪高和水温;
获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的风速、流速和浪高;
所述打捞作业场景与影响因子数据存储模块,用于根据所述海洋水文气象环境数据来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的各影响因子的隶属度矩阵和权重系数,并将上述信息进行存储;
所述影响因子表示在执行某一打捞作业类型任务时,对打捞作业平台的安全性造成影响的因子,包括风速因子、浪高因子、流速因子、能见度因子和水温因子;
当打捞平台执行某一类型的打捞作业时,基于执行上述打捞作业时对应的海洋水文气象环境数据,获得该打捞作业所对应的各影响因子,根据专家调研法和调研结果的一致性检验,获得各影响因子的隶属度矩阵和权重系数;
其中,获得各影响因子的权重系数的具体方法为:
通过层次分析法,构造判断矩阵,计算出该判断矩阵的最大特征值和对应的特征向量,当所述特征向量满足一致性检验指标后,所述特征向量即为对应各影响因子的权重系数;
获得各影响因子的隶属度矩阵的具体方法为:
(1)通过查阅不同类型打捞作业平台的设计资料以及历史打捞作业案例日志,初步划定不同的海洋水文气象环境条件下,任一类型打捞作业平台在执行不同类型打捞作业时各影响因子的等级;并结合从事打捞作业的专家和平台操作人员对所述初步划定的等级的意见,制作出不同类型打捞作业平台的风险等级隶属度矩阵问卷调查表,开展调研问卷;
(2)采用专家调研法,向领域内的若干个专家发放风险等级隶属度矩阵调研问卷;
(3)将步骤(2)中的有效问卷调查表进行回收,并将所述有效问卷调查表按照打捞作业平台类型进行算术平均,得到在不同海洋水文气象环境条件下,各打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,其中,某一打捞平台执行某一类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,即为执行该打捞作业任务所对应的海洋水文气象环境数据中各影响因子的隶属度矩阵;
其中,所述有效问卷调查表为按照要求填写且填写的内容正确的问卷调查表(各影响因子的隶属度矩阵的每一行加起来的和为1);
例如:“深潜号”打捞平台执行原地待命任务时所对应的海洋水文气象环境数据中包括的影响因子有:风速因子、浪高因子和流速因子,首先,划定风速因子、浪高因子和流速因子的等级,比如:风速因子的等级为:“小于等于4级”、“5级~6”级、“7级~8级”和“9级~10级”,其中,风速因子的等级为整数,浪高因子的等级包括:有效波高的等级和海况的等级,其中,浪高因子对应的等级为:“有效波高小于1.5米”、“有效波高1.5米~2.5米”、“有效波高2.5米~4米”、“有效波高4米~6米”和“有效波高6米~9米”(对应的海况等级分别为:“3级”、“4级”、“5级”、“6级”和“7级”);流速因子的等级为:“小于0.3米/秒”、“0.3米/秒~0.6米/秒”、“0.6米/秒~1.0米/秒”、“1.0米/秒~1.5米/秒”和“大于1.5米/秒”;然后,采用专家调研法,向领域内的若干个专家发放风险等级隶属度矩阵调研问卷,问卷结束后,回收有效问卷,按照打捞作业平台类型进行算术平均,比如:“深潜号”打捞平台执行原地待命任务时,向领域内3个专家发放风险等级隶属度矩阵调研问卷,对于风速因子,当风速为小于等于4级时,假若领域内5个专家填写的风险概率值分别为:
(1)专家1:高风险:0,较高风险:0.050,较低风险:0.45,低风险:0.5;
(2)专家2:高风险:0,较高风险:0.07,较低风险:0.41,低风险:0.52;
(3)专家3:高风险:0,较高风险:0.066,较低风险:0.34,低风险:0.594;
此时,风速为“小于等于4级”这个等级时,高风险:0,较高风险:0.062,较低风险:0.4,低风险:0.538;
其它等级的风险概率值的计算方式和上述一样。
最后,“深潜号”打捞平台执行原地待命任务时,各影响因子的隶属度矩阵如表1-3:
表1:“深潜号”海上原地待命风速的风险等级隶属度矩阵
风速(蒲氏风力) | 高风险 | 较高风险 | 较低风险 | 低风险 |
9~10级 | 0.469 | 0.281 | 0.113 | 0.138 |
7~8级 | 0.212 | 0.3 | 0.256 | 0.231 |
5~6级 | 0.05 | 0.15 | 0.444 | 0.356 |
≤4级 | 0 | 0.056 | 0.4 | 0.544 |
表2:“深潜号”海上原地待命海浪的风险等级隶属度矩阵
表3:“深潜号”海上原地待命流速的风险等级隶属度矩阵
由于各影响因子对打捞作业平台的安全性影响程度不同,通过专家调研法得到各影响因子的判断矩阵,然后计算各影响因子的权重系数,则各影响因子的权重系数即表示各影响因子对打捞作业平台安全性的影响程度。
影响因子的判断矩阵是运用层次分析法,把人的思维用标度客观量化,并且将定性判断转化为数学化的定量数据,主要是通过两两比较每一层次中各影响因子的重要性,而建立起来的。如表4表示经过多位专家调研并几何平均得到的交通运输部上海打捞局“深潜号”打捞平台在执行原地待命任务时各影响因子(包括:风速因子、浪高因子和流速因子)的判断矩阵,即不同因子之间的相对重要关系:
表4:“深潜号”海上原地待命各影响因子判断矩阵
风力 | 浪高 | 流速 | |
风力 | 1 | 0.3871 | 1.638 |
浪高 | 2.5833 | 1 | 1.7565 |
流速 | 0.6104 | 0.5693 | 1 |
通过计算判断矩阵的特征向量并进行一致性检验,即可得出各影响因子的权重系数。例如,表5是由表4所示的“深潜号”打捞平台执行原地待命任务时各影响因子的判断矩阵计算而得到的权重系数,并满足一致性检验。
表5:“深潜号”海上原地待命各影响因子权重系数
将上述数据通过打捞作业平台数据存储模块存储在打捞作业平台风险定量分级系统数据库中,以提供其他模块调用;
所述打捞作业风险综合分级评估模块用于根据打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的隶属度矩阵和权重系数,计算出打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时的风险等级,其中,所述风险等级是根据最低合理可行原则来进行划分的,所述风险等级包括:高风险、较高风险、较低风险和低风险;
指定打捞作业平台执行某一打捞作业类型任务时的风险等级的计算过程为:
S1、根据打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据和所述打捞作业所对应的各影响因子的隶属度矩阵,构建模糊关系矩阵;
构建模糊关系矩阵的具体步骤为:
S10、建立评价影响因子集,记为U={u1,u2,...,un};n表示在执行某一打捞作业任务时,对打捞作业平台的安全性造成影响的影响因子的总数;un表示第n个影响因子;
S11、建立评价集,记为V={v1,v2,...,vm};m表示划分的风险等级的总数,vm表示第m个风险等级;所述评价集,是借鉴风险分析理论中的最低可行性原则,通过查阅航行安全相关标准,将各类型打捞平台风险等级分为四级,即V={v1,v2,v3,v4}={高风险、较高风险、较低风险、低风险};
S12、对单一影响因子进行模糊评价,获得评价对象对评价集V中各个元素的隶属度rij,利用rij构建单一影响因子的评价集,记为ri=[ri1,ri2,...,rim],i∈[1,2,...,p],j∈[1,2,...,m],p表示评价对象的总数,并对各个影响因子的评价集进行组合,得到模糊关系矩阵R:
例如:打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据为:风速为10级,浪高为5m,流速为0.8m/s,根据表1-3,构建出模糊关系矩阵R为:
S2、根据所述某一类型的打捞作业所对应的各影响因子的权重系数,构建权重向量;
S3、将步骤S1中所述模糊关系矩阵和步骤S2中所述权重向量相乘,获得打捞平台执行所述某一类型的打捞作业时的风险评价向量;
S4、根据步骤S3中所述风险评价向量,按照预设规则计算出执行所述某一类型的打捞作业时的风险等级,所述预设规则具体为:
在所述风险评价向量中,若该风险评价向量中主要元素大于或等于次要元素的1.6倍,则采用最大值方法确定风险等级,即该风险评价向量中主要元素对应的风险等级即为所述某一类型的打捞作业时的风险等级;若该向量中主要元素小于次要元素的1.6倍,则按照预设风险指数权值采用加权求和来计算风险指数,并根据所述风险指数确定风险等级;
所述风险指数和风险等级之间对应的关系为:风险指数大于6为“高风险”;风险指数介于4~6之间为“较高风险”;风险指数介于2~4支架为“较低风险”;风险指数小于2为“低风险”;
其中,所述主要元素指该风险评价向量中最大值对应的元素,所述次要元素即为该风险评价向量中第二大值对应的元素;
以打捞平台执行原地待命任务为例,打捞平台执行原地待命任务时,风险等级计算具体方式如下:
首先,根据打捞平台的类型和作业类型从打捞作业场景与影响因子数据存储模块提取所述打捞平台在执行原地待命任务时,各影响因子对应的隶属度矩阵和权重系数;由于打捞平台原地待命任务主要受到风速、浪高和流速的影响,因此需要提取该类型作业平台的风速、浪高、流速三种影响因子分别对应的隶属度矩阵和权重系数;假设提取到打捞平台执行原地待命任务时各影响因子分别对应的隶属度矩阵如表1—表3;
然后,根据打捞作业海洋水文气象环境监测模块,通过加装在平台上的模块获取到的风速、浪高、流速数据,结合所述的3个影响因子的隶属度矩阵构建模糊关系矩阵;假设:此时的风速为10级,浪高为5m,流速为0.8m/s,构建出模糊关系矩阵R为:
这个矩阵的每行依次表示在上述对应海洋水文气象环境下,风速、浪高和流速这三个影响因子分别对打捞平台造成高风险、较高风险、较低风险、低风险的概率值;
根据打捞平台的类型和作业任务类型,从打捞作业场景与影响因子数据存储模块中提取各影响因子的权重系数值,假设提取到打捞平台执行原地待命任务时各影响因子的权重系数值如表5所示,风速因子的权重系数为0.267,浪高因子的权重系数为0.514、流速因子的权重系数为0.219;则构成的权重向量为W=[0.267,0.514,0.219];
即B=[0.326,0.239,0.192,0.223];
最后,根据原地待命风险评价向量计算原地待命风险等级,上一步,我们求得的平台执行原地待命任务风险评估向量为B=[0.326,0.239,0.192,0.223];即高风险、较高风险、较低风险和低风险对应的元素值分别位0.326、0.239、0.192、0.223;其中,高风险(0.326)为主要元素,较高风险(0.239)为次要元素;0.326不超过0.239的1.6倍,故通过加权求和计算风险指数后确定风险等级,对应的打捞作业平台执行原地待命任务风险指数的具体计算公式为:
而4.276是介于4~6之间,因此属于较高风险等级,即此时情况原地待命风险等级为“较高风险”;
假如求得的原地待命风险评价向量为B=[0.489,0.311,0.112,0.098],高风险(0.489)为主要元素,较高风险(0.311)为次要元素,;0.489超过0.311的1.6倍,故通过最大值方法确定风险等级。高风险为向量主要元素,故打捞平台执行原地待命任务的风险等级为“高风险”;
其它打捞作业平台执行其它作业类型与此例相似,不在赘述;
打捞作业风险信息发布模块用于打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时对应的风险等级信息实时发送给用户,以便用户根据所述风险等级信息判断是否执行或继续执行当前打捞作业,例如:“当前风速为10级,浪高为5m,流速为0.8m/s,水温为8℃,潜水员下潜/上浮风险等级是较高风险,请注意作业安全”。
本发明的有益效果是:无需开展复杂模拟运算,能够高效的评估风险等级,具体体现在以下方面:
1、自动化、定量化:本发明运用层次分析法将影响打捞作业平台的影响因素进行量化,并把人的思维过程数量化、层次化,将人的主观定性判断转化为定量的客观数据,最后通过系统的自动化计算和判断能够得到量化风险等级结果;
2、无需开展复杂模拟运算:本发明通过将大量的行业一线经验定量化对风险进行定量评估,过程中无需进行复杂的流—固耦合计算和流体力学模拟即可得到更为准确的风险评估结果;
3、高效(快速预测):本发明通过直接获取风、浪、流数据,可以快速直接进行风险等级评估,并且直接将评价结果发送给用户,有利于用户直接根据风险等级进行判断是否开展或继续开展打捞作业,具有快速高效的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:该系统包括:打捞作业海洋水文气象环境监测模块、打捞作业场景与影响因子数据存储模块、打捞作业风险综合分级评估模块以及打捞作业风险信息发布模块;
所述打捞作业海洋水文气象环境监测模块,基于打捞作业平台上加装的硬件设备,来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据;所述打捞作业平台有若干种类型;
所述打捞作业场景与影响因子数据存储模块,用于根据所述海洋水文气象环境数据来获取打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的各影响因子的隶属度矩阵和权重系数,并将上述各影响因子的隶属度矩阵和权重系数信息进行存储;
所述打捞作业风险综合分级评估模块用于根据打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时对应的隶属度矩阵和权重系数,计算出打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时的风险等级;
打捞作业风险信息发布模块用于将打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时对应的风险等级实时发送给用户,以便用户根据所述风险等级判断是否继续执行当前打捞作业。
2.如权利要求1所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:所述打捞作业的类型包括:打捞作业平台原地待命任务、设备作业任务、潜水员下潜/上浮任务、潜水员水下作业任务和ROV水下作业任务;
获取打捞作业平台执行原地待命任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行原地待命任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行设备作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行设备作业任务时的风速、流速和浪高;
获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员下潜/上浮任务时的风速、流速、浪高、能见度和水温;
获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行潜水员水下作业任务时的风速、流速、浪高和水温;
获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的海洋水文气象环境数据,即获取打捞作业平台执行ROV水下作业任务时的风速、流速和浪高。
3.如权利要求1所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:当打捞平台执行某一类型的打捞作业时,基于执行上述打捞作业时对应的海洋水文气象环境数据,获得该打捞作业所对应的各影响因子,根据专家调研法和调研结果的一致性检验,获得各影响因子的隶属度矩阵和权重系数;
其中,获得各影响因子的权重系数的具体方法为:
通过层次分析法,构造判断矩阵,计算出该判断矩阵的最大特征值和对应的特征向量,当所述特征向量满足一致性检验指标后,所述特征向量即为对应各影响因子的权重系数;
获得各影响因子的隶属度矩阵的具体方法为:
(1)通过查阅不同类型打捞作业平台的设计资料以及历史打捞作业案例日志,初步划定不同的海洋水文气象环境条件下,任一类型打捞作业平台在执行不同类型打捞作业时各影响因子的等级;并结合从事打捞作业的专家和平台操作人员对所述初步划定的等级的意见,制作出不同类型打捞作业平台的风险等级隶属度矩阵问卷调查表,开展调研问卷;
(2)采用专家调研法,向领域内的若干个专家发放风险等级隶属度矩阵调研问卷;
(3)将步骤(2)中的有效问卷调查表进行回收,并将所述有效问卷调查表按照打捞作业平台类型进行算术平均,得到在不同海洋水文气象环境条件下,各打捞作业平台执行不同类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,其中,某一打捞平台执行某一类型的打捞作业时各影响因子的不同等级对应的风险等级的概率,即为执行该打捞作业任务所对应的海洋水文气象环境数据中各影响因子的隶属度矩阵;
其中,所述有效问卷调查表为按照要求填写且填写的内容正确的问卷调查表。
4.如权利要求1所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:所述影响因子表示在执行某一类型的打捞作业时,对打捞作业平台的安全性造成影响的因子,包括风速因子、浪高因子、流速因子、能见度因子和水温因子。
5.如权利要求1所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:所述风险等级包括:高风险、较高风险、较低风险和低风险;
计算打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时面临风险等级的概率,具体步骤为:
S1、根据打捞作业平台执行某一类型的打捞作业时所处海域的海洋水文气象环境数据和所述打捞作业所对应的各影响因子的隶属度矩阵,构建模糊关系矩阵;
S2、根据所述某一类型的打捞作业所对应的各影响因子的权重系数,构建权重向量;
S3、将步骤S1中所述模糊关系矩阵和步骤S2中所述权重向量相乘,获得打捞平台执行所述某一类型的打捞作业时的风险评价向量;
S4、根据步骤S3中所述风险评价向量,按照预设规则计算出执行所述某一类型的打捞作业时的风险等级。
6.如权利要求5所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:所述预设规则具体为:
在所述风险评价向量中,若该风险评价向量中主要元素大于或等于次要元素的N倍,则采用最大值方法确定风险等级,即该风险评价向量中主要元素对应的风险等级即为所述某一类型的打捞作业时的风险等级;若该向量中主要元素小于次要元素的N倍,则按照预设风险指数权值采用加权求和来计算风险指数,并根据所述风险指数确定风险等级;
其中,所述主要元素指该风险评价向量中最大值对应的元素,所述次要元素即为该风险评价向量中第二大值对应的元素。
7.如权利要求6所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:N=1.6。
8.如权利要求5所述的一种海上打捞作业海气环境风险评估系统,其特征在于:所述风险指数和风险等级之间对应的关系为:风险指数大于6为“高风险”;风险指数介于4~6之间为“较高风险”;风险指数介于2~4支架为“较低风险”;风险指数小于2为“低风险”。
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