CN115271502A - 一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法 - Google Patents

一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，包括以下步骤：（1）进行风险评估，并界定风险源；（2）对上述风险源和因素进行分析归纳，建立航行搁浅风险评估指标体系，给出各种风险源和因素的评价指标，计算或选用各评价指标的权重值，构建风险评估模型，然后根据各因素指标权重值计算指标关联度，最终计算综合关联度；（3）将航行海域划分为高风险、中风险以及低风险三种风险等级；（4）在高风险时，通过远距离探测预防搁浅；在中风险时，通过航路规避、水深探测、电子海图预防搁浅；在低风险时，通过常规瞭望、海图查看预防搁浅；（5）在搁浅状态下，通过排压载、调纵倾进行脱浅。本发明能够有效预防搁浅，降低了搁浅事故的发生概率。

Description

一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法。
背景技术
船舶在船速较低时容易受到风浪等影响，导致偏航，而且当船舶运行在比较浅的水域(如运河)或近岸航行时，导航仪器误差或风浪很可能使船舶陷入搁浅的境地。
船舶本身巨大，船长在两百米以上，惯性较大。当遇到危险时，在紧急刹车的情况下也不能立即停船，通常要滑行10倍船长的距离。因此船舶要提前探测航路上安全距离的水深，并提前预警，否则船舶发生搁浅的可能性较大。因此，以上问题亟需解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，能够有效预防搁浅，降低了搁浅事故的发生概率，进而避免了由此造成的巨大经济损失。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其创新点在于包括以下步骤：
(1)根据船舶的预定航路进行风险评估，并界定航路上可能造成搁浅的风险源；
(2)对上述各种风险源和因素进行分析归纳，筛选评估指标，建立航行搁浅风险评估指标体系，给出各种风险源和因素的评价指标，计算或选用各评价指标的权重值，构建风险评估模型，然后根据各因素指标权重值计算指标关联度，最终计算综合关联度；
(3)将航路沿线海域划分为若干网格区域，再参照海域的航道状况、交通状况以及气象条件，根据上述步骤获得的风险评估模型和风险评价标准或阈值，将航行海域划分为高风险、中风险以及低风险三种搁浅风险等级；
(4)在高风险状态下，通过远距离探测进行预防搁浅；在中风险状态下，通过航路规避、水深探测、电子海图进行预防搁浅；在低风险状态下，通过常规瞭望、海图查看进行预防搁浅；
(5)在搁浅状态下，通过排压载、调纵倾进行脱浅。
优选的，在上述步骤(1)中，航路上可能造成搁浅的风险源包括浅水航道、狭窄航道、连续弯道、拥挤航道、岛屿暗礁、障碍物。
优选的，在上述步骤(2)中，风险评估模型包括物元分析方法，即把研究的事物用量值、特征和事物三个基本物元要素来进行表述；譬如事物N具有n个特征cl，c2，…，cn，其相应的量值为xl，x2，…，xn，则有序三元组P表示为：
Figure BDA0003788400610000021
若N0为标准事物，关于特征ci的量值范围为x0i＝<a0i,b0i>，则经典域物元矩阵可表示为：
Figure BDA0003788400610000022
若有标准事物N0加上可转化为标准的事物所组成的物元PR称为节域物元，而XRi＝<aRi,bRi>为节域物元关于特征ci的，比相应标准扩大了的量值范围；其中，节域物元矩阵可表示为：
Figure BDA0003788400610000031
关联度函数是事物量值的取值为轴上实点时，此事物符合要求的程度；令有界区间X0＝[a,b]的模定义为：|X0|＝|b-a|，则某一点到区间X0＝[a,b]的距离为：
Figure BDA0003788400610000032
关联函数的公式为：
Figure BDA0003788400610000033
式中，ρ(X,X0)表示点X与有界区间X0＝[a,b]的距离；ρ(X,XR)表表示点X与有界区间XR＝[aR,bR]的距离；X、X0、XR分别代表待评物元的量值、经典域物元的量值范围和节域物元的量值范围；
事物的综合关联度和评价等级的确定，待评事物Nx关于等级j的综合关联度Kj(Nx)为：
Figure BDA0003788400610000034
式中，Kj(Nx)为待评事物关于等级j的综合关联度，Kj(Xi)为待评事物关于各等级的关联度(j＝1，2，…，n)，ai为各评价指标的权重；若
Kj0＝max(Kj(Nx)),j＝1,2,…n (7)
则评定事物Nx从属于等级j0。
优选的，在上述步骤(2)中，风险评估指标包括：
(2.1.1)水深：水深对通航的影响；
(2.1.2)岛礁：岛礁与规划航路之间的距离；
(2.1.3)障碍物：障碍物与规划航路之间的距离；
(2.1.4)船舶密集程度：单位时间内船舶航路前方左右45°一定区域内的船舶数量及大小；
(2.1.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量；
(2.1.6)风：风级大小；
(2.1.7)浪：浪向及浪级大小；
(2.1.8)能见度：能见距离。
优选的，在上述步骤(2)中，风险评价标准包括：
(2.2.1)水深：小于1.5倍船舶吃水属于高风险；介于1.5～2.0倍船舶吃水之间属于中风险；大于2.0倍船舶吃水属于低风险；
(2.2.2)岛礁与规划航路之间的距离：小于30倍船长属于高风险；介于30～50倍船长之间属于中风险；超过50倍船长属于低风险；
(2.2.3)障碍物与规划航路之间的距离：小于50倍船长为高风险；介于50～100倍船长之间为中风险；超过100倍船长为低风险；
(2.2.4)船舶密集程度：船舶航路前方左右45°一定区域内超过10艘船舶通航为高风险；船舶航路前方左右45°一定区域内介于7～9艘船舶通航为中风险；船舶航路前方左右45°一定区域内小于7艘船舶通航为低风险；
(2.2.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量超过2艘船舶通航为高风险；1艘船舶通航为中风险；0艘船舶通航为低风险。
优选的，在上述步骤(3)中，在海图上将航路沿线海域划分为若干10分*10分的网格区域，且海域的航道状况、交通状况以及气象条件包括：
(3.1)水底地形复杂多变，海底障碍物较多；
(3.2)航道曲折狭窄；
(3.3)水深浅，潮差变化大；
(3.4)水面船舶密度大；
(3.5)恶劣天气，经常伴随大风、大雾导致能见度较低。
优选的，在上述步骤(4)中，各种搁浅风险等级下的预防搁浅措施具体为：
(4.1)船舶在高风险海域航行：
(4.1.1)若存在气象恶劣、海况恶劣的情况，则启动环境监控系统，实时掌握气象和海况信息；
(4.1.2)若存在大雾天气能见度不良的情况，则启动雷达、船舶自动识别系统，并采取瞭望辅助措施；
(4.1.3)若存在航道水深较浅、或海域内岛屿暗礁较多的情况，则启动声学水深探测仪器、光学水深探测仪和微波水深探测仪；
(4.1.4)若存在水面宽度受限、航道岛屿附近水深浅的情况，则降低航速；
(4.1.5)若评估存在搁浅可能，则通过液位遥测系统观察舱室是否进水，并利用装载计算机模拟船舶浮态和稳性，启动压载水移动模块，排掉压载水。
(4.2)船舶在中风险海域航行：
(4.2.1)若存在气象恶劣、海况恶劣的情况，则启动综合导航模块，自动优化航行线路，避开险恶天气海区；
(4.2.2)若存在浅滩暗礁区域，则远离浅滩暗礁海域；
(4.2.3)如存在航道、岛屿附近水深较浅，则启动声学水深探测模块，实时监测水深，然后综合导航模块根据当前的航向和船速，判断未来一定时间内海域的水深，并与船舶本身的吃水相比较，从而作出风险判断；
(4.3)船舶在低风险海域航行：若存在水深较大、岛屿暗礁距离航路较远的情况，则仅需常规的瞭望和查看海图。
优选的，在上述步骤(4.1.3)中，声学水深探测仪器包括声呐、超声波测深仪；光学水深探测仪为激光测距仪；微波水深探测仪为雷达测距仪。
优选的，在上述步骤(4.1.5)中，液位遥测系统包括液位传感器、控制站和数据采集单元，液位遥测系统设置在燃油舱和压载舱，并实时测量燃油和压载舱的液位数据。
优选的，在上述步骤(5)中，在搁浅状态下，启动压载水移动模块，排掉压载水，降低船舶的吃水；或者调节左右压载舱的压载水分布、首尾压载舱的压载水分布，调节船舶的横倾和纵倾，启动推进器，帮助船舶脱浅。
本发明的有益效果：本发明能够有效预防搁浅，降低了搁浅事故的发生概率，进而避免了由此造成的巨大经济损失。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法的流程图。
图2为本发明风险评估指标及量化方法。
图3为本发明风险评价标准。
图4为本发明船舶碰撞程度的示意图。
图5为本发明船舶密集程度的示意图。
图6为本发明测距和测深的示意图。
图7为本发明连续弯道的示意图。
图8为本发明狭窄航道的示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，如图1～8所示，包括以下步骤：
(1)根据船舶的预定航路进行风险评估，并界定航路上可能造成搁浅的风险源。
在上述步骤中，航路上可能造成搁浅的风险源包括浅水航道、狭窄航道、连续弯道、拥挤航道、岛屿暗礁、障碍物等。
(2)对上述各种风险源和因素进行分析归纳，筛选评估指标，建立航行搁浅风险评估指标体系，给出各种风险源和因素的评价指标，计算或选用各评价指标的权重值，构建风险评估模型，然后根据各因素指标权重值计算指标关联度，最终计算综合关联度。
在上述步骤中，风险评估模型包括物元分析方法，即把研究的事物用量值、特征和事物三个基本物元要素来进行表述；譬如事物N具有n个特征cl，c2，…，cn，其相应的量值为xl，x2，…，xn，则有序三元组P表示为：
Figure BDA0003788400610000071
若N0为标准事物，关于特征ci的量值范围为x0i＝<a0i,b0i>，则经典域物元矩阵可表示为：
Figure BDA0003788400610000081
若有标准事物N0加上可转化为标准的事物所组成的物元PR称为节域物元，而XRi＝<aRi,bRi>为节域物元关于特征ci的，比相应标准扩大了的量值范围；其中，节域物元矩阵可表示为：
Figure BDA0003788400610000082
关联度函数是事物量值的取值为轴上实点时，此事物符合要求的程度；令有界区间X0＝[a,b]的模定义为：|X0|＝|b-a|，则某一点到区间X0＝[a,b]的距离为：
Figure BDA0003788400610000083
关联函数的公式为：
Figure BDA0003788400610000084
式中，ρ(X,X0)表示点X与有界区间X0＝[a,b]的距离；ρ(X,XR)表表示点X与有界区间XR＝[aR,bR]的距离；X、X0、XR分别代表待评物元的量值、经典域物元的量值范围和节域物元的量值范围；
事物的综合关联度和评价等级的确定，待评事物Nx关于等级j的综合关联度Kj(Nx)为：
Figure BDA0003788400610000085
式中，Kj(Nx)为待评事物关于等级j的综合关联度，Kj(Xi)为待评事物关于各等级的关联度(j＝1，2，…，n)，ai为各评价指标的权重；若
Kj0＝max(Kj(Nx)),j＝1,2,…n (7)
则评定事物Nx从属于等级j0。
在上述步骤中，风险评估指标包括：
(2.1.1)水深：水深对通航的影响；
(2.1.2)岛礁：岛礁与规划航路之间的距离；
(2.1.3)障碍物：障碍物与规划航路之间的距离；
(2.1.4)船舶密集程度：单位时间内船舶航路前方左右45°一定区域内的船舶数量及大小；
(2.1.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量；
(2.1.6)风：风级大小；
(2.1.7)浪：浪向及浪级大小；
(2.1.8)能见度：能见距离。
在上述步骤中，风险评价标准包括：
(2.2.1)水深：小于1.5倍船舶吃水属于高风险；介于1.5～2.0倍船舶吃水之间属于中风险；大于2.0倍船舶吃水属于低风险；
(2.2.2)岛礁与规划航路之间的距离：小于30倍船长属于高风险；介于30～50倍船长之间属于中风险；超过50倍船长属于低风险；
(2.2.3)障碍物与规划航路之间的距离：小于50倍船长为高风险；介于50～100倍船长之间为中风险；超过100倍船长为低风险；
(2.2.4)船舶密集程度：船舶航路前方左右45°一定区域内超过10艘船舶通航为高风险；船舶航路前方左右45°一定区域内介于7～9艘船舶通航为中风险；船舶航路前方左右45°一定区域内小于7艘船舶通航为低风险；
(2.2.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量超过2艘船舶通航为高风险；1艘船舶通航为中风险；0艘船舶通航为低风险。
(3)将航路沿线海域划分为若干网格区域，再参照海域的航道状况、交通状况以及气象条件，根据上述步骤获得的风险评估模型和风险评价标准或阈值，判断出所属海域的风险等级，将航行海域划分为高风险、中风险以及低风险三种搁浅风险等级；
在上述步骤中，在海图上将航路沿线海域划分为若干10分*10分的网格区域，且海域的航道状况、交通状况以及气象条件包括：
(3.1)水底地形复杂多变，海底障碍物较多；
(3.2)航道曲折狭窄；
(3.3)水深浅，潮差变化大；
(3.4)水面船舶密度大；
(3.5)恶劣天气，经常伴随大风、大雾导致能见度较低。
(4)在高风险状态下，通过远距离探测进行预防搁浅；在中风险状态下，通过航路规避、水深探测、电子海图进行预防搁浅；在低风险状态下，通过常规瞭望、海图查看进行预防搁浅；
在上述步骤中，各种搁浅风险等级下的预防搁浅措施具体为：
(4.1)船舶在高风险海域航行：
(4.1.1)若存在气象恶劣、海况恶劣，容易造成船舶偏离航道导致搁浅的情况，则启动环境监控系统，实时掌握气象和海况信息；
(4.1.2)若存在大雾天气能见度不良，导致不能识别航道和障碍物的情况，则启动雷达、船舶自动识别系统等助航系统，包括采取瞭望的辅助措施；
(4.1.3)若存在航道水深较浅、或海域内岛屿暗礁较多，导致航行风险较大的情况，则启动声学水深探测仪器、光学水深探测仪和微波水深探测仪；当水深远大于安全值(2倍船舶吃水)时，通过声学水深探测仪器测量水深；当水深接近安全值时，可以通过光学水深探测仪和微波水深探测仪获得更精确的水深值；此外，由于船舶自身巨大的惯性作用，一般从紧急制动开始到完全停船至少需要15倍船长以上的滑行距离；为保持足够的安全制动距离，防止搁浅，针对距离船舶所在位置的航线上15倍船长处海域，提前进行障碍物探测预警，同时为了保持足够的人员响应时间，需提供15分钟以上的响应时间；其次，如果海底地形复杂、障碍物较多，则降低航速、缓慢航行，并启动水底视频采集模块，通过高清摄像装置返回的水底图像确认无礁石等障碍物。
在上述步骤中，声学水深探测仪器包括声呐、超声波测深仪；光学水深探测仪为激光测距仪；微波水深探测仪为雷达测距仪。其中，如图6所示，超声波测深仪安装在船体首部或者尾部位置，探测船舶底部距离水底的深度，水深探测模块具有报警装置，根据设置的预警水深提供报警功能。如图6所示，激光测距仪和微波测距仪安装在船体首部位置，激光测距仪和微波测距仪测量水面上中短距离内的障碍物，如果障碍物距离船舶的距离在预警范围内，则发生报警。超声波测深仪、激光测距仪、微波测距仪的数据信号和高清摄像装置的视频信号传输至驾驶室、甲板办公室和机舱集控室等位置；超声波测深仪、激光测距仪、微波测距仪、摄像装置的显示器设置在驾驶室、甲板办公室和机舱集控室等位置，实时探测水下障碍物，显示船底距离水底的距离和船底以下的水域情况。
在上述步骤中，水底视频采集模块包括高清摄像装置、视频显示器，高清摄像装置设置在船底的前中后和左右对称布置，并且摄像头朝船首方向倾斜布置。水底视频采集模块具有智能识别功能，能识别出不同的水底底质，便于船员根据水底底质情况制定出浅计划。水底底质为砂质、平坦且流很弱浪较小时，对搁浅船舶的支撑作用较强，如果船体尚未破损，具备出浅条件时就可以采取相应的方案和措施。凹凸不平的礁石对船体造成的损害较为严重。软泥质虽然不至于造成严重的船体破损，但对船舶的支撑作用却非常弱，容易导致船体下沉，有时容易丧失储备浮力和支撑作用导致船体倾覆。
(4.1.4)在操船方面，由于船速较高时船舶会有横摇和升沉运动，若存在水面宽度受限、航道岛屿附近水深浅的情况，则船舶左右横摇和垂向的升沉运动导致船体容易触底搁浅，所以在高风险海域航行时船舶需降低航速，尽量减少自身的横摇和升沉运动，防止船舶发生搁浅。
(4.1.5)若评估存在搁浅可能，则通过液位遥测系统显示的船体底部舱室的实时液位情况，观察舱室是否进水，并利用船上的装载计算机模拟船舶浮态和稳性，启动压载水移动模块，提前排掉部分压载水，降低船舶的吃水，预防搁浅。
在上述步骤中，液位遥测系统包括液位传感器、控制站和数据采集单元，液位遥测系统设置在燃油舱和压载舱，并实时测量燃油和压载舱的液位数据。
在上述步骤中，液位遥测系统实时显示各底部舱室的液位情况和对应的时间，并记录液位随时间变化的曲线，对于液位不断上升的压载舱和燃油舱系统给出提醒，提醒船员注意船体破损的舱室位置、破损程度及进水的速度，提醒船员关闭破损压载舱和燃油舱管路的阀门，并采取措施及时堵住船底损伤部位；当货舱进水时，船上的货舱进水报警系统发出警告，以便船员关闭阀门，及采取措施阻止进一步进水。
在上述步骤中，通过液位遥测系统显示的燃油舱和压载舱的实时液位情况，观察舱室是否进水，如舱室未破损进水，则在装载计算机上模拟排掉部分压载水后的浮态和稳性，并启动压载水移动模块，排掉部分压载水，降低船舶的吃水；当通过液位遥测系统发现燃油舱和压载舱的液位发生变化，则判断船舶发生搁浅，有舱室破损进水；首先关闭管路阀门，避免由于管路连通造成连通的舱室发生进水，造成浮力进一步的丧失；然后，根据液舱液位发生变化的情况确认破损的舱室，并在装载计算机上模拟破损舱室失去浮力后，船体如要重新达到平衡需要排掉压载水的压载舱和水量，然后启动压载水移动模块，排掉部分压载水。
在上述步骤中，装载计算机模块包括装载计算模拟系统；装载计算模拟系统能接收液位遥测系统传输的船底部燃油舱、压载舱等舱室的液位数据。
(4.2)船舶在中风险海域航行：
(4.2.1)若存在气象恶劣、海况恶劣的情况，则启动综合导航模块，自动优化航行线路，避开险恶天气海区。
在上述步骤中，综合导航模块接收天气、海况信息，预测本航次或某阶段可能遇到的情况和风险，自动优化航行线路，避开险恶天气海区，远离浅滩暗礁区域，避开船舶密集区域，防止船舶搁浅。
(4.2.2)若存在浅滩暗礁区域，则远离浅滩暗礁海域。
(4.2.3)如存在航道、岛屿附近水深较浅，则启动声学水深探测模块，实时监测水深，综合导航模块显示所在海域的水深，并接收船上吃水计测量的实时吃水数据，当水深小于安全值时，发生报警提醒船员；综合导航模块根据当前的航向和船速，预测未来一定时间内海域的水深，综合导航模块作出风险判断，并提醒船员可能存在的搁浅风险。
在上述步骤中，综合导航模块预先输入所在海域的水深，并标记暗礁、浅滩和浅点、碍航物等，并接收船上吃水计测量的实时吃水数据，当水深小于安全值时(安全值为2倍船舶吃水)，报警装置发生报警提醒船员。综合导航模块能根据当前的航向和船速，预测未来某段时间内所处海域的水深，并且将预测的水深数据与船舶吃水进行比较，当预测的海域水深小于安全值时，综合导航模块提示船舶未来可能发生搁浅，同时报警装置发生报警提醒船员注意。
而且，综合导航模块能定时更新，对水道浅滩变化、航道变化或水位变化及时更新。
(4.3)船舶在低风险海域航行：若存在水深较大、岛屿暗礁距离航路较远的情况，航行风险较低，则仅需常规的瞭望和查看海图，就可以避免船舶搁浅。
(5)在搁浅状态下，通过排压载、调纵倾进行脱浅；
在上述步骤中，在搁浅状态下，启动压载水移动模块，排掉压载水，降低船舶的吃水；或者调节左右压载舱的压载水分布、首尾压载舱的压载水分布，调节船舶的横倾和纵倾，启动推进器，帮助船舶脱浅。
本发明中环境监控模块能够接收天气、海况、潮流、潮位信息，如风速风向、浪高浪向、潮流大小和方向、潮位高度，通过收集多个气象台的气象信息，并在卫星图上综合分析；环境监控模块包括处理器、显示器、无线通信模块、气压信息收集模块、风速风向信息收集模块、浪高浪向信息收集模块、全球各港口的天气预报收集模块、潮流信息收集模块、潮位信息收集模块。
实施例一
以某远洋船舶举例说明，航线为从中国南通港出发，途径东海、南海、马六甲海峡、印度洋、苏伊士运河、地中海、大西洋，到达欧洲汉堡港口。首先对航路的风险进行评估，界定航路上可能造成搁浅的风险源(如浅水航道、狭窄航道、连续弯道、拥挤航道、岛屿暗礁、障碍物)，然后确定航行海域的风险等级。由于港口航道和运河航道的水深较浅，同时航道的宽度有限，航道内通航的船舶较为密集，船舶航行风险高容易发生搁浅；海峡等地受地形限制，潮流复杂，水深较浅。因此，确定南通港口、马六甲海峡、苏伊士运河、汉堡港口为高风险海域。由于南海地处热带，沿海岸线岛屿暗礁较多，船舶也容易发生搁浅，因此确定东海、南海为中风险海域。而印度洋、地中海和大西洋海域宽广，水深较大，航行条件好，发生搁浅的可能性较低，因此确定为低风险海域。具体可以将航路划分为若干标准大小的区域(海图上10分×10分大小的区域)，参照海域的航道状况、交通状况、气象条件，根据一定的风险评估模型，划分为不同的风险等级(高风险、中风险、低风险)。根据航线海域的实际情况，找出危险因素指标取值，结合各影响因素的指标权重，计算出各指标因素的关联度，最终算出综合关联度，最后判断出评价事物的所属等级。
实施例二
以南通港口航道海域为例，船舶吃水为6米，船长200米，各影响因素的现状取值如下：
水深：8米，岛礁距离航路：25海里，障碍物距离航路：60海里，船舶密集程度：4艘船舶，船舶碰撞风险程度：2艘船舶，风：4级，浪：4级，能见度7海里。
采用低风险、中风险和高风险3级评估等级，取3级评价标准对应的取值范围为经典域P1-P3,评价因子的取值范围为节域PR。根据公式(1)～(5)计算出关联度，然后根据公式(1)～(7)判断出评价事物的所属等级。本实施例计算结果为Kj(Nx)＝[-0.073 0.0540.074]，Kj0＝max(Kj(Nx))＝0.074,此时j＝3,因此该海域的风险等级为3级，属于高风险海域。
本发明的有益效果：本发明能够有效预防搁浅，降低了搁浅事故的发生概率，进而避免了由此造成的巨大经济损失。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (10)

1.一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)根据船舶的预定航路进行风险评估，并界定航路上可能造成搁浅的风险源；
(2)对上述各种风险源和因素进行分析归纳，筛选评估指标，建立航行搁浅风险评估指标体系，给出各种风险源和因素的评价指标，计算或选用各评价指标的权重值，构建风险评估模型，然后根据各因素指标权重值计算指标关联度，最终计算综合关联度；
(3)将航路沿线海域划分为若干网格区域，再参照海域的航道状况、交通状况以及气象条件，根据上述步骤获得的风险评估模型和风险评价标准或阈值，将航行海域划分为高风险、中风险以及低风险三种搁浅风险等级；
(4)在高风险状态下，通过远距离探测进行预防搁浅；在中风险状态下，通过航路规避、水深探测、电子海图进行预防搁浅；在低风险状态下，通过常规瞭望、海图查看进行预防搁浅；
(5)在搁浅状态下，通过排压载、调纵倾进行脱浅。
2.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(1)中，航路上可能造成搁浅的风险源包括浅水航道、狭窄航道、连续弯道、拥挤航道、岛屿暗礁、障碍物。
3.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(2)中，风险评估模型包括物元分析方法，即把研究的事物用量值、特征和事物三个基本物元要素来进行表述；譬如事物N具有n个特征cl，c2，…，cn，其相应的量值为xl，x2，…，xn，则有序三元组P表示为：
Figure FDA0003788400600000011
若N0为标准事物，关于特征ci的量值范围为x0i＝<a0i,b0i>，则经典域物元矩阵可表示为：
Figure FDA0003788400600000021
若有标准事物N0加上可转化为标准的事物所组成的物元PR称为节域物元，而XRi＝<aRi,bRi>为节域物元关于特征ci的，比相应标准扩大了的量值范围；其中，节域物元矩阵可表示为：
Figure FDA0003788400600000022
关联度函数是事物量值的取值为轴上实点时，此事物符合要求的程度；令有界区间X0＝[a,b]的模定义为：|X0|＝|b-a|，则某一点到区间X0＝[a,b]的距离为：
Figure FDA0003788400600000023
关联函数的公式为：
Figure FDA0003788400600000024
式中，ρ(X,X0)表示点X与有界区间X0＝[a,b]的距离；ρ(X,XR)表表示点X与有界区间XR＝[aR,bR]的距离；X、X0、XR分别代表待评物元的量值、经典域物元的量值范围和节域物元的量值范围；
事物的综合关联度和评价等级的确定，待评事物Nx关于等级j的综合关联度Kj(Nx)为：
Figure FDA0003788400600000025
式中，Kj(Nx)为待评事物关于等级j的综合关联度，Kj(Xi)为待评事物关于各等级的关联度(j＝1，2，…，n)，ai为各评价指标的权重；若
Kj0＝max(Kj(Nx)),j＝1,2,…n (7)
则评定事物Nx从属于等级j0。
4.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(2)中，风险评估指标包括：
(2.1.1)水深：水深对通航的影响；
(2.1.2)岛礁：岛礁与规划航路之间的距离；
(2.1.3)障碍物：障碍物与规划航路之间的距离；
(2.1.4)船舶密集程度：单位时间内船舶航路前方左右45°一定区域内的船舶数量及大小；
(2.1.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量；
(2.1.6)风：风级大小；
(2.1.7)浪：浪向及浪级大小；
(2.1.8)能见度：能见距离。
5.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(2)中，风险评价标准包括：
(2.2.1)水深：小于1.5倍船舶吃水属于高风险；介于1.5～2.0倍船舶吃水之间属于中风险；大于2.0倍船舶吃水属于低风险；
(2.2.2)岛礁与规划航路之间的距离：小于30倍船长属于高风险；介于30～50倍船长之间属于中风险；超过50倍船长属于低风险；
(2.2.3)障碍物与规划航路之间的距离：小于50倍船长为高风险；介于50～100倍船长之间为中风险；超过100倍船长为低风险；
(2.2.4)船舶密集程度：船舶航路前方左右45°一定区域内超过10艘船舶通航为高风险；船舶航路前方左右45°一定区域内介于7～9艘船舶通航为中风险；船舶航路前方左右45°一定区域内小于7艘船舶通航为低风险；
(2.2.5)船舶碰撞风险程度：航线上按照目标船舶的航速和航向一定时间内会与本船相遇，或按照目标船舶的航速和航向在一定距离内会与本船相遇的船舶数量超过2艘船舶通航为高风险；1艘船舶通航为中风险；0艘船舶通航为低风险。
6.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(3)中，在海图上将航路沿线海域划分为若干10分*10分的网格区域，且海域的航道状况、交通状况以及气象条件包括：
(3.1)水底地形复杂多变，海底障碍物较多；
(3.2)航道曲折狭窄；
(3.3)水深浅，潮差变化大；
(3.4)水面船舶密度大；
(3.5)恶劣天气，经常伴随大风、大雾导致能见度较低。
7.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(4)中，各种搁浅风险等级下的预防搁浅措施具体为：
(4.1)船舶在高风险海域航行：
(4.1.1)若存在气象恶劣、海况恶劣的情况，则启动环境监控系统，实时掌握气象和海况信息；
(4.1.2)若存在大雾天气能见度不良的情况，则启动雷达、船舶自动识别系统，并采取瞭望辅助措施；
(4.1.3)若存在航道水深较浅、或海域内岛屿暗礁较多的情况，则启动声学水深探测仪器、光学水深探测仪和微波水深探测仪；
(4.1.4)若存在水面宽度受限、航道岛屿附近水深浅的情况，则降低航速；
(4.1.5)若评估存在搁浅可能，则通过液位遥测系统观察舱室是否进水，并利用装载计算机模拟船舶浮态和稳性，启动压载水移动模块，排掉压载水。
(4.2)船舶在中风险海域航行：
(4.2.1)若存在气象恶劣、海况恶劣的情况，则启动综合导航模块，自动优化航行线路，避开险恶天气海区；
(4.2.2)若存在浅滩暗礁区域，则远离浅滩暗礁海域；
(4.2.3)如存在航道、岛屿附近水深较浅，则启动声学水深探测模块，实时监测水深，然后综合导航模块根据当前的航向和船速，判断未来一定时间内海域的水深，并与船舶本身的吃水相比较，从而作出风险判断；
(4.3)船舶在低风险海域航行：若存在水深较大、岛屿暗礁距离航路较远的情况，则仅需常规的瞭望和查看海图。
8.根据权利要求7所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(4.1.3)中，声学水深探测仪器包括声呐、超声波测深仪；光学水深探测仪为激光测距仪；微波水深探测仪为雷达测距仪。
9.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(4.1.5)中，液位遥测系统包括液位传感器、控制站和数据采集单元，液位遥测系统设置在燃油舱和压载舱，并实时测量燃油和压载舱的液位数据。
10.根据权利要求1所述的一种远洋船舶预防搁浅与脱浅方法，其特征在于：在上述步骤(5)中，在搁浅状态下，启动压载水移动模块，排掉压载水，降低船舶的吃水；或者调节左右压载舱的压载水分布、首尾压载舱的压载水分布，调节船舶的横倾和纵倾，启动推进器，帮助船舶脱浅。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115983627A (zh) * 2022-12-05 2023-04-18 中远海运散货运输有限公司 船舶航行环境风险预测方法、装置、电子设备和介质
CN116151625A (zh) * 2023-03-02 2023-05-23 海南师范大学 一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法
CN117010582A (zh) * 2023-09-22 2023-11-07 交通运输部水运科学研究所 一种船舶轨迹优化的船舶航路模型提取方法
CN117889865A (zh) * 2024-03-14 2024-04-16 交通运输部水运科学研究所 一种基于机器视觉的船舶航行路线优化方法、系统及介质

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115983627A (zh) * 2022-12-05 2023-04-18 中远海运散货运输有限公司 船舶航行环境风险预测方法、装置、电子设备和介质
CN115983627B (zh) * 2022-12-05 2023-12-26 中远海运散货运输有限公司 船舶航行环境风险预测方法、装置、电子设备和介质
CN116151625A (zh) * 2023-03-02 2023-05-23 海南师范大学 一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法
CN116151625B (zh) * 2023-03-02 2023-08-29 海南师范大学 一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法
CN117010582A (zh) * 2023-09-22 2023-11-07 交通运输部水运科学研究所 一种船舶轨迹优化的船舶航路模型提取方法
CN117010582B (zh) * 2023-09-22 2023-12-01 交通运输部水运科学研究所 一种船舶轨迹优化的船舶航路模型提取方法
CN117889865A (zh) * 2024-03-14 2024-04-16 交通运输部水运科学研究所 一种基于机器视觉的船舶航行路线优化方法、系统及介质

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