摘 要

港区的安全评价对于船舶的通航安全有着重要意义。为了确保港区的通航安全，对港区的通航安全因素进行辨识，并将影响港区通航安全因素分为自然条件、港口条件、交通条件、和航道条件四类一级指标，建立了港区安全评价指标体系。在对港区水域进行网格化划分的基础上，通过模糊数学理论的安全评价方法对港区通航安全进行风险评价。以海南省洋浦港为例，运用网格化和模糊数学理论进行安全综合评价，实现管理部门对港区水域的有效管理。结果表明，该理论用于港区通航安全综合评价是可行的。

关键词：模糊数学；标准化；网格化；海事监管

Abstract

Port safety assessment for shipping navigation safety has important significance. To ensure the safety of the port of shipping，port navigation safety factors are identified, and the factors affecting port navigation safety can be divided into natural conditions, port conditions, traffic conditions, and channel condition, the four first-level indicators, and establish the evaluation index system of port security. Grid partition on the port water, on the basis of safety assessment method by fuzzy mathematics theory is port navigation safety risk evaluation.Yangpu port of Hainan, for example, using the grid and the theory of fuzzy mathematics for safety comprehensive evaluation, realize the effective management of waters. The results show that the theory used for the port navigation safety comprehensive evaluation is feasible.

Key Words：Fuzzy mathematics; Standardization ; Grids ; Maritime supervision

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究综述 1

1.2.1 国外对通航环境风险评价的研究 1

1.2.2 国内对通航环境风险评价的研究 2

1.2.3国内海事动态监管网格化的研究 2

1.3 研究目标和任务 2

第2章 相关研究概念和理论 4

2.1 网格化管理概述 4

2.2 网格化管理内涵 4

2.3 网格化海事动态监管模式 4

2.3.1 洋浦辖区范围 5

2.3.2 网格化管理的划分原则 6

2.3.3洋浦辖区网格化处理 6

第3章 洋浦辖区港口环境分析、水上交通流量及事故统计分析 8

3.1 气象 8

3.2 水文 9

3.3 洋浦辖区水上交通流量统计分析 12

3.4 洋浦辖区水上交通事故统计分析 20

3.4.1 事故统计分析 20

3.4.2 事故时间分布特征 23

3.4.3 事故空间分布特征 27

第4章 洋浦辖区水上交通风险网格化评价 28

4.1风险因子隶属度划分 28

4.2港区安全评价模型的建立 29

4.3风险评价分析结果 34

第5章 结论及展望 35

5.1 研究结论及建议 35

5.2 展望 36

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

船舶在海上的通航安全一直被人们所关注着。在统计的已发生事故中，绝大多数事故都是由于船上人员工作态度不能认真负责与通航环境不良引起的。因此，为更好地保障船舶的通航安全，船舶领域的专家和学者相继开展了通航水域的风险因素识别、风险评价的课题研究。

本项目主要的研讨的是根据洋浦周边水域历史的和当前的状况，对洋浦辖区水域进行网格化处理。通过分析各个网格水域通航环境的特征，建立风险评价体系，得到风险在网格中的分布情况，为相关部门改善管理模式、改变管理侧重点提供理论依据和详实可靠的参考数据。

1.2 国内外研究综述

1.2.1 国外对通航环境风险评价的研究

（1）日本的在风险评价中的成就显著，其中以井上欣三和小林弘明为代表。

①小林弘明评价航行环境的风险等级是从操船难度的角度出发，将操船的难度作为通航环境风险评价的标准，借此来定量评价通航水域环境如风、流、能见度、船型尺度等对操船难度的影响。

②井上欣三通过在特定水域内航行的船舶的会遇概率以及每次会遇给船舶避让所增加的操作负担，以此来描述该水域的风险等级。

（2）以英国为首的欧洲国家在该领域的成就

英国海事安全局在2002年提出将FSA（综合安全评估）应用于船舶安全领域的决策及IMO制定海事新政策时。IMO关于FSA的定义是“一种利用费用受益评估和风险评估，提高包括生命、健康、财产和环境等海上安全的系统化和结构化的方法”。FSA通过风险识别、风险评估、风险控制方案、费用与效益评估、对决策的建议5个步骤对IMO应用风险决策制定相关政策提供了一个理论框架支撑。

1.2.2 国内对通航环境风险评价的研究

当前，对通航水域航行环境风险的评价方法有两种：一种是使用概率论和数理统计等数学方法建立准确的模型进行分析；另一种是采用模糊数学的方法对系统进行分析与考量。下面就分别对上述方法进行概括性叙述。

（1）安全指标评价法

中等统计分析是统计事故种种原因，以及海上事故数量（比如按事故等级分配的权重）包括意外等各种原因导致的事故数占事故总数比例。对各种原因导致的事故进行主成分分析和相关分析等。用数学统计方法来分析和评价系统，它需要一定量的样本量，且样本统计量增加到一定数量时，频率分布才呈现稳定，模型和评价的结果更可靠。

（2）模糊数学

模糊论集是模糊数学的基础。模糊数学评估^[1-3]的基本方法是从研究的事物中选出需要考虑的因素，综合考虑各个因素的影响建立评价指标体系，评估各指标因素并确定每个单因素评价的隶属函数。然后按照各因素权重不同的权重，应用模糊变换理论，模糊识别方法和相应的隶属原则，建立综合评价的数学模型来实现研究对象的综合评价。

1.2.3 国内海事动态监管网格化的研究

国内对于海事动态监管的网格化研究取得了初步的进展。刁仁春、艾跃堂介绍了网格化的概念及方法，并将其应用于海事动态监管中，指出了网格化监管的适用性以及存在的问题，提出了海事对船舶监管过程中的预防措施及方法^[4-5]。成旭,蔡宏伟、罗金一等人将网格引入海事动态监管，在分析内在管理模式下的概念、特征的基础上，说明网格化在海事监管及服务上的创新性及良好应用^[6-7]。

1.3 研究目标和任务

（1）研究目标

根据洋浦周边水域历史及当前的状况，分析洋浦辖区水域通航环境特征，利用风险评价体系，评价通航环境产生的影响以及相应的通航风险。

（2）研究内容

①洋浦辖区的船舶通航环境现状分析

②洋浦辖区的船舶水上交通流分布特征分析

③洋浦辖区的船舶水上交通事故特征分析

④洋浦辖区水域的网格化处理

⑤基于洋浦辖区历史资料的水域交通环境风险网格化模型研究

第2章 相关研究概念和理论

2.1 网格化管理概述

网格化管理的概念是对网格化进行了更高层次的提升，是将被管理对象按照相关的标准、行业习惯做法等划分为具有一定大小、形状、功能的一个个单元格，并为每个网格实行规范。依靠先进的科学和信息技术，利用现代数字化监管模式实行动态、全面地监督各个单元格，掌握管理大局，统筹部署，加强联动，有效整合现有资源，实现高效和有针对性的管理，进一步提高管理水平和管理效率。

2.2 网格化管理内涵

网格技术实现了各种信息资源在统一的网络集成整合，网格化管理将整合分散的共同各种社会资源，实现高效，经济，高效，便捷的目的，并能真正地节约材料和能源，提高资源利用率。王尘专家的网格化管理模式是基于网格技术处理当今复杂事务管理的一个新的管理模式理论。以城市网格化管理的实践为经验，实现运作协同、信息整合的现代网络系统的管理。

网格化管理要实现信息化，标准化，精细化，动态化。这样的管理能够提高部门快速反应能力，提高监管效率，降低成本，提高社会满意度。在信息平台的条件下，前台对服务的需求进行集中，后台对服务管理的资源进行配置，并且应具有跨部门的管理制度和业务流程，运用现代信息技术的支持，努力建设资源共享操作的协作模式，使管理者突破传统方法的局限性和手段，最终实现提升综合管理和服务有效性的目的。

2.3 网格化海事动态管理概述

海事动态监管^[8]是指海事管理机构利用已有的水上资源，通过有效的监管手段，对辖区水域的静态以及动态通航状况依法进行管理。

海事网格动态监管方式^[9]，是依靠现行海事监管模式，进一步海上执法监管形势的改变，挖掘优化“动态监管”方面的内容。动态网格海事监管模式是基于通过收集VTS，AIS、GIS、GPS等相关数据，以单元网格管理模式对辖区水域实行风险评价。从而建立起一个新的建构模式，实现水域的动态监管。

图2.1 网格化海事动态监管模式图

2.3.1 洋浦辖区范围

洋浦东连海口，西接八所，管辖海域为以下几点连线与海南岛岸线所形成的围蔽水域：

A：19°56'41.89"N，109°51'38.47"E；

B：19°59'03.74"N，109°51'21.34"E；

C：20°02'12.41"N，109°51'18.04"E；

D：20°00'58.69"N，109°43'02.11"E；

E：20°10'44.91"N，109°52'29.11"E；

F：20°07'00.00"N，109°20'00.00"E；

D：19°30'34.99"N，108°56'02.29"E。

图2.2 洋浦辖区范围

2.3.2 网格化管理的划分原则

标准网格分单元网格、局域网格和全局网格三个层次，采用CGCS2000国家大地坐标。考虑到功能水域的通常尺度，海事监管的活动特点及GIS系统显示的可行性，确定以1整分的经纬度为1个单元网格，10整分经纬度为一个局域网格，1整度经纬度为1个全局网格。

每个网格的表号由一个字母和四位阿拉伯数字组成，单元网格（C级）以C开始，局域网格（B级）以B开始，全局网格（A级）以A开始。C级网格四位阿拉伯数字由网格经纬度坐标的分确定，B级网格四位阿拉伯数字由网格左下角经纬度坐标的度和十分位数确定，A级网格四位阿拉伯数字由网格左下角经纬度坐标的度的个位和十位确定。

通过该编号规则，就可以把网格编号和网格实际所在位置的经纬度联系起来，实现对辖区水域任一点的快速定位。通过该划分规则，可以把洋浦辖区领海水域以内区域进行划分和系统性区域管理。

2.3.3 洋浦辖区网格化处理

基于以上划分原则，根据管辖范围、机构设置及港区分布情况对洋浦辖区水域进行网格化处理，如下图所示。

图2.3 标准网格

第3章 洋浦辖区港口环境分析

3.1 气象

1、风

洋浦全年常风向为ENE，出现频率为16.70%，次常风向为NE，出现频率为15.66%，强风向为ENE、NNE，两风向≥7级风所出现的频率各为0.01%，所有方向≥7级风所出现的频率仅为0.02%，大于6级风的平均天数15天。

2、雾况

本地区全年雾多出现在11月至翌年4月，其中尤以1月、3月份雾日最多，5～9月雾日少见。中等雾大概持续为3至4小时，最多有过9小时。全年雾日数34天。

3、热带气旋

海南洋浦港位于海南省西偏北侧，与中度台风相背，在该地区的台风不会直接影响登陆。台风影响主要是来自登陆海南岛，雷州半岛以及进入北部湾的热带气旋。台风进入北部湾已经减弱，因此该地区是比较小的台风。

热带气旋的影响最早可发生在6月上中旬；最晚可发生在11月中下旬。从统计资料看，琼州海峡西行进入北部湾的这类路径的热带气旋对该区域影响相对较大，如2006年“达维”台风港口实测风力达12级；2009年“天鹅”热带风暴港口实测风力11级；2011年“纳莎”台风港口实测风力12级；2014年“海鸥”台风港口实测风力12级。从海南岛南部北上进入北部湾的这类路径的热带气旋对该区域影响也相对较大，如2010年“康森”台风、2013年“蝴蝶”台风。