论文总字数：20807字

摘 要

从内河水上交通事故特征入手，运用因果连锁理论和轨迹交叉理论，分析事故致因机理，包括致灾原理和发生原理。在此基础上，对事故进一步演变的机理进行分析，并结合事故实际案例给出说明。介绍智能船舶有关智能航行技术相关知识，包括智能航行的功能与涉及的三大关键技术。运用情景和情景要素有关知识，从情景致灾因子、船舶状态、承灾体和驱动环境的四个构成方面，通过知识元理论，提取和构建内河桥区水域情景要素，从人为风险、船舶设备和系统、监管、网络安全和通航环境五个方面深入分析智能船舶在内河水域航行可能面临的潜在危险，为智能船舶在内河水域航行提供相关安全建议,以此预防或减少内河水上交通事故的发生。

关键词：情景要素；内河水上交通事故；智能船舶；安全航行

Abstract

Based on the characteristics of inland water traffic accidents, analyzing the accident-causing mechanism, including the disaster-causing principle and the occurrence principle, by using the causal chain theory and the orbit intersecting theory. On this basis, the mechanism of the further evolution of the accident is analyzed, and combines with the actual case，the article gives an explanation.This paper introduces the relevant knowledge about intelligent navigation technology of intelligent ship，including the functions of intelligent navigation and three key technologies involved.Based on the knowledge of scenario and scenario elements, from the disaster factors, ship state, disaster-bearing body and driving environment, which is the constituent aspects of scenario, combining the knowledge element theory, extracting and constructing the scenario elements of bridge waterway, from five aspects of human risk, ship equipment and system, supervision, network safety and navigation environment, this in-depth analyzes the potential dangers that intelligent ships may face when navigating in inland waters, at the same time, it provides some safety suggestions for intelligent ship navigation in inland water area.，in order to prevent or reduce the occurrence of traffic accidents in inland waters.

Key Words：scenario elements; traffic accident of inland water; intelligent ship; safe navigation

目 录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景、目的及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究目的 1

1.1.3研究意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1研究现状述评 2

1.3研究内容、方法和技术路线 3

1.3.1研究内容 3

1.3.2研究方法和技术路线 3

1.4研究目标 4

1.5 论文结构 5

第二章 内河典型水上交通事故分析 7

2.1内河典型水上交通事故特征分析 7

2.2内河水上交通事故致因机理 8

2.2.1水上交通事故致灾原理 8

2.2.2水上交通事故发生原理 9

2.3内河水上交通事故演变机理 10

第三章 内河桥区水域通航环境情景要素提取研究 12

3.1内河水上交通事故的情景 12

3.1.1情景的定义 12

3.1.2情景构成分析 12

3.2智能船舶智能航行技术和场景感知技术 13

3.2.1智能航行技术功能 13

3.2.2为智能航行服务的三大关键技术 13

3.2.3智能航行和场景感知技术应获取的航行数据和关键信息 14

3.2.4智能航行对水上交通安全的影响 14

3.3内河桥区水域情景要素提取研究 15

3.3.1知识元理论 16

3.3.2提取情景要素 16

第四章 内河智能船舶航行危险分析 22

4.1内河水上交通事故情景要素模型 22

4.2内河智能船舶航行潜在危险分析 23

4.3内河智能船舶航行安全建议 24

第五章 结论 27

参考文献 28

致 谢 29

第一章 绪论

1.1课题研究背景、目的及意义

1.1.1研究背景

内河航运极为重要，是我国水上交通的运输重要成分，不仅有利于国民经济增长，也为国点物资运输和区域经济做出积极贡献。伴随智能船舶的进一步研究升级和交通强国战略的施行，能够衔接智能船舶能耗低、安全环保、运输量大等优势的内河航运还会扮演更为重要的角色。我国有着足够的可供发展的内河航运资源。以河流为例，河流总长达到43万公里，包含的水系有长江、珠江、黄河、淮河、黑龙江等。

智能船舶的研究发展在近年是世界各国海事界的发展重点。智能船舶的特点是融合了“物联网”、“互联网”、大数据分析、网络信息等新技术，能够降低航行危险，提高航行效率，减少航行污染，指引未来船舶的发展方向。我国对发展和实现智能航运的指导性思想就是把智能船舶应用到航运发展中来，精确把握现今世界上船舶航行运输与高科技新兴技术融合发展的方向，能够服务于国家一系列重大战略部署，为社会主义现代化建设贡献力量。

1.1.2研究目的

我国内河水域辽阔，水上交通事故也时有发生，造成了一系列对我国航运发展的不良影响，结合我国智能航运发展的战略目标与主要任务，保障智能船舶在内河水域安全航行尤为重要。通过情景有关知识和情景要素构建的研究，结合智能船舶智能航行和场景感知技术，构建内河典型水域情景要素模型，深入分析智能船舶在我国内河水域航行时可能面临的潜在危险情形，预防或减少智能船舶在我国内河水域航行时交通事故的发生。

1.1.3研究意义

1. 详细分析内河典型水上交通事故的特征、致灾机理和发生原理。考虑到人、船、环境、管理四个因素对导致事故发生的具体致因机理，重点考虑环境导致事故发生的因素。为智能船舶在内河水域的航行安全提供有效的方法支持。
2. 在水上交通事故特征和致因机理研究的基础上，总结事故演变机理，为内河水上交通事故情景要素的构建提供支持。

（3）建立一个合理的内河典型水域通航环境的情景要素模型。通过研究的情景要素模型，为智能船舶在内河典型水域航行提供安全建议和运用智能航行以及场景感知技术获取航行信息提供技术支持，以保证其航行的安全性能。

1.2国内外研究现状

情景要素是情景构建的基础和核心内容，也是组成情景的最小知识元。情景在应急决策方面的应用为从获取的信息到分析其成为情景的构成要素，对情景构成要素进行节点描述，再到对构建的情景进行分析，最后实现情景推演，对事故当前状态和可能演化的路径进行说明，以便进行应急决策的制定。“情景-应对”型应急决策模式凭借其适用性强，多重反馈性并且与新一代信息技术完美融合等特点已经代替传统的“预测-应对”型决策模式，成为现在应急管理的主要研究模式。

关于情景的定义最早出现是在Herman Kahn的《2000年》一书中，他认为情景是描述事物未来发展实体状态的。Adam S等人把事故情景分为了最坏事故情景、最大可信事故情景、参考事故情景、典型事故情景和非典型事故情景，通过相关或类似情景分组选择典型事故情景^[1]。Postma等把情景的构成分为确定性因素和不确定性因素，强调运用情景分析可以不确定性问题进行科学推导^[2]。在国内，宗蓓华首先提出情景的概念，情景是对事物未来可能发生的各种势态的一种描述^[3]。陈丹涌认为水上交通突发事件的每个情景是时间、所处环境、事件状态、主体、措施、应急资源等构成的整体系统，利用“情景-应对”模式研究水上交通突发事件应急响应问题，为水上交通风险决策提供案例数据支持^[4]。张振海定义突发事件中的情景是事件发生和发展的态势，是分析当前事件状态的基础上，对未来发展趋势的描述，并且利用本体建模理论建立应急情景网络模型，研究情景重构，再现事件发生发展过程，为铁路突发事件应急决策提供了科学支持^[5]。杨峰则以危险化学品事故案例作为基础情报资源，用扎根理论方法得出概念基础上，确定范畴、主范畴和核心范畴，以此提取危险化学品事故情景要素^[6]。盛勇把突发事件情景演化系统分为了致灾因子、乘灾载体、应急决策三个模块并描述了其中的联系和相互作用，他认为突发事件的情景是危险源、情景演化、应急响应三个方面构成的，并将这三个方面作为情景网络主体，三方面涉及的影响因素作为分支，适当选取情景网络关键要素^[7]。

1.2.1研究现状述评

通过阅读上述文献国内外学者对情景的定义、情景构建的流程与方法、情景分析和演化的步骤，构建情景和研究情景的最终目标是基于情景对应急决策提供支持。本文的重点是分析内河典型水域智能船舶的通航环境，掌握智能船舶的智能航行技术和场景感知技术，在此基础上分析智能船舶航行过程中所需掌握的航行关键信息，以此作为提取多源信息融合下内河典型水域通航环境情景要素的信息来源，并对智能船舶在内河水域航行可能面临的危险情形进行描述。是上述一切通过情景研究制定应急决策与降低事故风险的基础。

1.3研究内容、方法和技术路线

1.3.1研究内容

（1）典型内河水上交通事故特征及致因机理：通过长江干线2008至2016水上交通事故统计数据，结合其时空特点，应用因果连锁理论和轨迹交叉理论对水上交通事故致灾原理和发生原理进行研究。

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