摘 要

长江是亚洲第一长河，全长6300km，从青藏高原延伸至上海，贯穿中国中部。是中国内河航运的重要通道。而福姜沙水道是长江下游唯一的两级连续分汊、三汊并存且通航的河段，两岸四港并存，是长江江苏段通航环境最复杂的区域之一。经过长江12.5米深水航道的建设，福姜沙水域的通航环境发生了改变。为了明确影响福北水道通航风险的主要因素，以及相关因素影响下福北水道通航风险的大小，对改造后的福北水道通航风险进行评价研究。应用云模型对福北水道通航风险进行研究，影响通航风险的因素可归为人、船舶、环境三大要素，根据要素类型可以确定评价指标，然后组织相关专家对评价指标进行打分，利用云模型计算得出最后结果，与评价标准指标进行对比，比较得出通航风险的等级。此项研究对保障福北水道安全通航有一定的参考意义。

关键词:福北水道，通航风险，云模型，风险评价

Abstract

The Yangtze River is the first Asian River, a total length of 6300km, from the Qinghai Tibet Plateau extends to Shanghai, through the central of China. It is an important channel of inland waterway. Fujiangsha is the lower reaches of the Yangtze River only two continuous branch, three branches and the coexistence of navigable river, on both sides of the four ports coexist. Which is one of the most complex navigation environment of Jiangsu section of the Yangtze River region. After the construction of the Yangtze River 12.5 meters deep waterway channel, changed the navigation environment of Fujiangsha waters. In order to clarify the main factors affecting Fu Bei waterway navigation risk and the level of the risk of Fu Bei waterway under the influence with related factors ,we carry out a research on the risk of Fu Bei waterway navigation after the transformation. Apply cloud model to study the navigation risk of Fu Bei waterway. The factors of navigation can be classified as human, ship and environment. According to the type of factor determine the evaluation index. Organize relevant experts to rate evaluation indicators. The final result is obtained by using cloud model. Compare the final result with the standard evaluation index to determine the level of traffic risk. This study has a certain reference value for the safety of the Fu Bei waterway.

Key words: Fujiangsha North waterway, navigation risk, cloud model risk evaluation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.3.1 针对福北水道航道环境风险进行研究： 1

1.3.2针对福北水道通航船舶操纵风险进行研究： 2

1.3.3应用模型分析法对福北水道航道通航风险进行研究： 2

1.4 主要内容和技术路线 3

第2章 福姜沙北水道通航风险评价必要性分析 5

2.1 福姜沙北水道概况 5

2.2 自然环境分析 5

2.3 交通环境 6

2.3.1 交通流量分析 6

2.3.2 交通事故分析 7

2.4 福姜沙北水道通航风险评价必要性分析 9

2.4.1 福姜沙北水道的调整 9

2.4.2 福北水道调整对通航风险的影响 10

2.4.3必要性分析 12

第3章 云模型及评价指标体系 14

3.1 云模型 14

3.1.1 云的定义 14

3.1.2 云的数字特征 14

3.1.3 云发生器 15

3.2基于云模型的风险评价方法 15

3.3 航道通航风险评价指标体系的建立 16

3.3.1 交通因素 16

3.3.2 环境因素 16

3.3.3 人为因素 16

3.3.4评价指标建立 17

第4章 福姜沙北水道通航风险评价 18

4.1 构建福姜沙北水道通航风险评价评语集 18

4.2 确定福姜沙北水道通航风险因素权重 18

4.3 基于云模型的福姜沙北水道通航风险评价 19

4.4 安全保障措施 21

第5章 结论与展望 23

5.1 结论 23

5.2 展望 23

第1章 绪论

1.1 研究背景

福姜沙水道位于澄通河段上段，从鹅鼻嘴至段山港，长度大约28.9 km，共有福姜沙南、福姜沙中和福姜沙北3条水道（以下简称福南、福中、福北水道）。水流经鹅鼻嘴束窄段后，江面变宽，河道为单一顺直段，至福姜沙头部长约8 km。福北水道主流沿左岸流向下游，在新港附近进入如皋。福南水道，长约 17 km，河身向南摆，形成鹅头型，从肖山至巫山港近岸水深较浅，中段比较弯曲，整段水域呈S型。福南水道岸边布有较多商用码头。福姜沙水域三航道出口处两岸间距较大，达到8km，三水道水流在下游福姜沙洲尾汇合后，朝东南方向下泄流入浏海沙水道。

在今年的2月24日，长江12.5米深水航道二期工程完工，改造之后福江沙水域通航状况发生改变，新通航方案的实施，会有新的通航风险因素产生，对于新产生的通航风险进行评价研究，具有很现实的意义。

1.2 研究目的及意义

长江是一条横贯我国东西的内河，也是我国水路运输的大动脉，长度亚洲第一，货运量排世界首位。为了提高在长江流域运行船舶的运营效率，在1998年1月实施长江口深水航道治理一期工程，历时12年 12.5米深水航道全面贯通，在12.5米深水航道一期工程通过国家验收之后，二期工程也随后展开。2011年1月，12.5米深水航道已上延至江苏太仓荡茜闸。今年2月24日，二期工程延伸到镇江。由于福姜沙水域码头众多，船舶在该水域靠泊、装卸作业活动较多，交通环境本身复杂，加之福姜沙水域经过12.5米深水航道的改造，通航状况更是与往日不同，新的通航风险在此种环境下也在默默的威胁船舶安全同航，为此需要对福姜沙北水道通航风险进行研究。

自2010年8月1日，福姜沙北水道双向开通以来，福北水道船舶流量大幅增加。同时，沿岸危化品码头众多，航道通航环境日趋复杂，而目前针对长江福姜沙北水道的专题研究较少。为使船舶能安全通过福北水道，对船舶通过福北水道进行风险分析及评价，根据发现的问题采取相应有效措施，为航道整治工作以及今后船舶通航安全保障工作和海事监管提供有力参考，这对保障福姜沙这一特殊水道安全通航具有重要的意义。

1.3 国内外研究现状

对于福姜沙水域进行风险研究分析主要针对航道环境风险分析，船舶操纵风险分析和模型风险研究三个方面，以下对这三个方面进行分析：

1.3.1 针对福北水道航道环境风险进行研究：

文献[1]为使航道整治工程效果更佳,可以根据水道的通航状况，水道自然状况等,确定航道通航环境评价因子，并找出适应该因子的危险度评价标准及相关评价语集,然后根据影响因子的重要性选出一级评价指标,根据其对通航安全的影响进行风险评价,得到相应的风险级别。文献[2]-[4]通过风险管理理论,对重庆海事局辖区内人、船、环境、管理等因素水进行全面查找和分析，并找出中所蕴含的风险源,经过分析和比较,找出重点风险源。根据风险源不同类别,选用适当的方法对其风险主体进行风险评价,确定风险等级,描述风险特征,构建了以风险、规范、资源、反应(简称“4R”)为主体的闭环安全监管模式, 对比较特殊通航水域和特殊船舶进行了风险标识与评价的实例验证。文献[5]-[7]福姜沙水道位于长江下游河段中部,该区域河道冲淤变化比较剧烈、碍航很严重。为了使沿江和上游港区的长足发展以及12.5m深水航道工程向上游建设的需要,根据资料记载对福姜沙水道近期河道演变及演变特性进行分析,得出结论福姜沙洲前段和如皋中汊近年河道保持稳定,冲刷微弱,双涧沙上部及沙头冲淤变化比较大，其对福中及福北水道影响比较大,深槽不稳定,深泓摆动较大，导致福北水道河道演变速率较快。文献[8]-[10]福姜沙水域有福南、福北、福中三条汊道可以通航,但是三条汊道都不满足12.5 m深水航道尺度要求,所以须进行整治,而选择一条作为整治工程目标的汊道成为现今的主要工作。所以利用潮流泥沙河工模型对其进行研究，模拟各汊道整治工程效果及影响,对三条河道进行初选。动床试验表明:福南水道整治过后，维持12.5 m水深单向通航要求比较困难,进口和中部碍航段改善效果较小;福北水道水流流量较小并且碍航段较多,河势比较蜿蜒,双向通航难度大,暂可考虑单向通航;福中水道整治效果较好,其整治工程对周边环境影响较小,整治难度也相对较小 ，但是福中水道环境还在发展之中，尚未稳定。

1.3.2针对福北水道通航船舶操纵风险进行研究：

文献[11]-[12]福姜沙北水道船舶类型多，交通流复杂,船舶会遇情况多样，如果能明确该水域的避让关系，并且在发生事故后能明确事故责任,那么可以降低该水域船舶通航风险，并且能在发生事故后能高效解决，减少事故对船舶通航影响，对保障通航效率具有重要意义。根据福姜沙北水道交通流和船舶类型的具体情况，结合相关法律法规，对该水域船舶交叉会遇时的避让关系提出相关意见和建议,通过对比得出更适合该水域实行的避让关系结论。

1.3.3应用模型分析法对福北水道航道通航风险进行研究：

文献[13]长江是中国内河运输的主要干线，其对沿江经济的发展起着重要作用,但是越来越大交通流量使得船舶在长江的安全通航受到了重大影响,尤其在枯水季节，水位变浅，导致航道也随之变浅，船舶搁浅、船舶碰撞和船舶拥挤等问题也随之加剧。为了解决这种问题，通过离散模糊集和层次分析法,利用专家调查数据从人、船舶、环境和管理4个方面对可能影响枯水期长江干线水上交通风险的因素进行了逐层分析。研究结果显示,遵守相关法律法规、船员适任、通航尺度以及船舶适航这4个因素对枯水期通航风险的总的影响度达到了55%以上,这是在枯水期影响船舶在长江安全通航的关键因素。

文献[14]-[16]从安全水平与航行环境的特殊考虑沿长江的角度分析海上安全控制的有效性。海事安全影响因素进行综述，包括船舶，海事监管系统、人的可靠性和航行环境。因为前三个变量通常被认为是相同的安全水平，本文重点研究航行环境对不同水域安全水平的影响。一种改进的数据包络分析（DEA）模型是处理导航环境因素作为输入和输出提出船舶事故数据。此外，由于传统DEA模型不能提供一个整体的不同决策单元（DMU）的排名，空间序列的前沿与灰色关联分析纳入DEA模型便于精细评价。基于实证研究的结果，该模型能够解决信息缺失的问题，在现有的模型和评估安全水平具有较好的精度。结果表明，合适的交通控制措施应采取不同的航道，提高他们的安全。本文提出了一种实用的动态导航的环境下进行安全性评估的航海水平的方法。

以上内容根据通航水域环境风险研究、通航船舶操纵风险研究和模型分析法风险研究三个方面，并结合长江流域重庆段为典例，对福姜沙北水道通航风险进行分析研究。

1.4 主要内容和技术路线

（1）文献查阅和研究。在研究过程中，不断扩充文献阅读范围，实时掌握最新研究动态，为本课题的研究进一步做好理论和方法准备。

（2）资料收集。通过现场调研等方式收集船舶交通流以及交通事故资料，并对数据进行统计分析，得出福姜沙北水道事故分布和发生规律。