港口通航安全综合评价方法分析

杨秦峰

摘要：伴随着全球化席卷全国，我国的经济发展如日中天，同时与他国的交流日益频繁，港口航运业也伴随着得到了很大的提升，吞吐量的增加不可言喻。这就既增加了船舶的数量，也丰富了船舶的类型，与此同时，船舶由于载重量加大也增加了其安全性，这也就在一定程度上，有益于区域内货物的流通。

关键词：港口通航；安全评价；综合分析

中图分类号：F25文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.22.019

1港口通航安全评价指标体系

1.1港口通航安全评价原则

1.2港口通航安全评价指标权重的确定

在对通航进行评价以及指标选用的整个过程中，要考虑到评价体系内的各个指标对最终目的的反应程度，而反应程度的确定是整个评价过程中极为重要的环节，可以将主观判定与客观测量进行融合，以求全方位评估通航的安全性。在明确反应程度的确定方式基础之上，我们将其分为主观和客观两个层面。站在主观的角度，可以采用的方法有专家咨询、层次分析等。而客观的确定方法有因子分析、主成分法等。

而本文对反应程度进行确定时主要采用的方法是层次分析法，将原本复杂的体系简单化，使其条理分明，通过横向以及纵向对指标进行比较，使决策更加准确合理客观，最终将问题量化。这个方法的优势极为突出，适合用来对港口水域的通航进行安全性评价指标反应程度的确定。

1.2.1层次分析法

这个方法是由美国T.L.Saaty提出的，对于指标使用较多，以及问题较复杂的情况下更加适用。港口水域通航体系的影响因素很多，既复杂又凌乱，可变性居多，同时也形成了自己体系，所以层次分析法适合确定通航过程中的安全评价指标的反应程度。采用层次分析法进行确定通航过程中安全评价指标反应程度，具体需要从以下几步来进行：首先需要理清问题，对问题进行分类，使其具有条理性，从而建立模型。在对模型进行建立的时候需要明确目的，理清问题存在的可能性，同时需要明晰评价体系中的各个环节，从而将各个环节问题进行分类。在这个评价体系模型中，处于模型上层的要素对处于模型下层的要素进行调配，对同层次之间的要素进行比较，而上一层的要素可以调配的下一层的要素最好不超过9个。

本文依据通航的要素进行两层模型的建设，主要是：第一层的要素有气象、水文、航道条件等；而把能见度、航道的宽度以及交通流量等作为二级指标来使用。第二层主要是对结构进行判断。对体系进行安全性的评定与分析需要大量的信息储备，而由于对结构进行判断与其他方面有所不同，所以通常采用的方法有求和以及方根。

1.2.2层次分析法求取权重

邀请专家对其进行调研从而得到精准客观的权重系数。专家通过采用二元对比来对港口水域通航的安全性评价指标进行评分，将比值按照表中所列出来的程度进行打分。而本人也同時向港口水域通航相关领域的权威专家、教师、企业、海事部门等的人员发出了问卷，合计46，回收问卷共计41，其中有39份可以进行分析。经过一系列整理分析，得到了每个指标的重要程度，从而得到港口水域通航评价的安全元素的权重，如表2。

1.2.3主成分分析法

吉祝美、方里、张俊等用主成分分析法分析固定地区的水质，使用SPSS软件对所得出的指标数据进行选择，得到最后结论，在测定的过程中所使用的客观指标具有代表性，可以综合准确的评析水流的水质情况；然而李魁晓也采用了相同的方法，然后通过SPSS软件对所得数据进行处理，进而分析一个再生水厂的水质，同样得到的最后结果表明，在评价的过程中所选择的指标可以综合反应水质的情况，同样也表明方法选用恰当。

2实例应用

2.1港口通航安全情况

2.1.1地理位置

X港位于东经121度和北纬38度且于辽东半岛的南端，东南方向与黄海相连通，其湾口长约11.1km并有三山岛环环围住。X港的海域面积达到了174km2，海岸线蜿蜒曲折且长度约125km，在我国，该海湾是作为北方最为密集的一个港口群，不仅在于其底部大部分是平缓的基岩海岸，还在于其自身优越的自然建港条件。在海湾的底部，堆积着许多淤泥质的底泥，又因为堆积起的底泥厚度自区域的西北方向往湾口方向呈现递减趋势，该海湾被许多的季节性小溪所包裹之后，慢慢地经过各种风力的作用形成了个各种各样的堆积地貌。X港独特的港口优势使得其北部分布有甘井子工业区和南岸分布的造船厂等重工企业。

2.1.2自然环境

气温：本海域的月平均气温温差较大，各月平均气温最低和最高之间相差27摄氏度；年度的最低气温和平均最低气温分别达到了负21.1℃和负7.9℃，冬长夏短的季节特点也造成了指数为54.1%大陆度。

气压：X港海域的气压在1月和7月呈现出高压和低压的现象，其中累年各月的平均气压是1003.6hPa-1025.OhPa，而年平均气压达到了1016.OhPa。

风：因为X港海域所具备的特殊地理位置条件，季风气候对其的影响较大，如此，该海湾的年均风速就已达到了4.9m/s。而冬季风的风力一般会维持在6-8级，其风力就会突破9级甚至是10级；夏季风的风力一般在6级左右且风力较弱于冬季风，最后，该海湾大风的持续时间也集中在当月的4天至5天。

降水：在累年各月的平均降水量上，该海域呈现7月最多（171.7mm）和2月最少（7.9mm）的情况。其中降水的集中月份是夏季的6月至8月，这几个月的降水量为392.5mm且其降水量占到了该海域全年降水量的65%；而冬季的降水量为26.2mm仅占全年降水量的4%；春季和秋季的降水量占全年降水量的32%处于一个居中的水平。综合考虑，X港所处的海域的历年降水量集中在347.9mm-830.0mm之间，处于一个较稳定的阶段。

雾日：本海域的累年平均雾日基本是为40d且历年雾日的水平处在28d-59d之间。其中，雾日呈现出3月-8月最多的情况且平均每个月有5-9天都是大雾天气，3月、5月和8月这三个月平均每月有3-4天是被大雾所覆盖，比其他的月份多了1-2天的大雾天气。

2.1.3通航规定

对于船舶进出港区的航行速度在《X港通航主要规则和通讯联络办法》中有着明文的规定，其不仅要求船舶必须限速8kn以下，船舶还必须按照规定的航道驶向停泊区域或者转向出港；除此之外，关于X港交管中心的指挥内容和进出港船位报告的相关要求也规定了停泊或者进出港区的船只的管理例行办法。最后，对于在强风天气条件下客船和滚装客船应满足的船舶的开航条件在该办法中也作出系列规定：适航风级的规定和限制开航风级的规定等。

2.2评价结果与对比

2.2.1气象因素

降水：通过分析X港年降水量呈现集中于夏季占60%-70%和、春季占12%-15%、秋季占15%-20%，和冬季仅占5%左右的情况，得出船舶在航行中会遇到遇百分率为20%-30%的暴雨天气。

能见度：该海域的3-8月份为大雾天气其平均能见度的不良天数是44d。

风：该海域的年平均标准风的天数=全年平均风力6级的天数+1.5*一年中平均风力8级以上的天数=30+1.5*10=45。

2.2.2水文因素

水流：经过严密的测流，其结果显示在自然条件下的X湾湾口流速为32cm/s-64cm/s，再1节=1.852km/h的算法来推测节数和流速的关系从而计算得出该流速下的节数为1.25节。

潮汐：X港港区的潮位呈现出最高潮位5.Om、最低潮位0.66m和平均潮位2.08m的特点。

水位：一般来说，各港具体情况是不同的，每个港口都有每个港口的设计水位标准，就X港来说，其高水位3.67米和低水位1.23米。

波浪：波高的确定需要综合各年的情况，平均的进行分析，就X港而言，其各月的最大波高在3.2米-4.4米之间。

2.2.3航道条件因素

航道宽度：本文拟采用5000DWT，10000DWT，50000DWT，70000DWT来确定船舶的宽度和对应的航道有效宽度，便于统计和真实性，最终求取值为0.21。

航道水深：本海域的航道水深是9.5m。

航道弯曲度：该海湾的航道弯曲度的评价指标设置为80，主要是因为X湾是顺直航道，它在大港的航道处存在8°的弯曲角。

航道交叉情况：经过与港口通航安全的相关管理专业人员进行咨询并综合意见之后，X湾的航道交叉状况的评价指标确定为71%。

交通流量：在2015年－2019年的这4年间，依据X湾口船舶进出口数来确定出X湾每天交通流量评价指标为323艘/天。

障碍物状况：因为X湾的航道宽是150m，水深是13.4m，总长是5770m，航道也是分为两段，基于这样的特点，可以得到该航道和碍航物的最近距离的倒数是1/150。

2.2.4导助航设施

助航设施：因为X港港口航道的助航设备目前是基本满足于该航道在进出船舶时的导航需求的，如此分析得到助航設施的评价指标值为85%。

VTS建设：X港的VTS系统有助于协助海事部门进行一定的交通监管，而且其具有的导助航信息服务功能也为船舶的出行以及一些联合搜救行动提供了有益的帮助，最终，该港区的VTS评价指标值设置为95%。

2.2.5船舶设施因素

船舶尺度：X港的船舶类型以5000GT-10000GT的客滚船舶、10000GT-20000GT的杂货船舶、30000GT-40000GT的散货船舶为主。因此，碰撞率是根据上述三种船舶在负载范围内的最大吨位计算的，即为P=0.0014*25000+0.0009=35%。

船龄：通过对实地情况进行调研，同时根据以往的研究可知，如果将船龄风险分类作为评价指标的话，那么X港的所有船舶均在正常维修期限年内，因此将该港船舶划定为“低风险”类型。

船体强度：根据X港的维修系统和实地调查显示，该地区船舶的平均CD级维修次数超过10次。

船员质量：通过对X港区船员和船长的人事档案调查，结合对该港区船员的培训和定期考核，调查评估结果显示，船员全部合格，优良船员达到总人数的80%。

2.2.6管理因素

海事管理：通过现场问卷调查，发现海事局在港区实施监督的有效性达到较高水平。

安全管理体系：通过现场勘察，X港具有较完备的安全管理体系；且该港区安全管理系统的及时改进率达到85%。

3港口航行安全综合评价方案

从以下四个方面出发，根据故障树分析方法和预计危险分析法对港区导航安全问题提出了建议：

3.1船舶设施

（1）船舶引航员：该港区船舶数量居高不下，海上交通车水马龙，得益于海上丝绸之路的快速推进。具有正确的引航操作，是船舶安全进出的必要保证和基本前提；这也符合港区的自身特点，所以要求引航员必须具备一定的实践技能和引航资质。

（2）导航标志：配置完备的导航装置能够帮助船舶及时有效地获取有关航行位置和通航水域的相关信息。

（3）拖轮：港口停泊船舶吨位和数量的不断激增是港口经济贸易的繁荣发展的结果，长此以往会造成安全隐患和经济损失。同时如果船舶自身的控制设备不足以有效保证船舶的安全行驶，这时拖船就进入了大众视野。此外，港口贸易主要以散货、通货和客运为中心，因此适当增加拖船可以有效地协助港口安全体系的建设。

3.2海事监管和风险管理

（1）VTS海事监管：随着科学技术的更新迭代，VTS海事监管系统的发展也日趋智能化。港区船舶监管设备的及时升级和定期检查维护，为海上监管工作和港区的安全体系有效实施具有重要的现实意义。

（2）定期的港区安全风险评估：为有效保障港口的安全，促进港口经济的快速发展，港区的安全管理人员应定期对X港港口的航行环境的安全进行评估。评估内容涉及现有的水位监测、港区设备检测等。

3.3其他人为因素

国际海事组织的相关统计数据显示，人为因素导致的海上交通事故频发，占比高达80%。因此认定人为因素是影响航行安全的重要因素。故针对本港涉海单位，提出建议如下：（1）严格筛选高质量高素质船员，对船员进行定期培训和评估；（2）定期组织海上交通事故演练，提高船员的团队合作精神；（3）确保船员优厚的福利待遇，激发船员发展潜力。

3.4通航环境

尽管现有的X港航道能够满足港区的基本航行需求，但由于进出港时间和潮汐水位等诸多限制条件，港口区域的船舶调度困难。现场调查显示，X港港东侧的水宽为90米。因此，根据X港港区的实际情况，可提出以下建议：

（1）进出境船舶相对集中时，如条件允许，可以临时调整通航水域；（2）制定并实施相应的双向通航的导航管理系统，以避免交通出现混乱的局面。

4结语

本文在文献综述的基础上，以X港水域为例，收集影响港口水域航行安全的相关因素，采用数理统计、层次分析和模糊综合评价等方法，对影响X港航行安全的风险因素进行了深入分析。根据X港区现有航行安全保障条件，在分析上述影响航行安全因素的基础上，提出相应的安全保障措施，减少事故的发生，为X港区通航水域的安全提供切实保障。目前，笔者所应用理论和提出的方法更加合理、客观，为制定航行安全保障措施提供了有效参考。

参考文献

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