云理论在船舶航行安全评价中的应用
时间：2020-12-18 12:03:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 本文提出基于云模型的评价方法，利用云的定量与定性转换模型，克服了评价体系中有关定性因素与定量因素无法有效兼顾的问题。通过结合专家经验，建立影响船舶航行安全的各因素的云推理规则，并构建评价预测模型，对有限的样本数据进行扩展，解决了数据不足的问题，评价体系更全面、合理，提高了船舶航行的安全。
关键词 云理论 船舶航行 安全评价
中图分类号：U651 文献标识码：A
0引言
船舶水上航行安全状况一直是航海研究工作的重点之一，关系到人、船舶的安全及与国民经济和人民财产的损失紧密相连。近年来，伴随经济全球化的发展和新科技革命的兴起，国际贸易进入迅速发展阶段，船舶数量的增加及水域交通密度的增大严重威胁着船舶的水上航行安全，事故的可能性也进一步加大。
1船舶航行安全评价指标因素
1.1人为因素
人为因素是所有影响航行安全因素的重中之重。在安全状况评价决策系统中发挥主导作用的因素依然是人，无论在过去、现在或是未来相当长一段时间内。长时间以来，人在事故中所起的作用往往影响船舶航行安全，导致船舶碰撞的主要原因。每年的海难事故中，约有80%是为人的因素造成的，且这一比例还在进一步增大。在安全状况评价中，人的因素也早已成为国内外关注的焦点。
影响船舶航行安全的诸多因素中人的因素包括多个方面，当船舶面临紧迫局面时，这些因素共同反应到避碰过程中，对局面的发展起到关键性作用。人为因素包括船员的航行经验、性格、精神状态及业务技能等。事实证明，它们与船舶航行事故的发生存在明显联系。
1.2船舶因素
在航行过程中，船舶因素有时也会成为海难事故的主要诱因，船舶因素主要包括船舶大小、船舶速度、船龄、仪器设备和船舶操纵性能等。其中，船舶操纵性能包括船舶的旋回性、航向稳定性、停船性等，它们与船舶的吃水、吃水差、横倾、纵倾、船体结构等因素有关。
1.3环境因素
环境因素是驾驶员进行船舶操纵决策的基础，它时刻影响着海上航行的船舶的运动状态，向驾驶人员提供各种信号，刺激其思维。它包含两个方面：自然环境和通航环境。自然环境在给定了航路、潮流以及风等外力条件的情况下，决定了船舶在该水域航行时的难以程度，通航环境则决定了与他船会遇的状况和频度。
1.4管理因素
管理因素并非导致海难事故的直接原因，却往往因为对其疏忽，而导致海难事故。因此，为达到避免船舶碰撞事故发生的目的，在对事故原因进行深层分析时，有必要将管理因素考虑在内。从船员方面的管理、船舶方面的管理及交通规则管理三个方面来分析船舶航行中管理因素的作用。
2云理论在船舶航行安全评价中的应用
2.1云模型
云是一种不确定的转换模型。任何事物都具有模糊性和随机性，云模型可实现定性与定量描述彼此间的转换，并构成它们之间相互转换的一种映射关系。用U表示某一论域，其定性概念用C表示。x表示C中的一种可能实现情况，则有x∈U，且 （x）∈【0，1】，上述关系可用公式（1）表达：
：U→【0，1】 x∈U，x→ （x）
式中，x表示为论域中的一个云滴，许许多多的云滴相互组合起来，就构成了概念C的云，其中每一个x，可认为是被定性概念映射到数域空间上的一个点。云滴具有随机性，就单个云滴而言是微小的，但从整体来看，由于云滴数量无限多，便能更准确地反映出C的不确定性。
2.2船舶航行安全评价云模型
安全评价是指对评价体系的整体安全状况进行评估，为人们提供所需要的信息。在实际应用中，评价方法种类较多，有近几十种，比如概率与数理统计风险分析方法、综合安全评估方法，模糊综合评价方法等总体而言，确定评价模型即选取数学工具是整个过程中的关键，完成模型的构建后，当输入搜集到的数据信息后，便得出对应的评价结果。通过比较分析，本文提出基于云模型的安全评价方法。建立云模型的评价程序为：（1）选取评价指标；（2）建立评价指标结构体系；（3）构建各指标取值的云模型及云推理规则；（4）模型建立及应用。
基于云理论的评价模型构建的具体过程与船舶航行安全状况的评价指标体系。结合影响船舶航行安全的各个因素，选取其评价指标。包括人的方面：航行经验、性格、精神状况及业务技能；船舶方面：船舶大小、船舶速度、船齡、仪器设施及船舶操纵性能；环境方面：交通状态、碍航物分布等通航环境和风为、流速、航道宽度、航道交叉状况、能见度等自然环境；管理方面：船员管理、船舶管理、交通管理。
船舶航行安全的评价中存在大量不确定性问题，對航行状况的研究需要考虑长时间内所有因素的综合评价结果。对于不同个体，影响因素的选取会有所不同。而且在面对一定时间、水域的具体交通状况时，由于避碰情况较紧迫，往往需要优先选取那些危险程度更大的，而忽略影响较弱的一些因素。通过大量的统计结果分析，要满足不同个体具体情况的变化需求，本文从影响船舶安全航行的四个大方面，即人、船舶、环境和管理来分析，建立各因素取值的云模型。
3结束语
本文在前人研究基础上，分析了传统风险评价方法的局限性，提出基于云模型的船舶航行安全状况评价方法，并借助前人的研究经验，开展了船舶航行安全状况的研究工作，并构建了评价结构指标体系，对船舶安全航行评价具有一定的先进性。
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