PDF《大风浪中航行船舶的危险度估算模型》

1 大风浪中航行船舶风险估算模型

1 .

1 危险等级选定 参照中华人民共和国交通部公布的《 水上交通 事故统计办法》 , 建立了

3 000 t 以上或主机功率为

3 000 kW以上船舶在大风浪中航行时的危险等级 , 见表

1 . 表1水上事故分级 Tab.

1 Classification for marine accident 事故等级 Ⅰ级: 小事故 Ⅱ级: 一般事故 Ⅲ级: 大事故 Ⅳ级: 重大事故 损失情况 没有达到一般 事故等级以上 的事故 人员有重伤, 或 直接经济损失 在300 万元(人 民币)以下,

50 万元以上 死亡

1 ~

2 人, 或直接经济损 失在

500 万元 以下,

300 万元 以上 死亡

3 人以上, 或直接经济损 失在

500 万元 以上

1 .

2 致灾因子选取 致灾因子主要考虑自然因素对船舶的作用.在 大风浪中应考虑的是大风、大浪和大涌较长时间作 用于船体所产生的影响.对于不同海区航行的船 舶,或不同的船型,侧重面有所不同 ,同时,航向与风 向和浪向的夹角也必须给予考虑[ 6] . 本文考虑了

2 个致灾因子 ,即大风和大浪各自 的作用时间,同时对航向与大风浪方向的夹角也给 予了考虑 .

1 .

3 风险估算模型建立 对大风浪中航行船舶预先进行风险估算, 是要 得出对于特定船舶在将遇到的大风浪条件下, 发生 不同等级危险的可能性大小 .根据专家评定的方 法,可以给出特定船舶在不同的大风浪状态下 ,发生 不同等级危险的分布情况 .但是 ,气象台发布的大 风浪预报 ,其准确率不可能达到

100 %, 而同一类型 的船舶,甚至同一艘船 , 在不同的航次中, 也会因为 航区 、 装载等条件的不同 ,使其在大风浪中的危险状 况发生改变,因此, 必须对大风浪的预报准确率 、船 舶自身的各种特点加以综合考虑[ 7] .设大风和大浪 的可能状态分别为 A1 =(a11 ,a12 , …, a1n) (1) A2 =(a21 ,a22 , …, a2m) (2) 式中 : a1i 和a2i 分别为不同等级的大风和大浪出现的 概率. 使用专家经验评定的方法, 可以得到对于不同 船舶在不同载态下 ,在上述不同条件下航行时, 发生 Ⅰ ~ Ⅳ级事故的概率, 由此 ,可分别得到大风浪中航 行船舶危险等级与风、浪致灾因子之间的模糊关系. 其中风 、 浪的影响可分别表示为若干个 m *4 和n*4维模糊矩阵[ 8] .若共分成 T 种不同的航行条 件 ,则对于每一种航行状态 ,风的影响矩阵与浪的影 响矩阵分别为 R1(t)= r (1)

11 (t) r (1)

12 (t) r (1)

13 (t) r (1)

14 (t) r (1)

21 (t) r (1)

22 (t) r (1)

23 (t) r (1)

24 (t) r (1) n1 (t) r (1) n2 (t) r (1) n3 (t) r (1) n4 (t) a11 a12 a1n = [ α (1)

1 (t) α (1)

2 (t) α (1)

3 (t) α (1)

4 (t) ] (3) R2(t)= r (2)

11 (t) r (2)

12 (t) r (2)

13 (t) r (2)

14 (t) r (2)

21 (t) r (2)

22 (t) r (2)

23 (t) r (2)

24 (t) r (2) m1 (t) r (2) m2 (t) r (2) m3 (t) r (2) m4 (t) a21 a22 a2m = [ α (2)

1 (t) α (2)

2 (t) α (2)

3 (t) α (2)

4 (t) ] (4) 式中: r (1) ij (t) (i =1 ,

2 , …, n ;

j =1 ,

2 ,

3 ,4)为在某一 种航行状态 t(t =1 ,2 , … , T)条件下 ,出现大风状态 a1 i 时,发生 j 等级事故的概率 ;

r (2) ij (t)(i =1 ,

2 , …, m ;

j =

1 ,2 ,3 ,4) 为在某一种航行状态 t(t =1 ,

2 , …, T)条件下, 出现大浪状态 a2i 时,发生 j 等级事故的 概率. 当收到了航行海区的风浪预报 ,确定了某一航 行方案后(对应于状态 t1 ,t2 , … , tk ),则该船此航行 方案的危险度即可按下列方式求出.在大风浪的作 用下,此航行方案危险等级分别为 B1 = max