[发明专利]船舶交通服务水域交通动态风险管理方法

摘要

本发明公开了一种船舶交通服务水域交通动态风险管理方法。本发明按照下述步骤进行(1)构建评价指标体系；(2)建立评价语集；(3)确定评价指标权重，(4)评价模型创建；(5)数据输入；(6)利用评价模型计算风险值；(7)结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。本发明是一种动态风险管控方法，偏重对实时交通流的分析，实时交通流的数据来自VTS的港口船舶数据，以较短的时间间隔为VTS值班人员作出风险提示，确保港口船舶通航安全。

主权项

一种船舶交通服务水域交通动态风险管理方法，按照下述步骤进行：(1)构建评价指标体系对辖区通航环境、船舶交通事故的分析研究，分析辖区船舶航行、避让、锚泊规律特点，确定影响船舶交通安全的风险因素：气象因素、水域条件因素和船舶自身数据因素；所述气象因素包括：风、水流、浪高、海冰情况和能见度；水域条件因素包括：航道宽度、水深、交叉会遇数、碍航物距离、船舶密度、未参与VTS的船舶数量和区域类型；船舶自身数据包括：船舶大小、船舶速度、船舶航向、船舶类型、船舶故障和航向时间；(2)建立评价语集将影响VTS辖区风险的因素评价等级定义为三个等级，分别为：低风险、中等风险、高风险；(3)确定评价指标权重，具体权重指数见下表：序号指标名称权重U11风0.019U12流0.010U13浪0.006U14涌0.009U15海冰0.024U16能见度0.058U21航道宽度0.024U22水深0.045U23交叉会遇数0.134U24碍航物距离0.054U25非VTS船舶0.079U26区域类型0.100U27船舶密度0.163U31船舶大小0.024U32船舶速度0.009U33船舶航向0.019U34船舶类型0.050U35船舶故障0.147U36航行时间0.025(4)评价模型创建：各指标隶属度函数如下：a风指标未确知测度函数求取风指标的未确知测度函数μ，x表示蒲氏风级，μ(x∈c1)=1x≤212-12sinπ2(x-2)2<x≤404<x]]>μ(x∈c2)=0x≤212+12sinπ2(x-2)2<x≤414<x≤5.512-12sin2π3(x-6.3)5.5<x≤70x>7]]>μ(x∈c3)=0x≤5.512+12sin2π3(x-6.3)5.5<x≤717<x]]>b流指标未确知测度函数求取流指标的未确知测度函数μ，x表示流速，单位：节，μ(x∈c1)=1x≤0.412-12sin5π2(x-0.6)0.4<x≤0.800.8<x]]>μ(x∈c2)=0x≤0.412+12sin5π2(x-0.6)0.4<x≤0.810.8<x≤1.212-12sin10π3(x-1.4)1.2<x≤1.5501.5<x]]>μ(x∈c3)=0x≤1.212+12sin10π3(x-1.4)1.2<x≤1.511.5<x]]>c浪指标未确知测度函数求取浪指标的未确知测度函数μ，x表示浪高，单位：米，μ(x∈c1)=1x≤0.312-12sin5π(x-0.4)0.3<x≤0.500.5<x]]>μ(x∈c2)=0x≤0.312+12sin5π(x-0.4)0.3<x≤0.510.5<x≤1.012-12sin2π(x-1.3)1.0<x≤1.501.5<x]]>μ(x∈c3)=0x≤1.012+12sin2π(x-1.3)1.0<x≤1.511.5<x]]>d涌指标未确知测度函数求取涌指标的未确知测度函数μ，x表示涌高，单位：米，μ(x∈c1)=1x≤0.312-12sin5π(x-0.4)0.3<x≤0.500.5<x]]>μ(x∈c2)=0x≤0.312+12sin5π(x-0.4)0.3<x≤0.510.5<x≤1.012-12sin2π(x-1.3)1.0<x≤1.501.5<x]]>μ(x∈c3)=0x≤1.012+12sin2π(x-1.3)1.0<x≤1.511.5<x]]>e能见度指标未确知测度函数求取能见度指标的未确知测度函数μ，x表示能见距离，单位：米，μ(x∈c1)=0x≤300012+12sinπ1000(x-3500)3000<x≤400014000<x]]>μ(x∈c2)=0x≤100012+12sinπ1000(x-1500)10000<x≤200012000<x≤300012-12sinπ1000(x-3500)3000<x≤400004000<x]]>μ(x∈c3)=1x≤100012-12sinπ1000(x-1500)1000<x≤200002000<x]]>f航道宽度求取航道宽度指标的未确知测度函数μ，x表示航道宽度与区域最大船长比值，μ(x∈c1)=0x≤1.312+12sin5π2(x-1.5)1.3<x≤1.711.7<x]]>μ(x∈c2)=0x≤0.712+12sin10π3(x-0.9)0.7<x≤1.011.0<x≤1.312-12sin5π2(x-1.5)1.3<x≤1.701.7<x]]>μ(x∈c3)=1x≤0.712-12sin10π3(x-0.9)0.7<x≤1.001.0<x]]>g水深求取水深指标的未确知测度函数μ，x表示区域水深与区域吃水最大船舶的吃水比值，μ(x∈c1)=0x≤1.212+12sin20π3(x-1.3)1.2<x≤1.3511.35<x]]>μ(x∈c2)=0x≤1.112+12sin20π(x-1.1)1.1<x≤1.1511.15<x≤1.212-12sin20π3(x-1.3)1.2<x≤1.3501.35<x]]>μ(x∈c3)=1x≤1.112-12sin20π(x-1.1)1.1<x≤1.1501.15<x]]>h碍航物距离求取碍航物距离指标的的未确知测度函数μ，x表示碍航物距航道距离，单位：米，μ(x∈c1)=0x≤10012+12sinπ25(x-112.5)100<x≤1251125<x]]>μ(x∈c2)=0x≤5012+12sinπ25(x-47.5)50<x≤75175<x≤10012-12sinπ25(x-112.5)100<x≤1250125<x]]>μ(x∈c3)=1x≤5012-12sinπ25(x-47.5)50<x≤75075<x]]>i未参与VTS船舶数量求取非VTS船舶指标的未确知测度函数μ，x表示未参与VTS船舶数量占总船舶数量的百分比，μ(x∈c1)=1x≤512-12sinπ5(x-7.5)5<x≤10010<x]]>μ(x∈c2)=0x≤512+12sinπ5(x-7.5)5<x≤10110<x≤2512-12sinπ15(x-32.5)25<x≤40040<x]]>μ(x∈c3)=0x≤2512+12sinπ15(x-32.5)25<x≤40140<x]]>j船舶大小求取船舶大小指标的未确知测度函数μ，x表示船舶长度，单位：米，μ(x∈c1)=1x≤5012-12sinπ50(x-75)50<x≤1000100<x]]>μ(x∈c2)=0x≤5012+12sinπ50(x-75)50<x≤1001100<x≤20012-12sinπ100(x-250)200<x≤3000300<x]]>μ(x∈c3)=0x≤20012+12sinπ100(x-250)200<x≤3001300<x]]>k船舶航向求取沙船舶航向指标的未确知测度函数μ，x表示船舶航向与航道设计航向的夹角，μ(x∈c1)=1x≤1.512-12sin2π3(x-2.3)1.5<x≤303<x]]>μ(x∈c2)=0x≤1.512+12sin2π3(x-2.3)1.5<x≤313<x≤412-12sinπ(x-4.5)4<x≤505<x]]>μ(x∈c3)=0x≤412+12sinπ(x-4.5)4<x≤515<x]]>(5)数据输入：以手动输入及自动获取数据相结合的方式获得数据源，对于风、浪等无法直接获取的自然指标，通过人工输入设置，船舶密度、船舶大小可直接通过AIS数据或雷达录取获得的数据采用自动获取方式；(6)利用评价模型计算风险值：按照地理位置及区域性质的不同，将VTS辖区水域分为23个自然区域；以5分钟的时间间隔自动利用构建好的评价模型计算各区域风险值；(7)结合电子海图系统，以红、黄、绿三种颜色分别表示高、中、低风险，进行较直观的风险提示，给予操作者决策支持。