张矢宇　朱月琴　闵　雪　李　卓

(武汉理工大学交通学院　武汉　430063)

长江干线繁忙航段芜湖段水上交通安全风险评价

张矢宇朱月琴闵雪李卓

(武汉理工大学交通学院武汉430063)

摘要：系统、合理、操作性强的水上交通安全评价，是建立安全长效机制的一项重要基础工作.以安全系统工程、安全经济、水上交通运输系统工程等理论为依据，针对长江干线芜湖航段水上交通的特征，综合考虑交通流、环境因素、事故后果三大因素，提出合理有效、操作性强的水上交通综合安全评价方法——AREEAC评价法，构建基于AREEAC的长江干线繁忙航段水上交通安全风险综合评价模型，并对芜湖段进行实证研究，研究结果与实际情况大体相符，并根据安全风险评价结果提出相应风险控制对策.

关键词：长江干线；芜湖段；水上交通安全；风险评价

0引言

长江干线为中国最大的内河航运黄金水道.长江水上交通安全评价是长江水上交通安全监管的基础，加大长江水上交通安全风险评价研究，并制定相应的风险控制策略和措施，对长江航运的健康发展有重大的实际意义.

目前，国内外水上交通安全风险评价研究已取得了丰富的研究成果，衍生了许多科学、综合、系统性的评价方法，如事故树分析法、模糊数学分析法、灰色模糊理论、BP人工神经网络、FSA[1]等.高嫱[2]采用模糊综合评价法[3]建立了风险评价模型；李娜[4]选取交通流的综合事故率和死亡率作为系统安全状态方程模型的指标变量，建立水上交通安全状态方程并对长江干线水上交通安全进行了定量的评价；李恒志[5]把道路交通安全领域中用于交叉路口的交通安全评价方法引用到水上交通安全评价领域；陈雷[6]针对我国水上交通事故的现状建立了相应的动态评估体系，并以模糊综合评判作为雏形，利用主客观相统一的方法来确定指标权重；韩延胜[7]运用压力-状态-响应PSR概念模型建立了长江水上交通安全评价指标体系；Pillay[8]通过对港口各个方面的研究，提出了基于危险度的港口航行安全管理系统.但是针对长江干线繁忙航段交通流特征，并考虑环境因素和事故后果影响，且操作性强的综合风险评价的方法较少.

本文针对长江繁忙航段的交通流和安全事故特征，借鉴国内外现有风险评价方法研究成果，提出了基于事故发生率(accident rate)、环境因素(environmental effects)、事故后果(accident consequences)3大因素的综合风险评价方法(简称AREEAC评价法)；构建基于AREEAC的水上交通安全风险综合评价模型，并对芜湖段交通安全风险进行评估与分析.

1长江干线芜湖段交通流及安全事故特征

芜湖段覆盖长江干线五步沟与老洲头联线至慈湖河口与乌江河口联线之间水域，包括长江干线13个主航道175 km、8个支汊水道157 km水域范围，覆盖芜湖、铜陵、马鞍山3个地级市行政区划水域.交通流量大是其主要特征，2008～2014年期间，长江芜湖段日交通流量达到1 400艘/d以上，与此同时，武汉段和三峡段基本维持在日均400艘/d的水平.2008～2014年间长江干线繁忙航段安全事故特征如下[9].

1) 从总体事故险情事故数分析，没有明显的规律可循，除2001年水上交通安全状况明显好转以为，其他6 a每年事故险情数都在24件或以上.但等级事故数数值呈现逐年下降的趋势.

2) 根据事故类型来分析，船舶碰撞事故最多，远远高于其他类型事故数，且由于碰撞事故的特点，事故所造成的人员死亡失踪、经济损失，以及沉船数这3项指标明显的高于其他类型的水上交通安全事故；其次是自沉；第三类为触损.

3) 依据事故发生的昼夜时间分析，夜晚是事故的高发期，特别是后半夜零点到凌晨6点之间.

4) 从事故所造成的损失来看，大体呈现事故数逐年下降的趋势，但死亡失踪人数、沉船艘数，以及经济损失呈现明显上升的趋势.

5) 从事故致因来看，船员操作不当、违章航行、疲劳驾驶、冒险航行、配员不齐、疏忽瞭望等人为因素是事故险情的主要致因.其次是船舶因素，船舶不适航、船体各种电气设备及船体老化、冒险超载等易导致事故发生.环境因素则是导致船员失误的主要诱因，尤其是冒雾航行，严重影响观察视线，极易造成碰撞、触礁及搁浅事故；再者长江干线繁忙航段交通流量大、沉船事故多所引起的恶性碰撞事件、触礁搁浅,以及自沉事件频频发生.

2综合风险评价模型与评价指标

2.1AREEAC评价模型

AREEAC评价法是基于事故发生概率、环境影响因素与事故后果的综合风险评价方法，其核心设计理念是计算各繁忙航段的事故发生统计概率、相对环境调和度，以及事故发生的后果评价，再以三者乘积的方式获取事故综合风险评价值.即

(1)

式中：Ar为事故发生率，由事故数和交通流量算得；Ef为相对环境调整值，由8个客观环境因素指标算得；Ac为事故后果评价，由4个后果评价指标算得；Rc为综合风险评价值.

AREEAC评价法有如下特点：(1)借鉴了国内外现有的有关水上交通安全评价方法的研究，并且进行了调整，使之更适用于本论文的研究；(2)综合考虑了事故发生率、客观环境因素以及事故后果对水上交通安全的影响；(3)本方法中各项指标的影响程度，以及评价标准是相关课题研究中向各方面专家调研的成果；(4)可操作性强、适用于实际应用.

2.2事故发生率评价及其指标

(2)

式中：X(t)为第t年事故险情总数；T(t)为第t年交通流量；Ar(t)为第t年水上交通事故发生率.

2.3环境影响评价及其指标

结合专家意见，通过对长江干线繁忙航段客观环境及事故的分析，得到8种客观环境因素的危险评级见表1.

表1　8种客观环境因素的危险评级标准表

注：能见度不良设定为视距2 km以内；年均标准风天数=(4～5级)年均风天数+1.5×(6级及以上)年均风天数；航道宽的评价指标为航道宽度B0/船舶最大宽度B；弯曲度是选取船舶通过弯曲航道水域所需转舵的最大角度；水深的危险度评价指标为H(航道水深)/d(船舶吃水)；助航标志完善率是指该航道实际助航标志覆盖的水域面积/该航道整个水域面积，以完善率100%记为100.

第i种因素的危险值Fi可视为第i种环境因素危险评分Vi与第i种因素相应权重Wi的乘积，即：

(3)

将8项单因素危险值做和，得到该航段客观环境危险值，即

(4)

再将该航段客观环境危险值F比上基础航段客观环境危险值F0，得到该航段相对环境调整值Ef，即

(5)

2.4事故后果评价及其指标

参考了《水上交通事故统计办法》中事故分级标准，以及专家评定，事故后果评价标准见表2.

表2　水上交通安全事故后果衡量指标后果分值判定标准

注：无人员伤亡、经济损失或环境污染时，分值为0.

计算事故后果评价时，先根据表2，分别得到人员伤亡(C)、经济损失(M)、环境污染(E)和社会影响(S) 4个衡量指标的分值(分别用相应字母代表)，然后相加再除以4，得到事故后果值(Ac)，即

(6)

3基于AREEAC的芜湖段交通安全风险评价

1) 事故发生率的计算首先收集整理出2011～2014年长江干线繁忙航段芜湖段4 a的交通流，以及事故数据，见表3.

表3　2011～2014年长江干线繁忙航段

根据表3中数据，参照式(2)得出4 a的事故发生率(10万艘/a)：Ar(2011)=3.43，Ar(2012)=4.53，Ar(2013)=5.78，Ar(2014)= 4.96.

2) 相对环境调整值的计算由实际情况分析得到2011～2014年芜湖段客观环境8因素的评分，再根据相关科研项目研究中多方专家、学者，以及船员的意见，统计整理出长江干线繁忙航段8个客观环境因素的权值，见表4.

参照式(3)～(5)算出近4 a长江干线繁忙航段芜湖段的相对环境调整值，见表5.

3) 事故后果评估根据该评估方法事故后果评估所需数据，统计整理2011～2014年长江干线繁忙航段芜湖段水上交通事故后果明细后，参照式(6)，算出近4 a长江干线繁忙航段芜湖段水上交通事故后果评估值，见表6.

表4　长江干线繁忙航段客观环境因素的分级评分值及权值

表5　2011～2014年长江干线繁忙航段芜湖段的相对环境调整值

注：以2011年客观环境危险值作为计算基准.

表6　2011～2014年长江干线芜湖段水上交通事故后果评估值

4) 综合评价结果分析将上述结果代入到式(1)中，得到长江干线繁忙航段芜湖段近4 a水上交通综合风险评价值见表7.由表7可知，近4 a来安全状况2011年最好，2014年和2012年次之，2013年最差.

分析评价结果，原因如下：(1)从事故发生率来看，2011年芜湖段交通流最大为554 490艘/a，但发生水上交通安全事故数为19件，在4 a之中最少，导致2011年事故率最低.而2013年芜湖段交通流量在近4 a中为最少，相应发生的水上交通安全事故却最多，进而导致2013年事故发生率明显高于其他3 a；(2)从相对环境调整值分析，由于相对环境调和度主要是在不同航段风险评价的横向比较中有较大差别，在同一航段近4 a的纵向的段风险评价中相对环境调和度差别甚微，对评价结果影响较小；(3)从事故后果评估分析，2013年芜湖段事故数最多，且事故后果评估4项指标中人员伤亡为12人，仅次于2012年18人，沉船数为5艘，经济损失高达630多万元，使得2013年的事故后果值也相应的最高.

表7　2011～2014年长江干线芜湖段水上交通AREFAC风险评价值

通过以上分析，不难发现长江干线繁忙航段水上交通安全管理在诸多方面还有待提高：(1)在长江干线繁忙航段建设覆盖AIS(GPS)系统，构建电子巡航求助一体化机制;编制预案数据库系统等来进一步完善预警管理机制及应急救援机制：(2)普及安全文化教育，来完善水上交通安全文化建设;完善通航安全保障制度；(3)促进通航安全保障科技创新:落实长江干线繁忙航段AIS，VTS，CCTV建设，综合集成运用GPS卫星定位、电子海图、无线通信、雷达、短信群发器等科技手段，以探索和丰富立体巡航手段.

4结束语

根据长江干线繁忙航段水上交通安全事故的特点，综合国内外用于水上交通安全评价的方法，该篇文章提出水上交通安全综合风险评价方法——AREEAC评价法，构建了基于AREFAC的繁忙航段水上交通安全综合评价模型.在所构建的风险评价指标体系中赋予8个客观环境因素相应的阈值及权值，用相对环境调和度的概念来量化客观环境因素对水上交通安全的影响.并运用AREEAC评价模型对芜湖段2011～2014年水上交通安全状况进行评价与分析，研究结果与实际情况大体相符.

参 考 文 献

[1]International Maritime Origination (IMO). Formal safety assessment decision parameters including risk acceptance criteria[S].MSC,72/16, London,UK, 2000.

[2]高嫱.多桥梁河段水上交通安全风险评价研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.

[3]徐文刚.水运不发达地区水上交通安全状况评价方法研究[D].成都:西南交通大学,2010.

[4]李娜.基于状态方程的长江干线水上交通安全评价研究[D].武汉:武汉理工大学,2012.

[5]李恒志.交通冲突技术在珠江口水域水上交通安全评价中的应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.

[6]陈雷.我国水上交通安全宏观评估的研究[D].大连:大连海事大学,2007.

[7]韩延胜.长江水上交通安全评价指标体系研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.

[8]PILLAY A, TETREAULT W B J. Expanded use of automatic identification system (AIS) navigation technology in vessel traffic services (VTS)[C]. Building on the Past, Respecting the Future ASCE, 2010:789-796.

[9]李卓.长江干线芜湖段水上交通安全风险评价[D].武汉:武汉理工大学,2012.

The Risk Assessment of Water Traffic Safety on Wuhu Section of the Yangtze River

ZHANG ShiyuZHU YueqinMIN XueLI Zhuo

(SchoolofTransportation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China)

Abstract：Systematic, reasonable and feasible water traffic safety evaluation is an important basic work to build a long-term effective mechanism of safety. On the base of safety system engineering, water transportation system engineering and other theories, a reasonable, exercisable and effective comprehensive evaluation method is proposed for water traffic risks-AREEAC based on the traffic characteristics of Wuhu section of the Yangtze river. This method synthetically estimates the accident rates, environmental effects and accident consequences in waterways. In addition, a comprehensive evaluation model based on AREEAC is set up to estimate traffic risks of the busy waterways in the Yangtze River apart from an empirical researching on Wuhu section of Yangtze River. The research results are found to be generally consistent with actual situation. Besides, the corresponding measures to control risks are proposed according to the results of the safety risk assessment.

Key words：main line of Yangtze River; Wuhu section; water traffic safety; risk assessment

收稿日期：2016-04-28

中图法分类号：U491.5

doi:10.3963/j.issn.2095-3844.2016.03.019

张矢宇(1969- )：女，博士，副教授，主要研究领域为交通安全和区域经济与物流