一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法与流程

本发明属于海港航道航行，具体涉及一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法。

背景技术：

1、随着全球航运业务的快速发展，海上船舶数量增长迅速并向着大型化、高速化方向发展，智能航道、数字航道已成为航道发展新趋势。借助智能化和信息化手段，加强航道预警是保障通航安全、提升航道通过能力的重要举措。影响船舶通航安全的因素众多且十分复杂，既包括航道自然环境因素、空间安全距离，还包括船舶航行状态和航标设施状况等。随着信息化手段的提高，水上气象、水文、航标状况等实现了遥测遥控，这些数据的合理利用将为船舶通航安全提供重要保障。

2、目前在长江干线航道已有水上交通安全预警指标体系的相关研究，不同区域的交通安全预警指标体系都是根据国内航道设计和管理经验，不能合理且科学的构建预警体系，同时缺乏考虑不同区域的地理环境、航标等不同因素，不同区域不能针对性的预警，造成海上通航管理较内河难度更大。

3、因此，基于船舶通航环境及船舶动态数据，如何在不同区域多层次构建通航安全指标体系和动态预警方法研究已经成为海港航道通航管理亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，该方法具有提升船舶航行安全性、提高通航管理效率的优点。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，包括以下步骤：

4、根据关注水域的船舶航行条件和通航事故历史数据，确定船舶通航安全风险因素，并根据各安全风险因素的危害程度确定风险系数；

5、确定影响关注水域航道船舶通航的安全风险因素ei，其中i为安全风险因素的个数，并根据该安全风险因素对船舶通航安全影响的危害程度，给出相应的安全风险系数ri；ri＝{0.5,0.8,1.0}＝{一般风险因素，中风险因素，高风险因素}(i＝1,2，…，n)

6、确定各安全风险因素对应的可量化安全风险指标和安全阈值；并进一步考虑预警所需安全提前富余量，确定风险预警区间值和风险提前量系数；

7、根据航道设计和通航安全管理要求，结合当地的气象、水文及碍航要素，确定各安全风险因素ei对应的可量化或半量化风险指标xi；

8、根据通航安全管理和船舶航行安全控制，作为可量化或半量化的风险指标xi均有相应的安全阈值yi。

9、在此为了实现提前预警，对每个安全风险指标xi在达到或接近安全阈值yi前，设置ⅰ级、ⅱ级和ⅲ级三个提前预警区间值；为了个单风险因素实时风险评估计算需要，同时将各风险指标的安全区间设置为0级。

10、为了便于后面综合风险指数计算的需要，提出提前预警区间对应的风险提前量系数pi，并给出量化系数值，分别为

11、pi＝{0，0.6,0.8,1.0}＝{0级安全，ⅰ级预警，ⅱ级预警，ⅲ级预警}(i＝1,2，…，n)；

12、计算关注水域的风险综合指数，结合综合风险等级的划分，确定综合风险等级和主要风险因素。

13、前面重点是对于单个安全风险因素ei的分析，在实际通航管理中，往往更关注的是各因素同时影响下的综合风险指数gt。首次提出考虑多风险因素组合影响的综合风险指数gt计算公式

14、

15、为了更好的指导通航安全管理、实现通航管理的提前预警，将安全风险分为四个等级，依次为：绿色零级风险，表明无风险；黄色一级风险，表明有一定风险；橙色二级风险，表明有较大风险；红色三级风险，表明有很大风险。各风险等级对应的综合风险指数区间依次为gt＝0、0＜gt＜0.6、0.6≤gt＜0.8和gt≥0.8。

16、根据公式(1)可得到关注水域综合风险指数gt和对应的综合风险等级；另外，对单因素的安全风险系数ri和风险提前量系数pi的乘积(ri·pi)按照从大到小的顺序进行排序，ri·pi值会越大，对应的风险因素安全风险越大，从而得到实时的主要风险因素。

17、在电子航道图上分色显示风险等级和主要风险因素，向船舶驾驶端和岸上管理平台发出预警信息，预警信息包括视觉和听觉等信息。

18、通过构建沿海港航道通航安全预警指标体系，以及不同风险等级预警值，在实时获取关注水域水文、气象、航道和船舶等动态数据的基础上，实现风险等级在电子海图上分颜色直观显示，并发出风险警报，既能提醒船舶避开风险水域，保证船舶行驶的安全性，起到辅助驾驶的作用；同时向航道管理系统发送预警信息，实现通航水域有效监控，提高监管部门的管理效率和管理能力。

技术特征：

1.一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，所述根据关注水域的船舶航行条件和通航事故历史数据，确定船舶通航安全风险因素，并根据各安全风险因素的危害程度确定风险系数；包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，所述确定各安全风险因素对应的可量化的风险预警区间值和风险提前量系数；包括：

4.根据权利要求3所述的海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，所述计算关注水域的风险综合指数，结合综合风险等级的划分，确定综合风险等级和主要风险因素，包括：

5.根据权利要求4所述的海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，所述根据关注水域综合风险指数gt计算结果确定综合的通航安全风险之后，还包括：对单因素的安全风险系数ri和风险提前量系数pi的乘积ripi按照从大到小的顺序进行排序，ri·pi值会越大，对应的风险因素安全风险越大，从而得到实时的主要风险因素。

6.根据权利要求1所述的海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，其特征在于，所述安全风险因素包括自然环境、空间安全距离、船舶航行状态和航标状态。

技术总结一种海港航道船舶通航安全预警指标体系的构建及风险实时预警方法，包括：根据关注水域的船舶航行条件和通航事故历史数据，确定影响关注水域航道船舶通航的安全风险因素E<subgt;i</subgt;和相应的安全风险系数r<subgt;i</subgt;；确定各安全风险因素E<subgt;i</subgt;对应的可量化或半量化风险指标x<subgt;i</subgt;和相应的安全阈值Y<subgt;i</subgt;，提出提前预警区间对应的风险提前量系数P<subgt;i</subgt;；提出考虑多风险因素组合影响的综合风险指数G<subgt;t</subgt;计算公式，确定对应的综合风险等级和实时主要风险因素。在电子航道图上分色显示风险等级和主要风险因素，向船舶驾驶端和岸上管理平台发出视觉和听觉等预警信息。此方法科学构建船舶通航的安全指标体系，合理确定实时的综合风险等级和主要风险因素，能有效提升船舶航行安全性、提高通航管理效率。技术研发人员：黄志扬,徐元,贾雨少,侯慷,林芬芬受保护的技术使用者：中交上海航道勘察设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19