（交通信息工程及控制专业论文）WEB海事案例库及语义匹配研究.pdf

上海海事大学硕士学位论文 1 0 0 8 0 1 2 摘要 随着世界航运业的迅速发展，船舶的数量与日俱增，吨位也不断加大，海 上交通越变拥挤，海事发生的概率大幅提高，不仅对生命、财产造成巨大损失， 同时也给生态环境带来严重的危害，因此，需要加强海事的安全防治工作。 本文建立w e b 海事案例库，实现案例信息的网络共享，对海事安全防治工 作具有重要意义。海事主管机关可以从案例库中获取事故统计和事故分析的详 细信息，了解不同地区、不同时段发生的海事情况，并根据实际情况制定相应 规章条例，防止类似海事发生。海事培训机构，通过网络访问案例库，可以检 索到相关的典型海事案例，对学员进行案例分析教育，使得学员从思想上认识 到海事的危害性，加强海事安全防范意识。船舶管理公司，通过访问海事案例 库，对已经发生的海事案例进行总结，有利于制定合理的管理机制，加强船员 的培训和船舶保养，促进安全生产，做好海事安全工作。 本文对海事分析理论进行研究，利用网络编程工具成功开发了w e b 海事案 例库；使用j a v a 语言成功开发了语义本体的构建模块，并实现概念之间语义 匹配度的计算，有效运用于海事案例库中。主要完成的工作有： ( 1 ) 研究海事分析理论，对己发生的海上交通事故进行统计和归类，并对 海事主要致因进行研究，确定海事的主要因素和类型，从而确定了海事案例库 的内容设计。 ( 2 ) 对当前存在的各种海事信息系统进行比较，了解海事信息网络化的重 要性，并在系统需求分析和设计思想的指导下，确定案例库的结构布局，使用 a p a c h e 和p h p 与及m y s q l 数据库技术实现了案例库的各功能模块。 ( 3 ) 运用j a v a 编程语言开发本体概念的编辑工具，构建海事领域本体，并 使用概念距离的语义匹配算法，计算本体之间的语义相似度，输出匹配度超过 设定阈值的相关本体。 该海事案例库的建立，克服了传统海事信息系统的信息透明度不够、准确 性不高、信息共享困难等方面的不足，对海事安全工作具有重要的意义。 关键词：海事案例库本体语义匹配检索 上海海事大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fs h i p p i n gi n d u s t r y ，q u a n t i t ya n dt o n n a g e o fv e s s e l sa r ei n c r e a s i n gs t e a d i l y m o r ec r o w e dt r a f f i c sc a u s eg r e a ti n c r e a s e o fp r o b a b i l i t yo fm a r i t i m ea c c i d e n t s ，w h i c hl e a d st on o to n l yh u g el o s so fl i f e a n dw e a l t hb u ta l s os e v e r ep o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n t t h e r e f o r ep o s i t i v e s c i e n t i f i ca n de f f i c i e n tm e a s u r e ss h o u l db et a k e np r o m p t l yt op r e v e n tt h e a c c i d e n t s t h ew e b b a s e dm a r i t i m ea f f a i r sd a t a b a s eh e l p st om a i n t a i nt h es a f e t y o fn a v i g a t i o nd u et oi t si n t e g r a t i o no fm a r i t i m ei n f o r m a t i o n f o ri n s t a n c e i t c a np r o v i d et h em a r i t i m es a f e t ya d m i n i s t r a t o r sw i t hm a r i t i m ed e t a i l sf o rt h e i r l o o k i n gi n t ot h er e a lc a u s eo ff o r m e ra c c i d e n t s ，w h i c hi sh e l p f u l f o rt h e c o n s t i t u t i o no fe f f e c t i v er u l e sa n dr e g u l a t i o n s m e a n w h i l e ，m a r i t i m ea f f a i r s d a t a b a s ec a np r o v i d et h ee d u c a t i o n a li n s t i t u t e sw i t ht y p i c a la c c i d e n t sf o r t h e i rs t u d e n t st oh a v em o r ec o g n i t i o no fs a f e t ya ts e a f u r t h e r m o r e ，i tc a n h e l ps h i p p i n gc o m p a n i e se s t a b l i s h a ne f f e c t i v em a n a g e m e n ts y s t e mt o e n s u r et h en a v i g a t i o ns a f e t y i nt h i sp a p e rw eh a v ed o n es o m er e s e a r c ho nt h em a r i t i m et h e o r ya n d s e tu pt h ew e b b a s e dm a r i t i m ea f f a i r sd a t a b a s e w ea l s os u c c e s s f u l l y d e v e l o pt h ef u n c t i o n m o d u l eo f o n t o l o g y - b a s e d s e m a n t i c m a t c h i n g f o r s e a r c h i n go fm a r i t i m ea f f a ir sd a t a b a s e t h es i g n i f i c a n tw o r k si n c l u d e s ： 1 w em a k ea na n a l y s i so ft h em a r i t i m ea f f a i r sa sp e rt h em a i nf a c t o r s a n dc h a r a c t e r i s t i c s ，w h i c hp l a y sa ni m p o r t a n tp a r tf o rt h ef o u n d a t i o no ft h e m a r i t i m ea 什a i r sd a t a b a s e 2 b yc o m p a r i n gt h ec u r r e n tm a r i t i m ei n f o r m a t i o ns y s t e m s ，w es e tu pt h e f r a m eo ft h ed a t a b a s ea n dr e a l i z et h ef u n c t i o nm o d u l eo fd a t a b a s eu s i n gt h e a p a c h ea n dp h pt e c h n o l o g yt o g e t h e rw i t ht h em y s q ld a t a b a s et e c h n o l o g y 3 i nt h i sp a p e r ，w ef i r s tf o r m a l i z et h em a r i t i m ei t e m sw i t hc o n c e p t sa n d r e l a t i o n sf r o mo n t o l o g y t h e nu s i n gt h ed i s t a n c e b a s e ds e m a n t i cm a t c h i n g a p p r o a c hw ec a nc a l c u l a t et h es e m a n t i cs i m i l a r i t yb e t w e e nt w oc o n c e p t s a n dg i v et h em o s tp r o m i s i n go u t p u t s i i 上海海事大学硕士学位论文 w i t ht h i sw e b b a s e dm a r i t i m ea f f a i r sd a t a b a s e ，t h ea p p a r e n tl i m i t a t i o n s o ft r a d i t i o n a ls y s t e m sc a nb eo v e r c o m e i th e l p sm a i n t a i n i n go fs a f e t ya ts e a e f f e c t i v e l y z h a n gf e i - l o n g ( t r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o ne n g i n e e r i n g & c o n t r 0 1 ) d i r e c t e db y 巳 q ! ：墨b i 坌b 垦q ：i l 垦d k e y w o r d s ：m a r i t i m ea f f a i r s d a t a b a s e ，o n t o l o g y ，s e m a n t i cm a t c h i n g s e a r c h i 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或者其他机构 已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献 均已在论文中作了明确的声明并表示了感谢。 作者签名：i 孟缢日期：丛翌兰：2 ：斗 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以上网公布 论文的全部和部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论 文。保密的论文在解密后遵守此规定。 上海海事大学硕士学位论文 1 1 论文的研究背景 第一章绪论 近年来，我国远洋、沿海和内河交通运输事业得到了大力发展，船舶、船 员的数目日益增多，通航密度大幅增长，通航环境日趋复杂，各种水上交通事 故也频繁发生，水上安全形势日益恶化，海事管理工作的数量和强度急剧加大， 传统的安全管理手段和管理方式已经不能满足需要，尤其在海上事故突发时， 需要及时、准确采取措施，将损失减少到最低限度。借助计算机、通信、网络 技术等高科技手段，建立一套完整的海事信息系统，可以方便海事安全管理部 门进行决策，提高海事系统的监督、指挥和管理水平，从而减少海事事故损失， 降低航运成本，营造良好的航运环境。 作为海事信息系统的一个重要组成部分一一海事案例库的建立具有重要 的意义。为了最大限度减少和避免海事的发生，需要对以往发生的海事案例进 行统计和分析，从中吸取教训，因此很多国家都建立严格的海事调查体系，但 是，对某一具体的海事的调查和分析只能使人们了解具体海事如何发生，这种 静态的调查和分析不能揭示海事发生的主要致因，也无法提供改进的方向。导 致海事发生的原因要从对造成海事的“人一机一环境一管理”整个系统的综合 分析中获得，而整个系统的分析需要大量的海事事故案例，光靠手工收集常常 无法完成，因此需要使用计算机和网络技术，广泛收集不同地区和不同部门的 案例，进行统计分析，帮助海上安全管理部门发现海上交通及船舶管理中的缺 陷，对现行的管理法规进行评价以便制定新的规章制度。同时也为培训机构和 航运企业与及相关人员提供详细的案例信息，使之认识海事，并吸取教训，不 断改进管理方法，从而减少海事发生，提高安全生产。 1 2 海事分析的研究现状 国外对水上交通事故的研究起步较早，做的较好的有英国劳氏船级社和利 物浦保险商协会。例如西欧国家联合对英吉利海峡和多佛尔海峡船船碰撞事故 进行统计研究，导致现代船舶定线制( 主要是分道通航制) 的出现，有效地减少 碰撞海事。又如，英国a n c o c k c r o f t 对战后全球海上碰撞事故的统计研究【1 1 、 美国国家运输安全部对1 9 7 0 - 1 9 7 9 年十年期间碰撞事故的统计研究，挪威对 上海海事大学硕士学位论文 1 9 7 0 1 9 7 8 年九年问挪威籍船舶碰撞与搁浅事故的统计研究，日本对 1 9 7 5 1 9 8 0 年主要水上交通事故的统计分析，国际海事组织( i n t e r n a t i o n a l m a r i t i t i l eo r g a n i z a t i o n ，简称i m o ) 对1 9 6 8 1 9 8 0 年海上油轮严重水上交通事 故的统计分析等都取得了颇有价值的结果【2 】。而国内成果主要有熊振南、吴兆 麟等采用了灰色关联理论等对水上交通事故进行分析【3 1 ；王宏波、胡昌桂等对 水上交通事故的定义【4 1 ；郝勇等对水上交通事故致因理论进行评析1 5 】；文华， 万芳等对我国交通事故分析办法进行剖析提出事故分类的新思路【6 】；古文贤、 李少军等对水上交通事故统计分类进行论述1 7 j ；集美大学李国定、江海学等将 讨论使用事故树分析法对海事进行分析【8 j ；上海海事大学夏海波、胡甚平等对 海事中人为因素的调查与分析【9 j 等。 1 3 海事信息系统概述 1 3 1 海事信息系统概述 目前，已经建立了一些全球性的海事数据库和数据搜集网络，如s h i p o p e r a t i o n sc o o p e r a t i v ep r o g r a m ( s o c p ) 的r a m - s h i p n e t 网络系统库、l r 公司 开发的m a r i n e r 、s a f e t e c 公司的c o a s t 、美国海岸警卫队的g m 海事统计分析系 统等1 1 0 】。国内也有一些海事信息系统，例如c o s c o 海事统计分析与评估系统【1 1j ， 厦门海事局的海事管理信息系统【1 2 1 ，上海海事大学夏海波建立的海事调查数 据库系统【1 引，武汉理工大学开发的海事管理信息系统等1 1 引。 综观各国的发展状况，可以看到目前的海事信息管理系统有以下特点： ( 1 ) 事故数据的收集向航行中的船舶设备故障、人员操作及航行环境条件 等数据的收集过渡。例如r a m - s h i p n e t 是收集船舶设备故障及维修数据及船舶 作业评估的系统；m a r i n e r 为船舶操作评估应用系统，基础数据是船舶操作数 据及风险评估数据；c o a s t 数据包括船舶各种静态及动态数据；g m 海事信息 系统中主要有船舶状况、设备、证书、单证等数据。 ( 2 ) 统计数据从单独、保密的事故数据处理向共享的安全信息数据库过渡。 现在世界上许多港口当局纷纷建立了海事数据库并将这些信息通过网络进行 共享，一旦船舶有不良记录，就很容易成为港口国的重点检查对象。 ( 3 ) 实时数据的收集提上日程。为了收集更多可以客观反映事件真相的记 录资料，海运界对船用黑匣子的应用越来越广泛。欧盟从1 9 9 7 年开始对船用黑 匣子计划提供赞助，并取得显著的成效。 上海海事大学硕士学位论文 1 3 2 主要海事信息系统介绍 i c o s c o 海事统计分析与评估系统 c o s c o 海事统计分析与评估系统在w i n d o w s 9 5 环境下开发，以f o x p r o 为主 语言，此系统库容大，存储数据多；统计与查询功能强大；具有船舶安全评估 和碰撞轨迹模拟功能。系统的主要研究内容有：( 1 ) 研究制定海事数据库结构与 数据管理格式( 数据录入、修改、查询等格式及用户界面) ；( 2 ) 设计编制海事 数据的维护、统计、分析及评估系统的软件；( 3 ) 建立船舶数据库及海事数据 库；( 4 ) 建立船舶数据管理及海事数据管理办公模块；( 5 ) 研制船舶碰撞轨迹模 拟；( 6 ) 研究建立总公司与分公司的海事数据有线通讯接口。 系统的特点：( 1 ) 既考虑现时实用性，又着眼于未来数据兼容性。只要该系 统中有充分的数据输入，就可以获得有效的统计分析结果。( 2 ) 数据库容量大， 存储数据多。主要的数据库包括：船舶资料数据库，事故实况数据库，事故损 失情况数据库，事故原因数据库，事故责任者数据库，事故发生的气象、水文、 交通、航路环境等资料库，碰撞两船的会遇态势、避让关系、避让行为等数据 库。( 3 ) 统计与查询功能强大。一方面，统计、查询的种类多。除打印办公所 需的报表外，更大量的是用于海事研究的各类统计表、统计图。既可用于海事 的微观分析，又能用于海事的宏观分析；另一方面，统计、查询的可选余地大。 例如，在绝大部分情况下，均提供给用户一个选择事故等级及时间跨度的机会， 使得统计、查询功能扩展到任意事故等级和任意时间段；此外，用户可任意自 组条件进行查询。该系统的数据库的检索功能提供给用户任意组合检索条件的 机会，用户可以根据屏幕提示自行组织查询表达式，且一次查询的逻辑表达式 的个数不加限制，这样，可应付实际查询中用户对检索要求的变化，弥补了系 统设计者考虑的局限性。( 4 ) 实用、灵活的评估系统。事故率、安全面指标仅 从单方面反映事故与安全情况，但不能全面反映一个企业的事故情况的严重程 度及船舶安全情况的优劣。利用该系统的综合评估功能可对一个企业的事故实 况与安全进行综合评判，得出客观、准确的评价结论。使用评估功能时，系统 提供给用户选择评估对象和修改评估标准及权重的机会；不但使用灵活、方便， 而且能长期保持评估的适时性与权威性。( 5 ) 碰撞轨迹时间重标定模拟。系统 所用数学模型适用于两艘船舶在任何广阔水域( 可跨赤道) 发生的碰撞海事；以 二维图像的形式直观地显示或绘制船舶双方的运动轨迹，并可分区域放大，克 服了人工绘图中存在的冲程、旋回圈等难估计、精度低、费时多等不足；系统 仅考虑船舶的纵荡、横荡和首摇三个运动形式，其运动参数包括位置参数和速 3 上海海事大学硕士学位论文 度参数两类。其中位置参数包括船舶地理纬度、经度和真航向；速度参数包括 每时步直航迹向、每时步平均航速和各采样时刻的航速，参数少，运算速度快， 模拟可超实时进行；船舶运动各数学模型所需参数可从一般性船舶资料中直接 或间接获取，数目少、物理意义鲜明、简单明了，因而模型适用面广，易为航 海界接受；在快速性数学模型中，阻力系数由船舶停车试验资料求取，方法独 特；在旋回运动数学模型中，采用转首指数p ，并将其适用范围推广，可克服 k ，z 方程的不足；( 6 ) 数据保密性好采用修改数据库的入口标志，对数据库进 行加密，使非该系统使用者不能打开与浏览数据库。( 7 ) 功能可扩展。若在该 系统中增建一个存储某海域的船舶交通量数据库，就可对该水域的安全指标进 行统计分析，对船舶交通危险度等进行评判。 此系统是面向中远用户而设计的，不是基于网络的，信息共享性不强，而 且因为它是在w i n d o w s9 5 环境下开发的，事隔多日，目前操作系统已经更新飞 速，该系统已经不能满足现代海事管理的要求。 2 厦门海事局海事调查管理系统 厦门海事局和航海技术研究所合作开发的海事调查管理系统利用数据库 技术建立海事档案，可以对海事事故的原因进行分析和统计，从而提高安全监 督管理，消除事故隐患。该系统是在n o v e l l 网上运行、用户有自己的注册名、 口令和权限，由系统管理员定期修改设置权限，用户可修改自己的口令，但只 能在其权限内操作。采用f o x p r of o rw i n d o w s 开发，功能模块包括数据录入、 事故分析、数据统计、数据查询和系统维护等。( 1 ) 数据录入模块：该模块的功 能是将船舶资料数据、海事档案信息存入计算机。其中海事档案信息数据中， 海事事故一般会涉及到两条船，甚至三条船，所以在海事档案中的船名、国籍、 船东、部门、受伤人数、死亡失踪人数、经济损失字段各自有三个，分别记录 不同船舶的信息。( 2 ) 事故分析模块：该模块的功能是对事故进行分析，并打印 出相应的报表；对所发生的事故从以下几个方面分析：所属的类型( 碰撞、搁浅、 触礁、触损、浪损、火灾、风灾、其它) ，所属的事故等级( 一般、大、重大) 、 事故性质( 责任、非责任) 、事故情况( 包括时间、地点、载客和载货、概况) 和导致事故发生的原因分析以及处理情况，并将分析结果连同相应的船舶、当 事人、损失金额等数据存入计算机，生成报表。( 3 ) 统计分析模板：该模块的功 能是统计船舶交通事故，并打印相应的报表。按事故的类别和事故的性质统计 事故件数，船舶沉没或全损艘数、总吨、功率、经济损失、受伤人数、死亡和 失踪人数等数据，生成月报、季报、年报报表。( 4 ) 数据查询模块：该模块的功 能是查询海事档案数据，采用通用数据查询实现了任意查询条件的组合，具有 4 上海海事大学硕士学位论文 很强的通用性和实用性。( 5 ) 系统维护模块：该模块的功能是对数据库进行维 护、备份、恢复、设置各用户的口令、权限。 系统主要特点：( 1 ) 用户界面友好，操作简单。对于船舶资料数据，如果己 经录入数据库，系统将调出不会改变的字段值，减少输入。对于部门和事故类 型等字段的录入采用弹出式菜单、下拉式列表及代码供用户选择，在查询数据 时系统设置了o nk e yl a b e lf 2 和o nk e yl a b e lr i g h tm o u s e 两个按键，当用 户按船名查找时，按下f 2 键或鼠标右键，会弹出一个窗口，供用户选择相应的 船舶名称。在屏幕的左下角给出提示信息，以指导用户操作。( 2 ) 数据查询灵 活，速度快。采用通用数据查询，查询条件输入简单，形成直观、组合灵活， 查找速度快。( 3 ) 统计准确。报表输出规范。海事档案数据统计报表格式复杂， 统计量大，系统采取一定的措施满足用户要求，达到统计准确、输出规范，功 能大。船舶交通事故统计报表和海损事故统计报表由于统计的项目不同，或多 或少，在直接利用f o x p r o 的报表生成器时有可能造成报表最后一行和倒数第二 行之间留下空白。系统采用记录分组的方法较好地解决了这一问题，满足了用 户的需求。( 4 ) 图像显示直观。将船舶设备事故示意图扫描录入计算机，并存 入相应的数据库。根据事故地点的经度、纬度可以确定出在电子海图中的位置， 用户在查询该事故的详细资料时可以查看相应的电子海图中事故发生的地点 以及相应的事故示意图，有一个直观的印象。 3 海事调查数据库系统 上海海事大学的夏海波对海事调查信息的体系结构进行分析，建立了海事 调查数据库系统。海事调查的基础工作是收集信息，而且海事信息纷繁复杂， 不同性质的海事所给出的信息也有明显不同，如果仅凭海事调查员的经验来进 行收集，难免会出现遗漏和片面的问题。同时，依靠人工从大量的信息中筛选 出所需的信息，其效率和准确度也难以保障。采用数据库技术来处理海事信息 能避免人为失误，大大提高工作效率。此外，海事原因分析是海事调查工作的 难点，利用数据库技术对海事原因进行分类、统计，将有助于调查员对事故的 判断和认定。该海事调查数据库系统具备的功能如下：( 1 ) 全面、深入地反映海 事信息：( 2 ) 方便地查询满足各种不同需要的海事信息；( 3 ) 输出海事原因报表， 以便于进一步统计分析。 该系统是按照海事调查的程序来运行的。系统启动后，会逐步弹出各个调 查阶段的界面，海事调查员可通过点击界面上的按钮打开相应的窗体，并根据 窗体的要求来进行调查和输入数据。其中显示了与海事相关的各类信息，同时 还可以输出海事原因分析报表，罗列了导致海事发生的各种原因。据此海事调 5 上海海事大学硕士学位论文 查员或有关专家可作进一步的统计分析。 4 基于c s 和b s 混合模式的海事管理信息系统 武汉理工大学开发的海事管理信息系统是基于c s 和b s 两种计算模式， 由基本业务功能、统计管理功能和系统管理功能组成，在c s 模式中，基本业务 功能管理和系统管理部分主要在局域网上运行，但经过系统授权后也可通过 i n t e r n e t 查询相关信息，并通过热键连接方式实现c s 和b s 灵活切换。客户端 采用v b 6 o 进行界面开发。服务器端采用n t 作为操作平台，数据库服务器采用 m s s q l s e r v e r ，并利用o d b c 技术结合s q l 数据库实现数据的实时存储和处理。b s 模式中主要采用了m i c r o s o f t 的a s p 技术来开发基于w e b 的数据库应用，通过 i n t e r n e t 以表单的方式将各种信息准确、自动地发布到海事主页上，以开放的 信息交流方式，及时准确地完成信息系统的数据采集统计，各种信息查询和动 态发布。 该系统的基本业务功能主要包括船舶安全管理、船员管理、通航安全管理、 水上交通事故管理、船舶防污管理等： 船舶安全管理是根据国际公约与及国家有关法律法规，对船舶进行登记， 签发船舶所有权证书、船舶国籍证书，船舶和海上设旖的法定检验授权，检验 机构和验船师资质审定，对船舶的船旗国管理和港口国控制。船员管理主要依 照s t c w 公约和国内有关规章要求，对各类船员包括引航员进行评估、考试和发 证，审核船员教育与培训机构资质，建立健全船员技术档案，为水上交通安全服 务。通航安全管理主要对通航水域、助航标志、水上水下施工作业、水上交通 秩序、水上安全通信、水上安全信息等方面的管理。依据港口发展规划以及船 舶航行、停泊和作业安全需要，划定功能水域，审定各种通航设旆建设的可行性 对影响通航环境及海上交通安全的各类活动实施监督管理。水上交通事故管理 包括组织、协调和指挥水上搜寻救助、水上交通事故调查、水上交通事故原因 分析、事故处理。船舶防污管理包括防止船舶污染水域的监督管理，调查处理 船舶污染事故，组织实施溢油应急计划。 统计管理功能主要对基本业务功能产生的业务信息进行各种条件的统计 查询和分析。海事局用户和所属局用户都可以使用，分别对水域的各种信息进 行统计查询和分析，以及对各种有用信息的动态发布。 系统管理功能主要完成对海事管理子系统的用户权限、信息控制、功能权 限等系统控制机制的设置和管理，主要由系统管理人员使用。 6 上海海事大学硕士学位论文 1 3 3 本文的海事案例库 通过调查和对现行的海事案例信息系统进行比较，作者发现虽然目前国内 有许多海事相关的信息管理系统，而且这些系统在各自领域发挥着巨大的作 用，为保障海事安全工作带来诸多便利，但是这些海事信息系统涉及的层面较 多，应用的领域较广，导致这些海事信息系统对某些具体的信息资料收集十分 有限，信息的共享度也不高。专门针对海事案例进行详细统计和分类处理的海 事信息系统就更加少见了，有些海事部门拥有自己的海事案例管理系统，但也 仅仅局限于自己单位部门内部使用，而没能将海事案例库作为一个公开的信息 共享平台供广大用户使用。此外，由于不同国家体制和利益关系的存在，与及 不同部门之间缺乏合作，这势必导致对海事信息的评判难以形成一个合理的标 准，海事信息的准确性和透明度势必有所降低。 针对上述海事信息系统存在的问题，作者提出使用p h p 编程技术和m y s q l 数据库，开发了一个w e b 海事案例库，将该海事案例库放到i n t e r n e t 上，不同 地区、不同部门的用户可以根据赋予的权限，对海事案例库进行访问、浏览、 案例检索、案例编辑等，既方便相关人员对案例信息的收集和共享，也有利于 案例的统计和分析，形成一个比较合理的统一评判标准，促进海事安全水平的 提高。 本案例库的特点是提供一个网络共享平台，相关人员可以根据各自的权限 对海事案例库进行操作，主要包括以下几个方面：案例检索、案例管理、术语 检索、术语管理等。 1 ) 案例检索本海事案例库不仅具有一般案例库的简单检索和高级检索 的功能，同时具有语义匹配检索的功能。简单检索就是根据用户输入的关键字 进行单项精确或近似检索。高级检索指的是对案例的各个项进行组合查询，此 检索主要为模糊近似检索、支持多个关键词的检索，关键词之间可以通过选择 “或”、“与”进行检索。语义匹配检索是指用户对海事案例库进行检索时，根 据检索需要，输入相关的关键字，服务器将提取用户输入的关键字，将该关键 字作为概念进行处理，输入到事先构建好的海事领域本体结构中，同本体结构 中的所有概念进行语义匹配，逐个计算出该关键字与本体之间的匹配度，然后 将匹配度超过设定值的所有本体输出，供用户进行二次检索，这样可以使得用 户获取更为满意的检索结果，也提高海事案例库的查准率和查全率。 2 ) 术语检索由于海事领域涉及到很多的专业领域的术语，海事案例库设 计时，不仅满足专业人员操作的需要，也可以满足一般人员的要求，所以在海 上海海事大学硕士学位论文 事案例库建立的时候，对一些海事相关的术语进行归类和整理，同时做出相关 解释，方便用户理解和运用。 3 ) 案例管理包括案例添加和案例修改、删除。根据海事案例的统计信息， 案例的添加采用以下的流程：首先添加案例的基本信息，例如海事类型，海事 主要原因，海事发生区域，船舶基本信息，环境概况等，然后根据案例的特征 属性，添加海事详细信息，包括：海事发生的详细过程，海事处理情况，海事 分析总结等相关信息。案例修改和删除功能只由管理员操作，当发现新增添的 案例不符合标准或存在错误，管理员可以进行修改或删除，如果确定准确无误， 符合案例库的要求，可以确定通过案例的审核，并将案例的相关信息保存到数 据库。 4 ) 术语管理用户管理员和授权用户可以根据需要，添加术语，如果发现 案例库中的术语存在缺陷或者错误，可以进行修改和删除，从而保证案例库术 语的完整性和准确性。 5 ) 其他功能 除了以上的基本功能外，案例库还提供了一些辅助功能，例如相关知识介 绍、帮助信息等，同时案例库也设计案例统计和分析的模块，为海事案例库的 进一步完善提供条件。 1 4 本文的篇章结构 本文共分五章，第一章为绪论，第五章为结束语，第二到第四章为本文的 研究内容，具体安排如下： 第一章绪论：阐述本文的研究背景、国内外的研究状况，海事案例库的概 述和本文的结构 第二章海事分析理论研究 第三章本体语义匹配研究 第四章海事案例库设计和实现 第五章结束语：总结本文研究工作，并指出今后的工作方向 上海海事大学硕士学位论文 2 1 海事定义 第二章海事分析理论研究 海事一词，通常情况下泛指一切有关海洋相关的事务，如航海、引航、造 船、验船、修船、航运法规和行政管理、海损事故调查处理、港口建设及运营、 航道疏浚测量与航标设置、海洋开发利用与防污染、船员教育与培训、海洋气 象观测及预报等均可包含在广义的海事概念之内【“l 。 事实上，海事的定义由于涉及到海事审判、船员、海上交通安全、水上安 全监督、统计等相关法律的规定，因而在国际上，不同国家、不同部门的法律 法规中都没有一个统一的严格定义。另外，从各国海事统计的实际情况看，大 多数都从造成实际损害的事故实况来进行统计的，所以一般认为，所谓海事应 该指的是相当于下述各项之一的事实： ( 1 ) 发生船舶碰撞、搁浅、倾覆、沉没、火灾、灭失和失踪的情况； ( 2 ) 船体或主机的重要部分，或者船舶的重要设备或属具出现损坏的情况； ( 3 ) 船舶所载货物流失或被迫抛弃而造成的货损货差的情况； ( 4 ) 与船舶结构、设备或其运用相关而出现船员或旅客伤亡的情况： ( 5 ) 与船舶运用相关导致船舶以外的设施发生损害的情况； ( 6 ) 伴随船舶和船舶以外设施受损而出现的继发性损害，如环境污染与毒 害等。 因此，对海事进行定义时必须要立足所研究的范围和目的，本文开发的 w e b 海事案例库的目的是从安全管理的角度来进行，研究海事发生的规律，挖 掘海事的主要致因，从而找到防止类似海事再次发生的措施，所以涉及的海事 主要包括航行、停泊和修理期间所发生的造成生命、物质或环境损害的事故， 或有形成紧迫危险或构成潜伏性危害的不安全事件。 2 2 海事分类 1 海事分类的意义 海事的后果，不但可能造成船毁人亡而形成巨大的直接经济损失，而且还 会殃及生态平衡，形成严重的环境污染与毒害。作为海事信息系统的一个重要 上海海事大学硕士学位论文 组成部分，海事案例库的建立，目的就是为了对以往发生的海事案例进行分类 统计，根据不同时空领域发生海事的统计结果，准确掌握海事发生的概况及趋 势，继而深入研究海事的成因及发展规律，及时制定出预防措施，真正落实“安 全第一，预防为主”的基本方针，实现船舶安全运输。因此，设计海事案例库 时，需要科学严密地进行海事分类。 2 海事分类的基本要求 海事分类有其自身明确的服务目标，因而不能带有任何随意性。总的来说， 海事分类应满足如下基本要求。 ( 1 ) 海事分类应有明确的目的性 海事分类是研究和分析海事的一种基本手段，其最终目的是防止海事的发 生，直接目的则在于方便而准确地对海事作有效的统计。 海事统计的直接目的具有多样性的特点，致使对同样数量海事做出的统计 方式和种类也会有很大的不同，例如目的在于反映海事致因的统计，目的在于 反映海事直接经济损失的统计，目的在于反映企业安全管理工作水平评估的统 计，目的在于揭示某一船种、不同船龄的船舶、不同海区和特殊自然条件下( 如 台风中) 海事发生的统计等。统计的直接目的不同，海事分类自然会有不同的 着眼点和具体要求，也就是说，会有不同的海事分类方法。但是，海事统计直 接目的的多样性与海事统计最终目的的一致性并无根本冲突，却常常是一致 的。这就为海事分类提供了一个国际间可以共同接受的基础。例如，普遍认为 碰撞、搁浅、火灾等就是可以作为不同品质的三类海事来加以划分的，至于在 碰撞中是否需要再分为船舶碰撞和船他碰撞( 即触损) ，在搁浅中是否再分为搁 浅与触礁，火灾海事中是否要细分为火灾与爆炸，甚至于再细分为机舱火灾、 住舱火灾以及货舱火灾等，那就是根据各国的情况，特别是其分类的直接目的 与习惯作法予以确定。 ( 2 ) 海事分类应反映深刻的科学性 各类海事具有一个共同的性质，就是它们均属海损事故。为防止海事的发 生，人们必须寻求对策以降低或最终防止其造成的损失，这是海事分类的共性 问题。但是被分类的各类海事必须具有其各自不同、因而可据以分类的独特的 个性或特性的矛盾，以及解决各该矛盾的独特方法，这反映了各类海事作为海 事的特殊性质。 以碰撞海事而论，不论是船舶碰撞或船他碰撞，皆因船舶在自身动力或外 力作用下具有一定运动速度和方向，与碰撞过度接近未予合理避让而发生的损 1 0 上海海事大学硕士学位论文 害事故，其解决方法则主要是按规则和船舶操纵性能正确实施避让。搁浅类海 事，则在船舶航迹线上可用水深低于船舶实际吃水，致使船体的一部分与海底 触碰而发生的损害事故，其解决方法是正确设计航线，并保证船舶驶于该航线 上。火灾是易燃物，助燃剂和火源三种因素在船上促成的损害事故，解决方法 则是阻断上述三要素的相互结合。倾覆类海事多发于船舶稳性不足，解决的方 法是在造船、装卸货和操纵中合理地解决船舶的稳性要求。浸水类海事，多因 船舶水密不良，抗沉性较差，排水系统功能不足或启用不及时而造成损害事故， 解决方法则是在造船和用船中确保船舶浮性、抗沉性及浸水时的稳性。对于某 些船龄较老的船舶，还必须随时注意并解决好船体强度问题。主机故障和轴系 事故，以往被列入机损而并不列入海事之中。实际上从导致船舶停机，或在海 上导致船舶横浪甚而浸水，倾覆并最终造成船舶沉没来看，这也应该列入专门 一类海事中，予以分类和统计。解决方法则应着重于主机和轴系的检查，养护 与维修，并必须有足够的备品备件予以确实的保障。 ( 3 ) 海事分类应体现严密的系统性 海事致因的多重性与复杂性，使海事分类面临许多实际困难。我们面临的 是一个时间、空间、自然因素、船舶因素、航道因素、交通因素乃至船员因素 等构成的多维空间系统。从海事分类严密性的一般意义而言可从两个方面来考 虑。一是要求所分各类海事的总和应能全部覆盖发生过的所有海事，二是要求 各海事分类应有明确的界限，而且详细适度易于操作，以便真正做到所提出的 海事分类方法有助于找出各类海事的不同致因因素，有助于掌握发生各类海事 的主要趋势，有助于确定对付各类海事的应急措施，更有助于从系统工作角度 提出较全面的治本对策。 有些海事的发生尽管由多种原因而产生，究竟将其归入何类海事较为妥 当，则应在全面分析海事致因基础上，找出其初始原因和主要原因来确定其所 属海事种类。 3 有关我国海事分类标准 国内外海事统计报告规定采用的海事分类方法基本上是按照海事致因来 分类的，本文海事案例库采用的分类标准是我国水上交通事故统计办法 ( 2 0 0 2 ) 【1 6 ，按照海事致因将水上交通事故分成如下九类： 碰撞：指两艘以上船舶之间发生碰撞而造成损害的事故。碰撞事故可能造 成人员伤亡，船舶受损，船舶沉没等后果； 搁浅：指船舶搁置在浅滩上，造成停航或损害的事故； 上海海事大学硕士学位论文 触礁：指船舶触碰或搁置在礁石上，造成损害的事故： 触损：指船舶触碰岸壁、码头、航标、桥墩、浮动设旅、钻井平台等水下 建筑物或者沉船、沉物、木桩、鱼栅等水下障碍物而致损的事故； 浪损：指船舶因其他船舶兴波冲击造成的损害的事故； 风灾：指船舶遭受强风暴袭击而致损的事故； 火灾、爆炸：指船舶因自然或人为因素致使船舶失火或爆炸造成损害的事 故： 自沉：指船舶因超载、积载或装载不当、操作不当、船体漏水等原因或者 不明原因造成船舶沉没、倾覆、全损的事故，但其他事故造成的船舶沉没不属 于“自沉事故”。 其他：除以上事故种类之外，其他引起人员伤亡、直接经济损失的水上交 通事故。 2 3 海事分级 对海事案例库中的案例进行归类统计时，一项重要工作就是对海事进行等 级划分。海事分级是评价事故后果严重程度的最主要方式之一。船舶发生海事， 所造成的损害和社会影响大不相同。小的事故可能只造成少量的直接经济损 失，大的海事则可能造成大量的人命伤亡和惨重的经济损失，甚至对人类的生 态环境和社会生活带来巨大危害。因此，在调查处理和研究海事时，需要按照 海事的大小进行分级。海事分级涉及两个问题，一是级别的确定；二是级别的 划分标准。 1 海事的级别 各国对海事级别的划分大同小异，一般按事故后果的严重程度进行划分， 按照i m o 的规定将海事划分为“特别重大事故”、“重大事故”、“大事故”和“海 事事件”4 级，各级海事事故定义如下。 ( 1 ) 特别重大事故：指船舶发生事故，致使船舶全损、船舶人员死亡或严重 污染的船舶事故。 ( 2 ) 重大事故：指船舶发生事故，性质不如特别重大事故严重，包括火灾、 爆炸、碰撞、搁浅、触碰、自然天气灾害、冰损、船体断裂或怀疑船体缺陷等 造成：主机失灵或严重的结构损坏( 例如水下船体破裂) ，使船舶不能航行的事 故；或者造成污染( 不论污染数量的多少) 和或必须由拖船或岸上协助的船舶 故障。 上海海事大学硕士学位论文 ( 3 ) 大事故：指船舶发生海事，但性质不如特别重大事故或重大事故严重， 进行事故报告的目的为了记录有关海事的相关信息，包括一般事故。 ( 4 ) 海事事件：指由船舶操作引起的，或与船舶操作相关的事件并且这类 事件已使船舶或任何人员受到威胁、或可能造成对船舶结构或环境的严重损 害。进行事故报告的目的为了记录有关海事的相关信息。 2 海事的分级标准 本文开发海事案例库时采用的海事等级划分标准是我国水上交通事故统 计办法 1 6 】。该统计办法根据事故船舶的等级或主机功率、死亡人数和造成 的直接经济损失，确定船舶交通事故为：小事故、一般事故、大事故、重大事 故四个等级具体标准，见下表： ；簿缓标准级别重大事故失事敞j般事故小事教 不论吨位大小死亡3 人以上死亡1 2 人人员有重伤没有达到 3 0 0 0 总吨以上或直接经济损失直接经济损失直接经济损一般事故 主机功率3 0 0 0 千5 0 0 万以上3 0 0 一5 0 0 万之失在5 0 一等级以上 瓦以上的船舶 间3 0 0 万之间 5 0 0 总吨以上直接经济损失直接经济损失直接经济损 3 0 0 0 总吨以下或3 0 0 万以上5 0 3 0 0 万之失在2 0 一5 0 主机功率1 5 0 0 千 间万之间 瓦以上，3 0 0 0 千 瓦以下的船舶 5 0 0 总吨以下或直接经济损失直接经济损失直接经济损 主机功率1 5 0 0 千5 0 万以上2 0 一5 0 万之间失在1 0 一2 0 瓦以下的船舶万之间 注：a 凡符合表内标准之一的即达到相应的事故等级。 b 本表中“以上”含本数或本级，“以下”不含本数或本级 1 3 上海海事大学硕士学位论文 2 4 海事统计 1 海事统计的重要意义 作为海事案例库的主要内容之一，海事统计是船舶运输安全管理和水上安 全监督的技术基础。我国交通部关于修订船舶海损事故统计、报告规定的 通知中也明确指出：“各级交通( 航运) 部门，航运企业和航政、港航监督机关 的领导必须充分认识到，海事统计是制定安全方针政策，了解船舶安全生产、 科学管理、检查、监督船舶安全生产情况的主要依据”【1 7 】。 海事统计是安全管理工作的重要环节，是反映一个国家及其政府实施水上 交通运输安全管理工作水平高低的重要标志，也是该国水运管理是否现代化