（交通运输工程专业论文）宁波港搜救系统的研究——海上搜救需求分析和供给评价的研究.pdf

要宁波港的迅速崛起，使港口船舶通航密度急剧增加，港口锚地、航道拥挤现象十分明显，从而增加了船舶航行和作业的安全隐患。海上交通事故和海上遇险情况的频发，需要及时的海上应急救援。因此，宁波港建立有效的海上搜救系统十分必要和迫切。建立有效的海上搜救系统是一个系统工程，而海上搜救系统中港口的事故分析和针对事故发生量和特点对搜救资源进行综合开发利用，即海上搜救需求分析和供给评价的研究，是研究海上搜救系统的核心。海事的存在和规模是决定港口搜救资源配置的依据，即海上搜救需求是决定海上搜救供给的前提。本文通过对宁波港船舶吞吐量、船舶交通量、船舶交通流量等海上交通实况调查，从宁波港海上搜救需求入手，分析了宁波港海上交通事故的特点，说明海事对个体而言，虽是不可预测的偶然事件，但对一个港口整体而言，与海上交通密集程度有一定相关性，并在时间和空间上呈一定的规律性。本文通过统计资料对港口海事用多种方法进行了预测，其中，灰色预测方法是一种较适合宁波港实际情况而又准确、可靠的海事预测分析方法，并得出宁波港未来几年搜救需求将按一定规律明显增加的结论。基于宁波港搜救需求的存在、特点和发展趋势，通过对宁波港搜救供给现状的调查和分析，对港口搜救供给资源进行了全面评价，本文认为：宁波港的搜救供给现维持在初级水平，对于小事故，近距离的搜救是基本有效的。但在较恶劣天气情况下，远距离搜救供给明显不足，并且随着港口的发展和邻近港口舟山港的迅速崛起，现有搜救资源明显不足的矛盾将进一步加剧。因此，专业搜救力量的加入和对现有搜救力量进行合理补充和整合十分必要。如何最大限度地利用好现有的搜救资源，需要对搜救供给作进一步的评价研究。文章对宁波港搜救船舶选优问题进行了重点探讨，以人命搜救为例，结合宁波港可调用的搜救力量，根据现代决策理论和模糊数学方法，在国内首次尝试将以下三种多目标选优方法应用于搜救船舶的选优：( 1 ) 利用多属性决策加权和法进行评判；( 2 ) 根据汉明距离结合各指标的满意度曲线和重要度综合评判；( 3 ) 用模糊相似优先比方法评判。针对海上搜救的特点，对上述三种评判方法提出了若干改进措施，使方法更科学、合理，为实现准确、快速、高效的海上搜救提供了决策依据关键词：搜救，需求和供给，事故预测，评价，选优a b s t r a c tw n ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to fn i n g b op o r t t h et r a f f i cd e n s i t yi nt h ep o r ti sr a p i d l yi n c r e a s i n ga n dt h ea n c h o r a g e sa n df a i r w a y sh a v eb e c o m ev e r yc o n g e s t e d ，w h i c hc o n s t i t u t e st h eh i d d e np e r i lo fa c c i d e n t sf o rs h i p s n a v i g a t i o na n do p e r a t i o n s t i m e l ye m e r g e n c yr e s c u es h o u l db ep r o v i d e df o rm a r m m et r a f f i ca c c i d e n t sa n dd i s t r e s s e s s oi ti sn e c e s s a r ya n du r g e n tt oe s t a b h s he f f e c b v em a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u e ( s a r ) s y s t e m s ，t h es t u d yo fw h i c hf o c u s e so nt h ep o r ta c c i d e n ta n a l y s i sa n dt h ec o m p r e h e n s i v er e s o u r c e s ，i e t h es u p p l ya n dd e m a n de v a l u a t i o no fm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u e a c c i d e n t so nt h es e aa n dt h e i rs c a l e sp r o v i d eb a s i sf o rt h er e s o u r c e sa l l o c a t i o no ft h es e a r c ha n dr e s c u ei np o r t s ，t h a ti st os a y , t h ed e m a n do fm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u ei sap r e r e q u i s i t et ot h es u p p l yo fm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u e t h ep a p e rf i r s ta n a l y s e st h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h em a r i t i m et r a f f i ca c c i d e n t si nn i n g b op o r ta c c o r d i n gt ot h ef a c tf i n d i n g so ft h es h i ph a n d l i n gc a p a c i t y , t r a f f i cv o l u m eo ra m o u n ta n df l o w , a n dt h ed e m a n do fm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u ei nt h ep o r t s o m e t i m e so n ea c c i d e n to nt h es e ac a nn o tb ef o r e c a s t b u tf o rt h ep o r ta saw h o l e ，t h ea c c i d e n ti sr e l e v a n tt ot h ed e n s i t yo nt h es e ai nac e r t a i ns e n s ea n dh a sr e g u l a r i t yi nt i m ea n ds p a c e t h e r e f o r e ，m a r i t i m ea c c i d e n t si np o r t sc a nb ef o r e c a s tt h r o u g hs t a t i s t i c sd a t a g r a yf o r e c a s tm e t h o d ，w h i c hi ss u i t a b l ef o rt h er e a l i t yo fn i n g b op o r t ，i sa na c c u r a t ea n dr e l i a b l em e t h o df o rt h ef o r e c a s ta n da n a l y s i so fm a r i t i m ea c c i d e n t s s oac o n c l u s i o nc a nb ed r a w nt h a tt h ed e m a n do fm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u ew i l lb em a r k e d l ya n dr e g u l a r l yi n c r e a s i n gi nt h ey e a r st oc o m e t h ep a p e ra l s oa n a l y s e st h es u p p l ys t a t u sq u oo ft h ep o r ts a rs u p p l y ,e v a l u a t e st h ep o r ts a rr e s o u r c e so nt h e b a s i so ft h es a rd e m a n d c h a r a c t e r i s t i c sa n dd e v e l o p m e n tt r e n d ，a n dd r a w st h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ：t h ep o r ts a rs u p p l yn o wm a i n t a i n sap r i m a r yl e v e la n dc a np r o v i d ee f f e c t i v es a ra ts h o r tr a n g ef o rm i n o ra c c i d e n t s ，b u ti nb a dw e a t h e r , t h es a rs u p p l ya tl o n gr a n g ei so b v i o u s l yi n a d e q u a t e ；m e a n w h i l e w i t ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to ft h ep o r ta n di t sn e i g h b o u d n gp o r tz h o u s h a n ，t h ec o n t r a d i c t i o ni ss h a r p e n i n gt h a tt h ep r e s e n ts a rr e s o u r c e sa r ei n a d e q u a t ei nt h ep o r t ；s oi ti sn e c e s s a r yt oa t t r a c tp r o f e s s i o n a ls a rf o r c e sa n dr e c r u i ta n di n t e g r a t et h ep r e s e n ts a rf o r c e si nt h ep o r t f u r t h e r m o r e ，t h ep a p e rm a k e sas t u d yo fh o wt om a k et h eb e s tu s eo ft h ep r e s e n ts a rr e s o u r c e sa n dd i s c u s s e st h es a rs h i p so p t i m u ms e e k i n gi nn i n g b op o r ta c c o r d i n gt ot h es a rf o r c e sd i s t r i b u t i o na v a i l a b l ei nt h ep o r t ，t a k i n gh u m a nl i f es a ra sa ne x a m p l e t h ef o l l o w i n ga r et h r e em u l t i p l et a r g e to p t i m u ms e e k i n gm e t h o d st oc h o o s es a rs h i p s ：( 1 ) m u l t i p l ea t t r i b u t i v ed e c i s i o nw e i g h ts u mm e t h o d ；( 2 ) h a m m i n gd i s t a n c ei nc o m b t n a t l o nw i t hs a t i s f a c t t o nc u r v ea n di m p o r t a n c eo fa l li n d e x e s ；a n d ( 3 ) f u z z yl i k e l i h o o dp r i o r i t yr a t i om e t h o d f i n a l l y ,t h ep a p e rg i v e sad e c i s i o nb a s i sf o ra c c u r a t e ，q u i c ka n de f f i c i e n tm a r i t i m es e a r c ha n dr e s c u ei na c c o r d a n c ew i t hm o d e r nd e c i s i o nt h e o r ya n dt h et h r e ef u z z ym a t h sj u d g m e n tm e t h o d su s e di nt h eo p t i m u ms e e k i n go fs a rs h i p s k e y w o r d s ：s e a r c ha n dr e s c u e s u p p l ya n dd e m a n d ，a c c i d e n tc a l c u l a t i o n ，e v a l u a t i o n ，o p t i m u ms e e k i n gj i a n g h u az h o u ( m t e )d i r e c t e db y p r o f e s s o rw a n q x i a oa n da d v a n c e de n g i n e e rz h a n g i u n h a o论文独创性声明本沦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r 特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发反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沦文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名：i 垂l 皇堡日期：兰! ! 生： 生论文使用授权声明本人同意七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，允许论文彼查阅和借阅；学校可以上网公布论文的c 部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：l 茎i 兰兰导师签名墼期：兰! 兰：! !上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究刖置宁波港地处太平洋的西海岸，位于我国东部沿海，毗邻长江口和杭州湾，是中国大陆著名的深水良港。主要由宁波、镇海、北仑、大榭、穿山五大港区组成，集内河港、河e l 港、与海港为一体，能装卸铁矿、煤炭、原油、集装箱、液体化工产品等1 7 大类近百个品种的综合性国际大港。货物吞吐量已连续几年位于中国大陆港口第二位，2 0 0 3 年达1 8 5 0 0 多万吨。液体化工产品吞吐量已连续几年居全国大陆港口首位，成为我国最大的液体化工产品中转基地。得天独厚的自然条件，使其迅猛发展的同时，船舶通航密度大大提高，增加了船舶航行的安全隐患。据统计，2 0 0 2年浙江海区共发生事故2 0 0 多件，死亡、失踪7 5 人，沉船8 5 艘，直接经济损失7 6 8 8万元事故件数和直接经济损失分别占全国的2 3 8 和4 7 6 ，均列全国首位。而宁波港作为浙江的龙头港口，事故件数和直接经济损失占浙江省的近一半( 4 6 4 ) 。海上交通事故的高发生率，迫使人们关注交通安全的研究，因此，研究建立一个与当地经济和港口发展相适应的有效的海上搜救系统，意义重大。它可以通过对现有搜救资源的有效整合，建立合适的海事监测系统模式，制订科学的应急反应程序，确立救援流程等手段，协调和规范海上应急行动，对海难事故作出准确、快速、机动和集成的反应。改变当前发生海事后，反应能力差，救助行动缓慢，造成大量财产损失和人员伤亡，并对海上环境造成严重污染等状况，对提升政府形象和港口竞争力，具有积极的作用。海上搜救系统相关问题的研究是世界上先进港口当局关注的热点问题，也一直是研究海上安全和搜救的专家、学者研究探索的一个重要课题“”“”。我国依据国函 1 9 8 9 5 0 号文，成立了中国海上搜救中心，并要求在近几年成立国家、省、市三级搜救组织机构。各搜救组织机构对海上应急事件需建立应急反应预案，已成共识，召集众多专家编制了或正在编制相应的“应急事件反应预案”，以应对海上可能出现的应急事件，及时组织、协调各类搜救力量，采取针对性措施，高效、有序地组织应急反应行动，最大限度减少人员伤亡、财产损失和环境损害。但由于各个港口实际情况的差异，如资源( 设备、人员等) 配置的不同，地理位置、规模各不相同，管理体系的差异等，很难制定相关问题的统一标准。因此，海上搜救许多深层次的问题还需要不断研究。其中，海上搜救系统中港口的事故分析和针对事故发生量和特点对搜救资源进行综合开发利用，即海上搜救需求分析和供给评价的研究，是研究海上搜救系统的核心，也是本文研究的重点。总结海事发生的规律，从而分析海上搜救的需要，进而分析海上搜救力量的供上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究给和配置，应该说是研究港口搜救系统建立的正确途径。但对上述问题的决策和研究，现国内外多采用定性的方法。我国对海上事故的定量分析更少，这可能与我国事故统计资料属于国家机密，不能公开报道具体的统计结果有关。定性方法存在快速、直观优点的同时，也存在模糊、资源利用不足或浪费的缺点。如能采取定性结合定量的方法，甚至采取搜救处理的模拟技术，将会使搜救工作更加快速、高效。海上事故的分析和预测，是港口建立搜救系统的前提。也只有针对港口具体情况，总结影响事故的因素和揭示海事发生的规律，才能采取行之有效的措施避免发生海事。这和建立港口搜救系统“以防为主”的主题是吻合的。根据事故发生的现状，分析宁波港海上救助的需求，从需求和海上救助力量的总体供给着手，分柝评价宁波港搜救现状，从而采取适当而有效的搜救行动。本文试图通过对宁波港海上交通实况和搜救资源现状的调查，运用灰色预测、现代决策理论，模糊数学等方法，对宁波港海上搜救的需求和供给进行定性、定量的描述，并对如何最大限度地利用好现有的搜救资源，对搜救供给作进一步的评价研究。本论文课题来源为浙江省教育厅科研项目“浙江沿海海上应急反应系统的研究”( 主持) 。2上海海事大学交通运输工程硕士论文簿上搜救需求分析和供给评价的研究1 1 港口概况第一章宁波港海上交通实况宁波港由北仑港区、镇海港区、宁波港区、大榭港区、穿山港区组成，是一个集内河港、河口港和海港于一体的多功能、综合性的现代化深水大港。现有生产性泊位1 9 8 座，其中万吨级以上深水泊位3 7 座。最大的有2 5 万吨级原油码头，2 0 万吨级( 可兼靠3 0 万吨船) 的卸矿码头，第六代国际集装箱专用泊位以及5 万吨级液体化工专用泊位；已与世界上9 0 多个国家和地区的5 6 0 多个港口通航。宁波港主要经营进口铁矿砂、内外贸集装箱、原油成品油、液体化工产品、煤炭以及其他散杂货装卸、储存、中转业务，是个综合性的大港。见附录一。1 2 港口货物吞吐量宁波港地处我国大陆海岸线中部，南北和长江t ”型结构的交汇点上，地理位置适中，是中国大陆著名的深水良港。得天独厚的自然条件，使其迅猛发展。宁波港1 9 4 9 年货物吞吐量仅4 万吨，到改革开放前的1 9 7 8 年，货物吞吐量刚刚超过2 0 0万吨，到2 0 0 3 年货物吞吐量达1 8 5 3 0 万吨，居全国大陆港口第二位。现有集装箱班轮航线9 6 条，月航班4 6 0 班。其中1 9 9 0 年集装箱吞吐量仅为2 2 万t e u ，到2 0 0 0年达到9 0 2 万t e u ，2 0 0 1 达到1 2 1 3 万t e u ，2 0 0 2 年达到1 8 5 9 万t e u ，而到2 0 0 3年猛增至2 7 7 2 万t e u 。宁波港历年货物吞吐量如下表；表1 1 港口吞吐量1 3 船舶交通量上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究宁波港船舶签证数逐年上升，船舶吨级发展趋势大型船舶的数量也逐年上升。2 0 0 1 年，进出宁波港万吨级船舶5 9 5 5 艘次，其中5 万吨级以上船舶9 6 0 艘次，2 0 0 3年分别达到9 6 0 5 艘次和1 8 1 1 艘次，宁波港作为深水大港的效应越来越明显。表1 2 进出船舶签证数年度9 69 79 89 90 00 10 20 3船舶数1 8 2 4 41 9 1 9 42 3 9 8 83 3 8 9 74 6 5 8 74 9 8 0 06 9 5 4 18 0 3 3 1( 艘)( 1 4 4 4 3 9 )( 2 4 8 1 2 6 )( 3 5 7 5 8 1 )汪：0 1 、0 2 、0 3 年拓号内数据系宁破每事局辖区扩大后总船舶签证数表1 3 宁波港分吨级进出港船舶分布单位：艘注：0 1 年以前吨级标准与0 1 后标准不同，故0 1 年前分吨级数据略。1 4 船舶交通流量虾峙门航道是船舶进出宁波港的最主要深水航道，根据2 0 0 3 年3 月1 日至2 0 0 3年5 月3 1 日，对通过虾峙门航道船舶流量进行统计，目前通过虾峙门航道进出港口的船舶流量虽不算太大，但3 0 0 0 g t 以下的船舶占到总数的7 0 左右，虾峙门航道内船舶交会次数不断增多，短时间拥挤现象频繁出现，事故隐患明显。表i 4 虾峙门航道船舶流量注；有义流量指调查期中选择最大的3 0 天流量进行平均的值“4上海j 每事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究第二童宁波港海上搜救需求现状分析海事的存在和规模是决定港口搜救资源配置的依据，海上搜救需求分析，主要是对海上事故的分析和预钡0 ，它是港口建立搜救系统的前提。通过对海事的分析和预测，可以描述港口的当前安全状况；可以判断和确定水上交通安全问题的范围：可以作为各地区及各类船舶交通事故趋势比较的依据。1 。也只有针对港口具体情况，总结影响事故的因素和揭示海事发生的规律，才能采取行之有效的措施避免发生海事。从分析海难发生的频次，从而分析海上搜救的需要，进而分析海上搜救力量的供给和配置，应该说是研究港口搜救系统建立的正确途径，但国内外这方面的进展不多，尤其国内定量分析海上事故更少，究其原因是海难发生是一个随机事件，影响因素复杂，较难找出规律性另外也可能与我国事故统计资料属于国家机密，不能公开报道具体的统计结果有关。2 1 事故概况2 0 0 3 年宁波港辖区发生各类水上交通事故11 8 起，死亡失踪2 1 人，沉船2 3 艘直接经济损失3 3 3 7 万元。辖区内事故各项指标对比见表2 1 、表2 2 。表2 10 2 与0 3 年辖区内事故各项指标对比表2 2 事故统计表上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜教需求分析和供给评价的研究注：换算事故件数= 6 重大事故+ 4 大事故+ l 一般事故1 2 j2 2 事故特点1 ) 碰撞事故和触碰事故比例高：0 3 年辖区共发生碰撞事故6 4 起，触碰事故2 7 起，分别占全年事故总数的5 4 和3 2 $ 。2 ) 运砂船事故多发：0 3 年共发生涉及运砂船的事故4 0 起，占事故总数的三分之一，而且运砂船事故中重大事故率高，全年共有9 起重大事故涉及运砂船。3 ) 涉外事故有上升趋势：辖区全年共发生涉及外轮事故1 1 起( 去年为4 起) ，占事故总数的9 9 6 ，多数涉外事故发生在金塘、七里锚地水域。4 ) 小事故多，但造成的直接经济损失相对较轻：0 3 年共发8 2 起小事故，占全年事故总数的6 9 ，造成直接经济损失约3 9 4 万元，仅占全年事故直接经济损失的l l 8 。6 ) 等级以上非运输船舶事故比例虽小，但危害极大：0 3 年共发生等级以上事故3 6 起，造成沉船2 1 艘，死亡2 1 人，其中非运输船舶事故4 5 起，占总数的1 2 5 ，造成死亡失踪1 0 人，占总数4 8 ，沉船5 艘，占总数2 4 。2 3 辖区事故多发水域1 ) 金塘七里水域( 包括甬江口) ：0 3 年金塘七里水域( 包括甬江口) 共发生各类事故2 1 起，占事故总数的1 8 ，比较去年金塘、七里水域的6 起事故，增长了2 5 0 ，呈大幅上升趋势其中金塘、七里两个锚地水域发生了1 5 起事故，甬江口36上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究起，事故类型以碰撞为主2 ) 甬江水域：0 3 年甬江水域共发生各类事故2 8 起( 去年2 2 起) ，占事故总数的2 4 。甬江水域水道较长，多为5 0 0 吨以下船舶事故，事故类型以碰撞、触损、搁浅为主。3 ) 峙头水域：大榭辖区全年水域发生海上交通事故1 3 起( 去年为9 起) ，其中上半年为2 起，下半年1 1 起，事故上升趋势明显。锚地事故频发，说明港内锚地存在拥挤( 超饱和) 现象，宁波港“大港口、小锚地”矛盾急待解决：各航道事故多发，说明航道拥挤，通航压力较大。随着邻近舟山港的迅速崛起，舟山南部诸岛岸线开发的不断深入，锚地、航道拥挤现象将进一步加剧。而船舶碰撞、失控、触礁事故的发生，将使锚地、航道正常使用能力受到严重影响，因此，及时的海上应急救援十分必要。2 4 事故与交通密集程度的关系海事的发生是随机事件，但在某一区域的一定时期内，海事的发生并不是毫无规律可言。海事是伴随着海上生产活动而产生的，因此，可以推断某海区的海上交通越密集，发生海事的概率就越大，见图2 - i 。海上交通密集程度主要取决于一定时期内船舶进出港口的次数和一定时期内航经该海区的船舶艘次数“1 其中港口吞吐量是船舶进出港口次数的重要指标，根据吞吐量基本可以确定该海区船舶的密集程度。海上交通 进出港1 3 船舶1密集程度l ii 坶争i1 人刀因系i。i 自然条件。l 航经海区船舶i图2 - i据表i 1 港口吞吐量原始数据，利用数学方法进行回归，设彳为港口吞吐量( 单位万吨) ，y 为海上事故数( 单位件) ，f 曲线拟合度，具体结果如下：1 ) 倒数曲线回归y = 1 4 5 4 9 5 一8 1 9 了6 9 6 一8 6卸0 1 9 l( 2 1 )7上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究2 ) 线性回归y ：- 6 9 5 5 + 0 0 0 6 7 xf - - - o 0 3 5 8( 2 2 )3 ) 对数回归y = - 6 3 7 1 2 6 + 7 5 8 5 1 i n ( x )f = o 0 2 5 5( 2 3 )4 ) 指数回归y = 1 6 1 6 9 e o ”2 。f - - o 0 6 7 1( 2 4 )5 ) 乘幂方式v ：0 0 0 0 1 4 7 x ”f = o 0 5 0 2( 25 )经过回归结果比较分析表明，倒数曲线回归模型、线性回归模型和对数回归模型相对较好地反映出对原始数据的回归特性，但指数回归模型和乘幂方式模型与原始数据的拟合度相对较差。上述分析说明，海事次数与港口吞吐量有一定相关性，可以利用港口吞吐量大致预测港口海上事故数量，也可以利用港口吞吐量大致分析港口航道的船舶密集程度见附录二。但统计结果同时也显示，虽然海事次数与港1 5 1 吞吐量有一定相关性，但相关性并不十分强，不能作为较精确的预测方法。其原因如图2 1 所示，海事的发生不仅与海上交通密集程度有关，还与其它因素有一定关联啪1 ，况且港口吞吐量也只是影响海上交通密集程度的一个重要因素。另外，随着邻近港口舟山港的迅速崛起，舟山港吞吐量剧增，靠离舟山南部诸岛岸线港1 ：3 船舶使用宁波港锚地、航道频率日益增加，其产生的货物吞吐量不容忽视。这在某种程度上影响了上述仅用宁波港吞吐量作为原始数据回归分析海事次数的精度。基于宁波港水上交通事故的特点、发生水域及增幅等方面情况的分析，结合宁波港的地位和发展速度，我们认为有必要对事故发生情况进行预测研究。0上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究第三章宁波港海上搜救需求分析预测海上交通事故的商发生率，迫使人们关注交通安全的研究，其中对事故的分析和预测尤其受到人们的重视。通过对船舶交通事故的动态分析，确定事故发展趋势并预测未来事故的发生，从而确定搜救资源的配置和整合。同时，也只有基于对事故的正确预测，才能整合和利用有限的救助资源，针对性采取救助行动，将财产和人命损失降低到最小程度。3 1 交通事故灰色预测模型海上事故的发生具有灰色特征嘲，因此可以用灰色理论进行事故分析，该方法准确、易于操作，而且更有助于将事故分析的方法向信息管理系统转化伽( 1 1 )模型是最常用的一种灰色预测模型嘲，它是由一个只包含单变量的一阶微分方程构成的模型。该模型认为某一地区某一时间区间内的交通事故指标值是在定范围内变化且是与时间坐标有关的灰色量，对灰色量采用累加生成的方式处理。将交通事故原始数据的随机性加以弱化，整理成较有规律的生成数列，在此基础上建立g m( 1 1 ) 模型，计算出预测生成数列，经还原处理整理后得到实际的预测值。我们采用交通事故的四项指标，即事故次数a ，死亡失踪人数d ，沉船艘数w ，直接经济损失l 这四项指标来评定交通安全程度。3 1 1g m ( 1 1 ) 模型以水上交通事故次数a 为例，说明灰色建模机理及方法，其它三项指标死亡失踪人数d ，沉船艘数w ，直接经济损失l 的建模过程完全相同。1 ) 数据处理设彳( o ) 为宁波港对应时间t 序列的交通事故次数a 的原始数据序列，则有：a o = c a o ( r ) k = 1 , 2 ，1 ) = ( 彳 o ( 1 ) ，彳( ( 2 ) 4 ( o ( ，1 ) )( 3 1 )经累加后可得生成数列为：a 1 ) = ( 4 ( 1 ( f ) k = k 2 以) ；( 彳( 1 ( 1 ) ，爿( ( 2 ) j 4 ( 1 ( 以) )( 3 2 )式中：爿1 o ) p = 4 ( f )( 3 3 )9上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究2 ) 建模由生成数列( 3 2 ) 可建立交通事故次数a 的灰色微分方程：以。乡彳+ 鲥。k ) ：“a ，u 为待定参数。( 3 4 )式( 3 3 ) 彳o ( r ) ：圭彳( o o ) ：4 ( o ( 1 ) + 4 ( o ( 2 ) + + 彳( o o )s = l解方程( 3 4 ) ：彩+ 鲥( 1 ) ( f ) ：“解的形式如下：五( 1 ) ( f + t ，= 4 ( 0 ) c ，一詈 e q + 詈参数a ，u 的计算，设有参数肼为m = 【口，”j r按最小二乘法求解m 可得m = 仁7 口) - b 式中b =一圭( 1 ) “1 ) ( 2 ) ) l一丢c 4 ( i ) ( 2 ) 刊1 ) ( 3 ) ) l一兰( 川) + 以功) lr = k ( 。( 2 ) ，彳( 0 ( 3 ) ，彳d o ) 】r( 3 5 )( 3 6 )( 3 7 )( 3 8 )( 3 9 )由原始数列( 3 1 ) 经( 3 3 ) 式计算可得生成数列( 3 2 ) ，再由( 3 8 ) ( 3 9 )( 3 7 ) 三式计算可得参数m ，代入( 3 5 ) 式即得交通事故次数灰色预测模型并求碍预测数列的生成数列。3 ) 还原处理求出的预测数列的生成数列，必须经过累加生成逆运算，即累减生成运算，才毙还原为所求的预测数列。由( 3 3 ) 式可得：4 0 ( f ) = 窆4 ( o ( o = t - 1 4 ( o ( f ) + 4 ( o o ) = x 0 ) q 1 ) + 彳( 。( f )( 3 1 0 ) 则：爿( o ) ( f ) = 4 ( ，) 一4 0 ) ( f 1 )1 0( 3 1 1 )兰堡! ! ! 堕兰塑垩塑三堡堡主笙奎塑圭堡塾墨垄坌堑塑垡丝堡竺塑里塞同理对于生成数列五o ) ( f ) ，可得其还原数列五( o ) ( r ) 为j ( 。( f ) = 二o ( f ) 一j ( 1 o 一1 )( 3 1 2 ) 式即为所求的交通事故次数预测数列。3 1 2 对于交通事故数( 3 1 2 )表2 2 事故统计表反映了宁波港近几年海上交通事故现状，计算以1 9 9 8 - - 2 0 0 3年事故次数( a ) 为原始数据，演示灰色预测方法的运用。原始数列：生成数列：a 扣l ( 7 2 ，7 2 ，6 8 ，8 6 ，8 7 ，118 )参数m 中的b 和e口=一1 0 81 7 82 5 53 4 1 54 4 4a 0 ) ( f ) = 窆爿( o ( f ) = 4 ( o ( 1 ) = 7 2l = i彳o ( 2 ) = 宝彳( o ( f ) = 7 2 + 7 2 = 1 4 4 彳( 2 ) ( 3 ) - 一1 4 4 + 6 8 ：2 1 24 ( 1 ) ( 4 ) = 一2 1 2 + 8 6 ：2 9 8彳0 ) ( 5 ) - = 2 9 8 + 8 7 ：3 8 54 0 ) ( 6 ) 一3 8 5 + 1 1 8 ：5 0 3e = 【7 2 ，6 8 ，8 6 ，8 7 ，l1 8 y则按式( 3 7 ) 可得： 仁 一0 1 3 6 2 8 ，5 0 0 4 6 1 0 7由式( 3 5 ) 可得灰色预测模型，并可求得事故数预测数列的生成数列。j o ( f + 1 ) = 4 3 9 2 3 e o l 3 6 m 一3 6 7 2 3最后可得：五”( 7 ) = 1 2 7 ，j 。( 8 ) = 1 4 5 ，j ( 。( 9 ) ：1 6 6 ；2 0 ) ( 7 ) ，五。( 8 ) ，五( 。( 9 ) 分别代表2 0 0 4 年，2 0 0 5 年，2 0 0 6 年宁波港交通事故堕塑羔查兰窒望墨塑三篓堡主堕一塑圭丝塾壹查坌堑塑垡丝堡竺竺竺塞预测数量。同理可得：d 死亡人数，w 沉船艘数，l 经济损失的预测数据。3 1 3 对a 进行精度检验3 1 3 1 残差检验定义：在r 时刻原始数列的实际值一。( ，) 与预测值五( ( f ) 之差称为在t 时刻的残差e ( f ) ，残差与实际值爿。( f ) 之比值e ( r ) ，称为在t 时刻的相对残差，即：e ( f ) = a ( f ) 一j o o ) = e ( f )( 3 1 3 )g = e ( t ) i a o ( f )( 3 1 4 )分别计算各个时刻的残差和相对残差，可以检验预测模型的精度。表3 1 预测值的占f 及e f 一t + i23456 。= _ = = 一一一原始数据7 26 88 68 7五f 一模拟值6 47 38 49 7“1残差fff)852一1 07相对残差p 例，髫i i 17 72 3一i i 55 9为了得到预测值的可能变化范围，即求出彳一及。，取接近预测年份的相对残差若干个，选择其中绝对值最大的h m a x 为预测的相对误差，从而得出预测值的变化范围为：l e ( 5 ) j _ 而1 0 最大，取出h m a x 为预测的相对误差，从而得出预测值的变化范围a m a x = j 。( f ) f l + 忙i m a x l( 3 1 5 )爿m i n = 五。o ) 【l i p i m a ) ( 】 3 1 6 )将l p ( 5 ) l 代人( 1 5 ) 、( 1 6 ) 可得a m a x = 7 2 ，8 1 ，9 4 ，1 0 8 ，1 2 4 a m i n = 5 7 ，6 5 ，7 4 ，8 2 ，9 8 易知原始数据，即宁波港事故发生数彳= 【7 2 ，7 2 ，6 8 ，8 6 ，8 7 ，1 1 8 】都处在此范围之间。塑童! 奎兰奎型三堡堡主丝苎堂圭丝塾堕苎坌塑塑堡垒塑堡箜堕塞3 1 3 2 后验差检验设原始数列( 3 1 ) 和残差数列( 3 1 3 ) 平均值分别为孑和豆，均方差分别为s l 和s 2 ，则： = i e a o ( f ) = 8 6 2t = lf = 1 n e ( f ) = o 4砰= 窆( r ) 一司2 = 3 0 9磁= 窆陋( ，) 一玎：4 8 2 4定义后验差比值c 为：c = = 票一o s 瞰o s计算小误差概率：0 6 7 4 5 s 。= 1 1 8 6所以p = p i e ( t ) 一司 o 9 5( 3 1 7 )( 3 1 8 )( 3 1 9 )( 3 2 0 )均方差比值为二级，小误差概率为一级，则预测模型精度较好，可以用模型进行预测。3 1 4 宁波港海上交通事故各项指标预测模型利用灰色建模机理及方法，其它三项指标死亡失踪人数d ，沉船艘数w ，直接经济损失l 的建模过程和交通事故次数a 的过程类同。式( 3 6 ) 其参数结果如下：a = - 0 1 3 6 2 8= 5 0 0 4 6 1 0a o = - 0 0 5 2 4 0甜d = 1 4 4 2 0 8 7a w = - - 0 0 8 6 7 8 却r = 1 4 4 9 7 6 4上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究q l = - 0 0 5 5 8 0“= 3 3 2 1 4 4 6 0 9事故的四项指标的预测模型如下：j ( 1 ) ( f + 1 ) = 4 3 9 2 3 e 0 1 ”“一3 6 7 2 33 0 1 ( t + 1 ) = 2 8 0 1 9 e o “撕一2 7 5 1 9旷( 1 ) ( f + 1 ) = 1 8 2 0 6 e o 。“7 “一1 6 7 0 6三( 1 ) ( f + 1 ) = 6 0 1 9 7 9 5 e o ”5 ”一5 9 5 2 8 9 53 2 海事分析预测方法比较研究( 3 2 1 )( 3 2 2 )( 3 2 3 )( 3 2 4 )海事预测除运用灰色理论进行研究外，还可运用多项式回归、对数回归、指数回归等方法进行比较研究嘲。按表2 2 利用1 9 9 0 年至2 0 0 2 年宁波港事故数进行回归，设时间数为工，事故累加数为y ，起始时间为1 9 9 0 年，则：x i = l ，n 年硝= ( n 1 9 9 0 ) + l 具体如下；1 ) 多项式回归：二次曲线：y = 7 0 9 6 5 1 2 2 8 3 x + 3 9 6 6 x 2( 3 2 5 )三次曲线：y = 3 6 0 6 3 + 1 3 0 6 3 x o 3 9 7 x 2 + 0 2 0 8 x 3( 3 2 6 )2 ) 线性回归y = - 6 7 8 4 6 + 4 3 2 4 2 x( 3 2 7 )3 ) 对数回归：y = - 9 3 3 7 8 + 1 8 9 2 0 2 i n ( x )( 3 2 8 )4 ) 指数回归y = 4 0 8 9 9 e o ”。( 3 2 9 )海事的发生是随机不确定的，因此在进行预测时，尽可能使用多种预测方法综合考虑，能使预测分析结果更加可靠。预测分析结果依赖于原始数据的精确程度，任何预测方法都不可能超越这一点。经过比较研究，回归方法主要是直接用随机不确定的原始数据作为预测计算的基础，忽视了原始数据中蕴藏的随机特性而且回归方法用简单的累计事故数，从而导致结果的误差较大，尤其在线性回归和指数回归方法中更加明显，具体曲线见附录三另外，回归方法需要足够大的样本数据，计算工作量巨大而灰色预测方法将原始数据经过累加或累减形成生成数列，减弱1 4上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究了由于原始数据不稳定所带来的波动另外，灰色预测尤其适应予小样本的随机不确定问题，同时可以相对减少对历史数据的依赖。从而避免了概率统计方法的大样本、大工作量而其结果不理想的状况。在建立模型时，可以设定样本个数，适当调整其原有的信息，样本变化时，只要在原有序列中加入新信息，使模型得到优化，使模型更加适应实际情况，使预测更加准确。经过计算并与回归方法进行比较( 回归方法相对误差数据参差不齐，限于篇幅略) ，灰色预测方法精度较高。因此该方法精确、实用、可靠、易于操作。基于上述分析，可以得出以下结论：1 ) 海事的发生可以用多种方法进行分析和预测，为使分析预测结果更加可靠，应尽可能使用多种预测方法综合考虑。其中灰色预测方法是一种较为理想的预测方法，比较适合宁波港的实际情况。2 ) 利用灰色预测方法，对宁波港0 4 年、0 5 年和0 6 年的事故发生情况进行预测，预测事故数分别为1 2 7 件、1 4 5 件和1 6 6 件，呈明显的上升趋势，死亡失踪人数、沉船艘数和直接经济损失等各项指标也都呈一定比率的上升趋势，说明宁波港海上搜救需求呈有规律的上升趋势。因此，采取更加强有力的安全措施是必须的。同时，海事的存在和规模是决定港口搜救资源配置的依据，所以有必要对宁波港搜救资源的现状和发展进行综合评价。上海海事大学交通运输工程硕士论文海上搜救需求分析和供给评价的研究第四章宁波港搜救供给评价4 1 现有搜救力量概况海上搜救力量的供给，主要包括搜救船舶、搜救设施、专业搜救人员、岸上基地一海上搜救站点等。本文主要讨论搜救船舶。目前，宁波港可调用岸基搜救力量共5 7 艘船舶，主要分布在宁波、三官堂、梅墟、镇海、北仑和大榭等六个基地。其中以宁波海事局船舶为基本搜救力量，其它船舶多为宁波港务局、海监四支队等企事业单位非专业搜救船舶，在航运繁忙季节，专业搜救机构东海救助局有搜救船舶在锚地值守待命，另外，驻甬部队船舶和飞机是可以依赖的有生搜救力量目前，宁波港尚没有海上专业救助力量。表4 1 可调用搜救力量情况表船舶平均最大平均最高平均最大平均续数总吨总吨航速航速抗风抗风航能力( 艘)( 吨)( 吨)( 节)( 节)( 级)( 级)( 海里)基本1 5 0 - - , 3 0 0 总吨52 4 23 0 01 72 6 4891 0 8 0力量1 0 - - 5 0 总吨1 31 8 54 61 62 l662 0 0机动力量3 92 6 19 1 21 21 4 56 791 6 5 0现行搜救船舶近八成是九十年代后建造的现代化多用途船舶，改变了过去船龄老、设备不足的问题。这些现代化的船舶显著的特点是操纵能力好，航速快，拖曳功能、对外反应能力强，自动化程度高，还增加了先进的无线电设备能使船岸保持实时通讯。但这些船舶属于真正的专业搜救船舶很少，船舶吨位较小，并且在发生事故时，能否全部处于随时可调用状态还值得关注。4 2 搜救资源供给的综合评价4 2 1 海难发生水域分布据第二章“宁波港海上搜救需求现状分