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船舶撞桥概率研究
  桥梁促进了陆路交通,但影响到船舶的安全通航。从1959 年到现在,长江干线上已经陆续发生了近300起船撞桥事故。导致船舶与桥梁发生碰撞的原因错综复杂,但从安全系统科学理论来看,桥梁的通航宽度与船舶撞桥事故有非常密切的联系,是通航环境中非常重要的因素,它对操船者构成了非常大的心理压力,以致出现失误。目前关于船撞桥问题的研究主要集中在船舶操纵引航技术的定量分析、事故时空分布的统计分析等内容,尚未看到从船舶通航条件出发建立事故的概率预测模型的相关研究。
  Logistic模型基于回归分析理论,已经广泛地应用于处理二值随机变量问题,如天气预报、医疗诊断等。船舶碰撞桥墩与此类问题有很大相似之处。本文尝试用这种方法对船舶撞桥事故的概率进行建模。
  船舶碰撞桥墩的概率预测模型
  1.船舶撞桥的影响因素分析
  船舶撞桥的主要原因涉及自然环境(如桥梁所在水域的气象、水文和地理环境状况)、通航环境(如交通状况,通行密度)、船舶状况(包括船舶的尺度及航行性能等以及船舶主机、舵机可能会发生的故障)、船舶操纵者以及管理等许多因素。1995年国际航海联合会常设委员会成立了专门工作小组研究船舶撞桥问题,并建立了船撞桥数据库,储存了1960年以来150次船撞桥事故数据。研究小组对事故进行了分析统计,发现事故69%由人为失误引起。
  日本海上交通工程专家曾使用海上交通流模拟、操船模拟器模拟的方法,研究了环境对人为因素的重要影响。对于桥区航行来说,桥区通航宽度的减少是桥区航行困难和人为失误的最主要、最直接的原因。这种减少,在无形中给人造成了极大的压力和紧迫气氛。这可以从许多驾驶员桥区航行时叫舵声音发颤的航海实践中得到证实。因此,可以简化建立单因素(通航宽度)的船舶撞桥事故概率预测模型。
  2.数据的收集
  通过对武汉海事局、武汉长江大桥、武汉长江二桥、黄石大桥、南京长江大桥监督站等海事管理部门的调研,依据交通部《船舶交通事故统计规则》,分别对这几座大桥在1997年~2002年期间(南京长江大桥为1993年~2002年期间)桥区水域发生的海损事故进行了统计。
  有关统计数据按下面方法估算:
  (1)桥区年船舶流量(艘/年)=桥区船舶日平均流量×365。
  (2)根据南京海事局提供的资料,船舶通过南京大桥日平均流量1993年~1999年期间为1700艘/天、1999年以后为1900艘/天,考虑长江水域船舶流量日益增加的趋势,计算南京长江大桥桥区年船舶平均流量时,取日平均流量1990艘/天,则该大桥年船舶平均流量为:1990艘×365=693500艘。
  (3)1993年~2002年期间南京桥区撞桥事故数共计11起。
  预测模型与结果分析
  将武汉附近水域三座长江大桥:武汉长江大桥、武汉长江二桥、黄石长江大桥的事故和流量数据作为样本进行回归。
  尽管数据比较缺乏,使系统地分析此类事故受到一定限制。但从表中可见,该模型的拟合效果比较好,黄石大桥水域的预测撞桥概率较大,主要原因是因为桥建在弯道上、而且水流与桥梁轴线法向夹角超过10°、违反了基本的建桥规范所致。这三座桥均没有VTS监控指挥,如果用此模型预测南京大桥(VTS监控)的事故概率将偏高(模型计算的事故数远远大于11起),而实际上南京大桥十年事故数仅11起,这也说明采用VTS监控后船舶撞桥事故概率可大大降低。
  船舶撞桥事故的深层次原因是桥梁改变了通航环境。其中通航宽度与船舶撞桥事故关系最密切。本文建立桥孔通航宽度相关的事故概率预测Logistic模型,结果表明,数据拟合良好,模型和方法完全可以用于其他水域船舶触碰事故的预测。

发布人:Ddgo航运海事人 发布时间:2008年6月16日
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