基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，包括：确定定线制水域内船舶航行风险影响因子以及所述航行风险程度的评判集；采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重；采用船舶领域模型优化所述航行风险影响因子；对优化后的所述航行风险影响因子进行单因素评判确定所述航行风险影响因子对所述评判集的隶属程度；根据优化后的所述航行风险影响因子和所述隶属度确定定线制水域内船舶的整体航行风险程度；根据所述航行风险程度更改所述定线制水域内船舶的航线。本发明专利技术实现了船舶航行风险的等级评估，便于交通管理人员和船舶驾驶人员对水域内航行风险的掌握。

Navigation Risk Assessment Method in Lined Waters Based on Ship Domain

【技术实现步骤摘要】
基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法
本专利技术涉及船舶航行
，尤其涉及一种基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法。
技术介绍
船舶定线通航，又称“船舶定线”。是指船舶交通管理的一个重要组成部分。由岸基部门用法律规定或推荐形成指定船舶在海上某些区域航行时，应遵循或采用的航线、航路或通航分道等。其主要形式是分道通航制，目的在于增进船舶汇聚和通航密度大、船舶行动受限、存在航行障碍、水深受限或气象条件不佳等区域的航行安全。当前判断船舶航行风险的方式多是基于单个船只，船员或者自动避碰系统通过最小安全距离理论来判断船舶之间是否有碰撞风险。对于定线制水域的主管机关VTS中心来说，都是通过VTS监管员在电子海图前进行长时间值守来指挥水域内交通，并无对水域内整体航行风险程度的评估技术。当船舶驾驶员操船时注意力不集中或者VTS监管人员不能起到应有作用时，则会对船舶在定线制水域内的安全航行带来极大的危害。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，以克服上述问题。本专利技术基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，包括：确定定线制水域内船舶航行风险影响因子以及所述航行风险程度的评判集；采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重；采用船舶领域模型优化所述航行风险影响因子；对优化后的所述航行风险影响因子进行单因素评判确定所述航行风险影响因子对所述评判集的隶属程度；根据优化后的所述航行风险影响因子和所述隶属度确定定线制水域内船舶的整体航行风险程度；根据所述航行风险程度更改所述定线制水域内船舶的航线。进一步地，所述确定船舶航行风险影响因子以及所述航行风险影响因子的评判集，包括：划分定线制水域航行的影响因素；设定所述航行风险影响因子的评判集。进一步地，所述采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重之后，还包括：对所述判断矩阵进行随即一致性检验；判断所述检验结果是否可靠，若是，则结束判断矩阵。本专利技术实现了定线制水域中船舶航行风险的评估，获得了船舶在航行中的危险等级。根据该危险等级更改定线制水域船舶航线，可以降低船舶定线制水域航向的风险，提高了水域中的航行安全等级。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法流程图；图2为本专利技术船舶航行风险影响因子架构示意图；图3为本专利技术隶属度架构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，如图1所示，本实施例的方法可以包括：步骤101、确定定线制水域内船舶航行风险影响因子以及所述航行风险程度的评判集；进一步地，所述确定船舶航行风险影响因子以及所述航行风险影响因子的评判集，包括：划分定线制水域航行的影响因素；设定所述航行风险影响因子的评判集。具体而言，本实施例风险影响因子划分为船舶因素、人为因素、环境因素；定线制水域航行风险影响因子总体目标为U，风险影响因子一级指标为Ui，风险影响因子二级指标为Uij。表1为船舶航行风险影响因子列表。该些船舶航行风险影响因子架构如图2所示。表1上述风险影响因子的风险程度的评判集分为五级：评判集合为：V＝{v1，v2，v3，v4，v5}(1)其中，v1为一级风险；v2为二级风险；v3为三级风险；v4为四级风险；v5为五级风险。举例说明，设风险影响因子的因素集为U，评判集V＝{10，5，0，-5，-10}，由此可以得到一个U到V的模糊映射R，也即隶属度。表2为各等级对应的隶属度。其中RUi＝(ri1，ri2，…rim)为单因素评判矩阵。把该层下所有因素的映射矩阵R并列，形成综合评判变化矩阵。表2步骤102、采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重；具体而言，采用模糊层次分析法。根据表1中各个影响因素的重要程度构建判断矩阵，设要比较n个因子U＝{U1，...Ui，...Un}对因素U的影响，可以每次取两个因子Ui和Uj，以aij表示Ui和Uj对U的影响大小之比，全部比较结果用矩阵A＝(aij)n×n表示，则A为U-Ui之间的成对判断矩阵。用1～9标度法构建判断矩阵。表3为判断矩阵的各标度值及含义表。表3标度含义1两因素同等重要3一因素比另一因素稍微重要5一因素比另一因素明显重要7一因素比另一因素强烈重要9一因素比另一因素极端重要2，4，6，8上述判断的中间值1-9的倒数因素Ui与Uj比较得aij，Uj与Ui比较得1/ajj。步骤103、采用船舶领域模型优化所述航行风险影响因子；具体而言，船舶领域(ShipSafetyDomainSSD)是指为了避免碰撞，在每艘船舶的前后左右保持的一个不受他船侵犯的区域，通常用来衡量船舶在狭水道、定线制水域、港口内部航行时的碰撞风险。船舶领域发展至今已经被海事、航运相关部门和从业人员认为是评估受限水域内船舶驾驶状态和航行风险的重要依据。本实施例的船舶领域模型为日本学者藤井弥平基于多年的交通实况观测得出。船舶领域模型与船长、船宽、船速、驾驶员等级、交通密度、能见度、潮流因素有关(其他因素影响极小，忽略不计)，船长对领域的影响最大，而且水域中不同船长的船舶数量容易统计，故以船长为划分船舶领域模型的标准。优化后的风险影响因子如表4所示：表4被船舶领域替代的因素将其权重叠加后分配给船舶领域，将剩余指标和船舶领域进行归一化处理获得经过优化后的权重值(权重值相加后和为1)。经过优化过程大大减少了模型中的指标个数。A′1＝A1×(A11)(2)A′2＝A1×A12+A2×(A21+A22+A23)+A3×(A33+A34+A37)(3)A3′＝A3×(A31)(4)A4′＝A3×(A32)(5)A5′＝A3×(A35)(6)A6′＝A3×(A36)(7)A′＝(A′1，A′2，A′3，A′4，A′5，A6′)(8)进一步地，所述采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重之后，还包括：对所述判断矩阵进行随即一致性检验。具体而言，构建完评判矩阵之后，需要对矩阵进行一致性检验，按照一定的顺序计算一致性指标：其中，λmax为评判矩阵的最大特征值，n为矩阵阶数，RI为随即一致性指标，随即一致性指标表如表4所示。表4n12345RI000.580.91.12n678910RI1.241.321.411.451.49在模糊评判中当CR≤0.1时，就可以认为判断矩阵的相容性较好，用其最大特征值对应的特征向量作为权重向量是可行的，权重的分配是可靠的。因此可以确定各指标的权重向量为：Ai＝{Ai1，Ai2...Aim}判断所述检验结果是否可靠，若是，则结束权重矩阵的判断。上述一致性检验提高了权重的准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，其特征在于，包括：确定定线制水域内船舶航行风险影响因子以及所述航行风险程度的评判集；采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重；采用船舶领域模型优化所述航行风险影响因子；对优化后的所述航行风险影响因子进行单因素评判确定所述航行风险影响因子对所述评判集的隶属程度；根据优化后的所述航行风险影响因子和所述隶属度确定定线制水域内船舶的整体航行风险程度；根据所述航行风险程度更改所述定线制水域内船舶的航线。

【技术特征摘要】
1.一种基于船舶领域的定线制水域航行风险评估方法，其特征在于，包括：确定定线制水域内船舶航行风险影响因子以及所述航行风险程度的评判集；采用模糊层次分析法确定所述船舶航行风险影响因子的权重；采用船舶领域模型优化所述航行风险影响因子；对优化后的所述航行风险影响因子进行单因素评判确定所述航行风险影响因子对所述评判集的隶属程度；根据优化后的所述航行风险影响因子和所述隶属度确定定线制水域内船舶的整体航行风险程度；根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林家，周健，刘珂，陈红燕，刘希浩，刘玉浩，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21