一种港口气象服务效益评估的方法技术

本发明专利技术提供了一种港口气象服务效益评估的方法，用以解决目前无法对港口气象服务效益进行全面评估的问题，本方法包括：计算灾害风险减少效益；灾害风险减少效益的计算包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设指标数据进行主成分分析确定；计算港口承灾体脆弱性指数通过港口致灾因子出现的概率和致灾因子的破坏率确定；计算作业时间延长效益；计算作业时间延长效益包括计算码头和船公司小时产值、计算港口每小时产值的总费用、计算通过港口专业气象服务缩短的管制时间；采用本方法，能够从灾害风险减少和作业时间延长两个方面对港口进行效益评估，快速直观，可以实现业务化。

A method to evaluate the benefits of port meteorological service

【技术实现步骤摘要】
一种港口气象服务效益评估的方法
本专利技术涉及气象服务评估
，尤其涉及一种港口气象服务效益评估的方法。
技术介绍
日益增长的专业气象服务需求给沿海港口城市的气象部门带来巨大的机遇和挑战。天气对港口生产作业有着严重影响，大风、海雾、雷电、台风等常见灾害性天气给正常的航道通行和港口作业等带来安全问题。高影响天气对船舶行驶和港口作业的影响可分为锚地船舶停泊、沿海航道船舶行驶、船舶进出港调度和船舶货物装卸等，并且不同类型船舶有不同的靠泊大风管制标准，不同类型码头有不同的港区大雾管制标准，因而，如今的港航作业需要越来越专业化、精细化、个性化的气象服务。由于大风、海雾、雷电、台风等可能给港口生产作业带来安全隐患，甚至是灾害事故，为此，当港口生产区域可能出现高影响天气时，需要对该区域采取管制，甚至停止相关作业，随着港口贸易繁忙，管制所造成的损失也切实存在，即缩短了作业时间，影响港口效率的美誉度。港口气象服务的宗旨是减少因天气原因导致的灾害风险，同时在确保安全的情况下，延长港口作业时间，尽量减小损失。然而，由于目前缺少针对港口气象服务的效益尤其是经济效益的客观评估，因而影响港口的生产效率甚至会由于高影响天气扩大港口的损失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对目前没有对港口气象服务效益进行评估的问题，本申请提出了一种从灾害风险减少和作业时间延长两个方面对港口气象服务进行效益评估，本评估方法快速直观，并且能够进一步地显示港口气象服务的重要性和服务的突破口。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种港口气象服务效益评估的方法，包括步骤：S1：计算灾害风险减少效益；所述灾害风险减少效益的计算包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设标准化指标数据进行主成分分析确定，其表达式为：H＝a*PC1+b*PC2其中：H为港口致灾因子综合强度指数；a为第一致灾因子特征根的方差贡献率，b为第二致灾因子特征根的方差贡献率；PC1为预设标准化指标数据第一主成分，PC2为预设标准化指标数据第二主成分；所述计算承灾体综合脆弱指数包括计算港口承灾体脆弱性指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口承灾体脆弱性指数通过港口致灾因子出现的概率和致灾因子的破坏率确定，其表达式为：其中：Vi为港口承灾体脆弱性指数；Pi为致灾因子达到i等级的概率；Fi为i等级致灾因子下各港口承灾体所遭受的最大破坏率；m为港口不同致灾因子不同等级的个数；所述计算港口承灾体综合脆弱性指数通过各类港口承灾体资产数占预设总资产数的比例和港口承灾体最弱性指数对应求和确定，其表达式为：其中：V0为港口承灾体综合脆弱性指数；Vi为港口承灾体脆弱性指数；ei为港口承灾体占预设总资产权重；n为港口承灾体种类数目；通过计算的港口致灾因子综合强度指数和计算的港口承灾体综合脆弱性指数计算灾害风险减少效益，其表达式为：R＝H*V0其中：R为自然灾害风险；H为港口致灾因子综合强度指数；V0为港口承灾体综合脆弱性指数。S2：计算作业时间延长效益；所述计算作业时间延长效益包括计算作业时间延长码头效益和计算作业时间延长船公司效益，其表达式为：其中：E为作业时间延长效益(万元)；U1为码头每小时作业时间延长效益(万元)，U2为船公司每小时作业时间延长效益；d＝2为码头和船公司；Ts为缩短的管制时间。进一步地，所述第一致灾因子为大风致灾因子，所述第二致灾因子为能见度致灾因子。进一步地，所述计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设指标数据进行主成分分析确定步骤包括：采用主成分分析法对港口的致灾因子进行数据降维；通过预设线性变换，从预设多个相关联系的致灾因子数据中获取两个相互无关的致灾因子，所述两个相互无关的致灾因子为大风致灾因子和能见度致灾因子；在预设致灾因子指标数据库中获取预设标准化指标数据；对获取的预设标准化指标数据进行主成分分析，获取大风致灾因子和能见度致灾因子的特征根，并获取大风致灾因子特征根的方差贡献率a和能见度致灾因子特征根的方差贡献率b；判断大风致灾因子特征根的方差贡献率a和能见度致灾因子特征根的方差贡献率b的累积贡献率是否超过预设贡献率标准；若是，通过大风致灾因子特征根的方差贡献率a和能见度致灾因子特征根的方差贡献率b对预设标准化指标数据的两个主成分进行加权求和；获取港口致灾因子综合强度指数H。进一步地，码头每小时作业时间延长效益(万元)U1的计算为：获取港口预设码头日平均总营业额M；根据获取的港口预设码头日平均总营业额，获取预设码头每小时经济效益(万元)U1：U1＝M/24。进一步地，船公司每小时作业时间延长效益(万元)U2的计算为：获取港口内每天作业的船只数X；获取每个船只的租赁费和燃油费之后与平均船只数相乘再除以24获取平均值g；获取船公司每小时的效益Q；根据获取的内每天作业的船只数X和每个船只的租赁费H和燃油费I之后与平均船只数相乘再除以24获取平均值g，获取船公司每小时经济效益(万元)U2：U2＝Q+X*(H+I)/24。进一步地，船公司每小时作业时间延长效益(万元)U2的计算为：所述计算通过天气预报得到的缩短的管制时间为：获取预设历史数据库内预设气象对应的管制时T1；获取当前气象预报按照预设计时预报后的管制时间T2；获取缩短的管制时间Ts＝T1-T2；本专利技术至少包括以下有益效果：(1)：本专利技术给出了港口气象服务效益评估的一种比较全面的技术，既有灾害风险减少体现的社会效益，又有作业时间延长得到的经济效益；既有定性的描述，又有客观化的计算，非常直观、清晰，并可以业务化。(2)本专利技术应用构建了不同的评估公式；利用主成分分析法的数据降维方式，从原有多个且相互联系的变量数据集中，通过线性变换选取少数几个相互无关且尽可能保留原信息的重要变量，并根据方差贡献率计算致灾因子综合强度指数；采用基于灾损情况的算法，将重现期概率与遭破坏概率相乘，计算承灾体脆弱性指数；本专利技术中的算法针对性强，可实际操作。(3)本专利技术技术适用于不同港口，根据港口的气象数据进行表达式内数据调整即可。在针对特定港口应用时可研制成业务系统，自动运行。(4)本专利技术技术针对特定港口研制成的业务系统，可以计算每一次过程的效益，也可以计算总的效益，为港口提供定制式专业气象服务，形成可持续发展的机制，提供了依据。附图说明图1为本港口气象服务效益评估的方法流程框图；图2为实施例提供的致灾因子的前两个主成分(PC1、PC2)和危险性综合强度指数(H)统计图；图3为不同天气条件下的港航管制时间和致灾因子危险性综合强度指数关系统计图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例本实施例提供了一种港口气象服务效益评估的方法，如图1所示，本港口气象服务效益评估的方法，包括以下步骤：S1：计算灾害风险减少效益；所述灾害风险减少效益的计算包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设指标数据进行主成分分析确定，其表达式为：H＝a*PC1+b*PC2(1)其中：H为港口致灾因子综合强度指数；a为第一致灾因子特征根的方差贡献率，b为第二致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种港口气象服务效益评估的方法，其特征在于，包括步骤：S1：计算灾害风险减少效益；所述灾害风险减少效益的计算包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设标准化指标数据进行主成分分析确定，其表达式为：H＝a*PC1+b*PC2其中：H为港口致灾因子综合强度指数；a为第一致灾因子特征根的方差贡献率，b为第二致灾因子特征根的方差贡献率；PC1为预设标准化指标数据第一主成分，PC2为预设标准化指标数据第二主成分；所述计算承灾体综合脆弱指数包括计算港口承灾体脆弱性指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口承灾体脆弱性指数通过港口致灾因子出现的概率和致灾因子的破坏率确定，其表达式为：

【技术特征摘要】
1.一种港口气象服务效益评估的方法，其特征在于，包括步骤：S1：计算灾害风险减少效益；所述灾害风险减少效益的计算包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口致灾因子综合强度指数通过对预设标准化指标数据进行主成分分析确定，其表达式为：H＝a*PC1+b*PC2其中：H为港口致灾因子综合强度指数；a为第一致灾因子特征根的方差贡献率，b为第二致灾因子特征根的方差贡献率；PC1为预设标准化指标数据第一主成分，PC2为预设标准化指标数据第二主成分；所述计算承灾体综合脆弱指数包括计算港口承灾体脆弱性指数和计算港口承灾体综合脆弱性指数；所述计算港口承灾体脆弱性指数通过港口致灾因子出现的概率和致灾因子的破坏率确定，其表达式为：其中：Vi为港口承灾体脆弱性指数；Pi为致灾因子达到i等级的概率；Fi为i等级致灾因子下各港口承灾体所遭受的最大破坏率；m为港口不同致灾因子不同等级的个数；所述计算港口承灾体综合脆弱性指数通过各类港口承灾体资产数占预设总资产数的比例和港口承灾体脆弱性指数对应求和确定，其表达式为：其中：V0为港口承灾体综合脆弱性指数；Vi为港口承灾体脆弱性指数；ei为港口承灾体占预设总资产权重；n为港口承灾体种类数目；通过计算的港口致灾因子综合强度指数和计算的港口承灾体综合脆弱性指数计算灾害风险减少效益，其表达式为：R＝H*V0其中：R为自然灾害风险；H为港口致灾因子综合强度指数；V0为港口承灾体综合脆弱性指数；S2：计算作业时间延长效益；所述计算作业时间延长效益包括计算作业时间延长码头效益和计算作业时间延长船公司效益，其表达式为：其中：E为作业时间延长效益；U1为码头每小时作业时间延长效益，U2为船公司每小时作业时间延长效益；d＝2为码头和船公司；Ts为缩短的管制时间。2.根据权利要求1所述的一种港口气象服务效益评估的方法，其特征在于，所述第一致灾因子为大风致灾因子，所述第二致灾因子为能见度致灾因子。3.根据权利要求2所述的一种港口气...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱燕珍，赵昶昱，孔扬，
申请(专利权)人：宁波市气象台，
类型：发明
国别省市：浙江,33