一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法技术

本发明专利技术涉及气象效益评估技术领域，公开了一种港口气象灾害风险和气象服务效益评估的方法。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作业时间效益计算和作业效率效益估算；采用本方法，能够从灾害风险减少和作业时间延长以及作业效率效益方面对港口进行效益评估，快速直观，可以实现业务化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法


[0001]本专利技术涉及气象服务评估
，尤其涉及一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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

[0006]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。
[0007]本申请采用以下技术方案：一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法，包括步骤：
[0008]S1：计算港口自然灾害风险指数；
[0009]所述计算港口自然灾害风险指数包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体脆弱性指数；
[0010]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：
[0011]H＝a*PC1+b*PC2
[0012]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；
[0013]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：
[0014][0015]其中：V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；
[0016]通过计算的港口致灾因子综合脆弱性指数和计算的港口承灾体脆弱性指数计算港口自然灾害风险指数，其表达式为：
[0017]R＝H*V
[0018]其中：R为自然灾害风险指数；H为港口致灾因子综合强度指数；V为港口承灾体脆弱性指数；
[0019]S2：计算港口经济效益；
[0020]所述计算港口经济效益包括计算港口作业时间延长效益和计算港口作业效率提高效益，其表达式为：
[0021]E＝u*Δt*(1+ΔF)
[0022]其中：E为港口经济效益；u为港口预设行业单位时间经济效益；Δt为港口延长的作业时间；ΔF为港口作业效率提高的效益。
[0023]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。
[0024]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：
[0025]采用主成分分析法对港口的致灾因子进行数据降维；
[0026]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；
[0027]在预设致灾因子指标数据库中获取预设标准化指标数据；
[0028]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；
[0029]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；
[0030]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；
[0031]获取港口致灾因子综合强度指数H。
[0032]进一步地，所述港口延长的作业时间Δt的计算为：
[0033]获取港口预设年份的各年份的延误时长ti；
[0034]对获取的港口预设年份的各年份的延误时长ti通过港口致灾因子综合强度指数H进行标准化处理，获取标准化延误时长ti
’
，
[0035]按照预设算法公式获取港口预设年份的平均标准化延误时长t0，计算公
[0036][0037]式为：
[0038]其中x为预设年份的年份个数，A为预设年份的末年份，B为预设年份的初年份；
[0039]计算获取港口当年港口延长的作业时间Δt，计算公式为：
[0040]Δt＝(t0
‑
t
’
)*H
[0041]其中H为港口致灾因子综合强度指数。
[0042]进一步地，所述港口作业效率提高的效益ΔF的计算为：
[0043]其中获取港口由天气原因占所有码头计划未兑换情况的百分比F，港口致灾因子综合强度指数H，获取标准化港口由天气原因占所有码头计划未兑换情况的百分比F
’
，其计算公式为：
[0044]F
’
＝F/H；
[0045]按照预设算法公式获取港口预设年份由天气原因所有码头计划未兑换情况的平均标准化百分比F0，计算公式为：
[0046][0047]其中x为预设年份的年份个数，A为预设年份的末年份，B为预设年份的初年份；
[0048]计算港口作业效率提高的效益ΔF，其计算公式为：
[0049]ΔF＝(F0
‑
F
’
)/F0。
[0050]进一步地，所述港口预设行业单位时间经济效益u的计算包括码头每小时
[0051]作业时间延长效益U1和船公司每小时作业时间延长效益U2：所述
[0052]u＝U1+U2。
[0053]进一步地，码头每小时作业时间延长效益U1的计算为：
[0054]获取港口的预设码头日平均总营业额M；
[0055]根据获取的预设码头日平均总营业额M，获取预设码头每小时经济效益：
[0056]U1＝M/24。
[0057]进一步地，其中船公司每小时作业时间延长效益U2计算为：
[0058]获取港口内每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法，其特征在于，包括步骤：S1：计算港口自然灾害风险指数；所述计算港口自然灾害风险指数包括计算港口致灾因子综合强度指数和计算港口承灾体脆弱性指数；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：V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；通过计算的港口致灾因子综合脆弱性指数和计算的港口承灾体脆弱性指数计算港口自然灾害风险指数，其表达式为：R＝H*V其中：R为自然灾害风险指数；H为港口致灾因子综合强度指数；V为港口承灾体脆弱性指数；S2：计算港口经济效益；所述计算港口经济效益包括计算港口作业时间延长效益和计算港口作业效率提高效益，其表达式为：E＝u*Δt*(1+ΔF)其中：E为港口经济效益；u为港口预设行业单位时间经济效益；Δt为港口延长的作业时间；ΔF为港口作业效率提高的效益。2.根据权利要求1所述的一种港口气象灾害风险及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所述的一种港口气象灾害风险及气象服务效益评估的方法，其特征在于，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。4...

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