（交通信息工程及控制专业论文）FSA在港口水域通航安全评估中的应用.pdf

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本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全 文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发 行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密i ( 请在以上方框内打。”) 日期：，a年，o 月刁u 日 ， ， 、 r 中文摘要 摘要 随着海运业的发展，海上航行船舶的数量、类型和吨位都发生了巨大的变化， 大量的船舶频繁活动于港口和海上交通要道，使港口等水域通航密度大为增加， 重大海上交通事故时有发生，在这样复杂的交通环境条件下，应该以新的观点去 研究港口水域船舶通航安全对策。 f s a 综合安全评价( f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ，f s a ) 是一种系统性和规范化的 综合评估方法。它来自于安全系统工程，作为结构化和系统化的分析方法，从系 统的整体性出发，综合分析和识别系统中存在的危险或隐患，然后对所识别的危 险或隐患进行评价，确定其风险及严重程度，从而提出减少或控制这些风险所采 取的措施方案。本文把综合安全评估( f s a ) 法的流程应用于港1 2 1 水域船舶通航安全 评价中来，试图研究出适合港口水域船舶交通安全的具体方法。特别是在分析和 识别影响港口水域通航安全的因素以及如何建立安全评价模型中，我们结合具体 实际情况，根据长期的调研和走访结果，充分考虑各种因素并利用现有的安全系 统工程的理论成果，找出了影响安全的各种评价指标。在此基础上，运用模糊集 合变换原理，以隶属度描述各因素及因子的模糊界线，建立了一个未知测度的港 口水域通航安全评估模型，并以此模型对青岛港的港口水域通航安全情况进行了 评估，得到了一个可以量化的结果，并给出了如何改善港口水域通航安全性的建 议和方法，这对于减少港口海事事故和提高港口运行效率都具有十分重要的现实 意义。 关键词：综合安全评估f s a ；船舶通航环境；安全分析；模糊综合评价 ， 、 t 一 英文摘要 a b s t r a c t t h ev e s s e la c c i d e n t sh a p p e no c c a s i o n a l l yw i t ht r a f f i cd e n s i t yi n c r e a s i n gg r e a t l y d u et oam o u n to fv e s s e l sn a v i g a t i n gi np o r t ，a sw e l la st h ed e v e l o p m e n to fs h i p s a m o u n ta n dt y p e sa n dt o n n a g eb e c o m i n gl a r g e ra n dl a r g e rw i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h es h i p m e n t b a s e do nt h e s ec o m p l e xt r a f f i ce n v i r o n m e n t s ，w em u s tf i n do u ts o m e n e w s a f e t ym e a s u r e si np o r tw a t e rf r o mn e wp e r s p e c t i v e s f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ( f s a ) i sas y s t e m a t i ca n ds t a n d a r dc o m p r e h e n s i v e a s s e s s m e n tm e t h o d i to r i g i n a t e sf r o mt h es a f e t ys y s t e m se n g i n e e r i n g a sas t r u c t u r e d a n ds y s t e m a t i ca n a l y s i sa p p r o a c h ，f s af i r s t l yc o m p r e h e n s i v e l ya n a l y s e sa n di d e n t i f i e s t h ed a n g e r so rh a z a r d so fs y s t e mb a s e do nh o l i s mv i e w , a n dt h e ne v a l u a t et h e s e d a n g e r sa n dh a z a r d st od e t e r m i n ei t sr i s ka n ds e v e r i t y , f i n a l l yg i v e ss o m ee f f e c t i v e s u g g e s t i o n st or e d u c eo rc o n t r o ls u c hr i s k s t h i st h e s i si n t r o d u c e sf s ap r o c e d u r et o e v a l u a t en a v i g a b l es a f e t yo fp o r tw a t e r s ，a n dt r i e st of i n do u tt h ec o n c r e t ea s s e s s m e n t a p p r o a c h e s o ft r a f f i c s a f e t yi np o r tw a t e r s e s p e c i a l l yd u r i n ga n a l y z i n g a n d i d e n t i f y i n gt h e s ef a c t o r sw h i c ha f f e c t st h en a v i g a b l et r a f f i cs a f e t yi np o r tw a t e r sa n d e s t a b l i s h i n gt h es a f e t ya s s e s s m e n tm o d e l s ，w ec o m b i n et h e r e s u l to fl o n g - t i m e i n v e s t i g a t i o na n dv i s i tb a s e d o nt h e s p e c i f i ce n v i r o n m e n t ，t a k ei n t oa c c o u n ta l l p r o b a b l ef a c t o r sa n di n t e g r a t et h ee x i s t i n gt h e o r i e so fs a f e t ys y s t e me n g i n e e r i n g , f i n a l l yw ef i n do u tt h ee v a l u a t i o ni n d i c e so fi n f l u e n c i n gt h et r a f f i cs a f e t y o nt h i s b a s i s ，w ee s t a b l i s ha nu n a s c e r t a i n e dm e a s u r ep r e c a u t i o n a r ya s s e s s m e n tm o d e lo ft h e m a r i n et r a f f i cs a f e t yi np o r tw a t e r sb ye m p l o y i n gt h ef u z z ys e tt r a n s f o r m a t i o n p r i n c i p l ea n du s i n gm e m b e r s h i pf u n c t i o no fv a r i o u si n d i c e s a f t e rt h a t ，w ea p p l yt h i s m o d e lt oq i n g d a op o r tw a t e r sf o re v a l u a t i n gt h et r a f f i cs a f e t yc o n d i t i o n sa n dg e ta q u a n t i f i a b l er e s u l tw h i c hs h o w st h et r a f f i cs a f e t yc o n d i t i o n so fq i n g d a op o r tw a t e r s ， f i n a l l yw eg i v es o m es u g g e s t i o n sa n dm e t h o d s t oi m p r o v ep o r tt r a f f i cs a f e t yb a s e do n t h i sr e s u l tw h i c hc a nr e d u c et h em a r i t i m ea c c i d e n t sa n di n c r e a s ee f f i c i e n c yo fp o r t k e yw o r d s ：f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n tf s a ；e n v i r o n m e n to fm a r i n et r a f f i c ； n a v i g a b l es a f e t ya n a l y s i s ；f u z z ys a f e t ya s s e s s m e n t t 目录 目录 第1 章绪论l 1 1 选题背景1 1 2 国内和国外在港口水域通航安全评估方面研究的现状3 1 2 1 港口水域的界定3 1 2 2 关于港口水域通航安全研究的现状3 1 3f s a 在航海安全评估中的应用6 1 4 本文研究思路7 第2 章安全评估及f s a 理论框架8 2 1 安全评估概述8 2 1 1 安全系统工程与f s a 8 2 1 2 安全评估原理9 2 1 3 安全评估方法选择的原则，1l 2 2f s a 及其理论框架1 4 2 2 1 综合安全评估( f s a ) 方法的提出1 4 2 2 2f s a 的目的与特点1 6 2 2 3f s a 的步骤和流程18 2 3 本章小结2 3 第3 章港口水域通航安全影响因素分析2 4 3 1 安全评价指标选取原则2 4 3 2 影响港口水域通航安全的人为因素2 5 3 3 影响港口水域通航安全的船舶因素2 8 3 3 1 船舶尺度与船舶安全的关系2 8 3 3 2 船龄与船舶安全的关系2 9 3 3 3 船体结构强度与船舶安全的关系3 0 3 3 4 船舶设备与船舶安全的关系3 1 3 3 5 航海图书资料与船舶安全的关系3 l 3 4 影响港口水域通航安全的环境因素3 2 3 4 1 能见度与船舶安全的关系3 3 3 4 2 大风浪与船舶安全的关系3 4 3 4 3 航道宽度与船舶安全的关系3 4 3 4 4 交通特殊点与船舶安全的关系3 5 目录 3 4 5 碍航物分布与船舶安全的关系3 5 3 4 6 助航条件与船舶安全的关系3 5 3 5 本章小结3 6 第4 章港口水域通航安全评估模型的建立3 8 4 1 指标权重的确定3 8 4 1 1 层次分析法( a h p ) 3 8 4 1 2 指标体系及权重的确定4 3 4 2 港口水域通航安全状况评价模型的建立4 4 4 2 1 模糊综合评价理论的基本思想和数学模型4 4 4 2 2 建立因素集及其权重4 6 4 2 3 确定综合安全评价的评价集4 7 4 2 4 评价指标隶属度的确定4 8 4 2 5 模糊算子4 9 4 2 6 反模糊化处理5 0 4 3 评估模型的应用5 0 4 4 决策与建议5 2 4 4 1 以分析出的各影响因素为基础提供决策建议5 2 4 4 2 以计算出的各因素对通航安全的相对权重为基础提供决策建议一5 2 4 4 3 以最终的评价结果为基础提供决策的建议5 3 第5 章结论与展望5 4 5 1 本文主要研究内容5 4 5 2 研究展望5 4 参考文献5 6 攻读学位期间公开发表论文5 9 至i 【谢6 l 第1 章绪论 1 1 选题背景 船舶作为当今社会的重要交通运输工具之一，承载着巨大的国际货运量，既 是各个主要国家经济交流的纽带，也是经济全球化后完成各国经济交流的主要载 体，而使用船舶运输，它的安全性和环保性也始终是人们关注的焦点。港口是海 上交通运输的主要节点，世界各国之间的货物流动主要是依靠海运完成，港口水 域的安全对于贸易有着非凡的保障作用。随之而来的就是船舶交通流量( 通航密 度) 的不断增加、船舶的运输吨位越来越大、货物的种类特别是各种危险化学品 货物不断增多，使得港口水域的通航环境变得越来越复杂、越来越拥挤、也越来 越危险，近年来在各个港口水域中不断发生的各类船舶通航安全事故( 包括碰撞、 搁浅、触礁等安全事故) 给我们的人身安全、财产安全和海洋环境安全带来了极 大的损伤和破坏，所以我们必须要对当前这种复杂的交通环境条件下的通航安全 进行一个科学的、准确的、全面的评估，研究提高港口水域船舶交通安全的对策 和方法。 势 作为海上交通运输系统的组成部分，港口水域的通航环境越来越复杂，对此 我们必须进行相应的安全研究，通过研究来探究这个系统的危险性，评判这些危 险能够对社会造成的损失，以及我们可以接受的风险值，如何能够降低系统的危 险程度，使之进入到安全指标内。为了能够对系统的危险性进行定性和定量的描 述，人们研究出了非常多的安全评估方法。这些评估方法包括t 灰色理论、神经 网络等等。这些方法在针对具体问题时都发挥着非常有效的作用，可是却一直存 在着通用性差的问题，而且这些方法的兼容性也不好。港口通航安全领域一直没 有既科学又适用的安全评估工具，特别是近年来，这一问题始终没有能够很好的 解决，从而造成在港口水域发生了很多的船舶安全事故，据统计每年这些事故都 造成逾百亿美元的损失，这些都亟需我们采用科学的决策支持工具来全面评估港 口水域通航安全，以避免遗漏事故隐患，并努力提高效率，降低消耗。 纵观几十年来国际海事组织( i n t e r n a t i o n a lm a r i t i m eo r g a n i z a t i o n ，i m o ) 对国 第1 章绪论 际海上人命安全公约( t h ei n t e m a t i o n a lc o n v e n t i o no fs a f e t yo fl i f ea ts e a ，s o l a s ) 和( ( 7 3 7 8 国际防止船舶造成污染公约( f i n a la c to f t h ei n t e r n a t i o n a lc o n f e r e n c eo n m a r i n ep o l l u t i o n ，简称m a r p o l 公约) 的修订进程，我们不难发现这些公约的修 订是与一次次安全事故或灾难密切相连的。为了能够在事故发生之前就能对危险 的程度做出评估，人们开始借鉴其他行业在安全评估方面的优秀做法，以及在风 险管理方面的经验，希望寻找到控制船舶运输风险管理的最佳方法。这其中最早 的专门的风险技术是来源于核工业领域，如今已发展为动态概率法安全评估 ( d y n a m i cp r o b a b i l i s t i cs a f e t ya n a l y s i s ，p s a ) ，而且p s a 己用来作为颁发和保持作 业许可证的基础。上世纪七十年代，非核工业也开始应用风险分析，欧盟( e u ) 通 过法令规定危险的工厂必须进行专门的工厂风险分析。海洋工程领域从上世纪八 十年代初开始采用风险分析，挪威1 9 8 6 年就颁布规则要求从事石油生产的海上设 施必须进行风险分析，以便确定风险能够造成损失的程度和实施降低风险的措施。 由于认识到需要一种更科学的改善船舶通航安全的方法，l 0 r dc a r v e r 在1 9 9 2 年的 一篇技术报告中，首次提出要有一种更合理的目标( 性能) 设定式规范，而不是传统 的具体规定式规范，这种规范就是基于风险的规范。紧接着，1 9 9 3 年英国海上安 全局( b r i t i s hm a r i t i m es a f e t ya u t h o r i t ym c a ) 在此基础上，最先在i m o 提出了综合 安全评估( f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ，f s a ) 的概念，建议国际海事组织采纳综合安 全评估的方法，通过在公约中强制使用的方法来保障船舶的管理，保证海上交通 的安全。 综合安全评估方法( f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ，f s a ) 是一种规范化、结构化、 系统化的分析方法。由于这种方法的规范化的步骤，使得我们在管理船舶的过程 中能够全面的评估与安全有关的各个方面，从而大幅度地提供船舶运营的安全水 平，保障海上人命和财产的安全，保护海洋环境不遭受到破坏。本文在港口水域 船舶通航安全评估采用综合安全评估( f s a ) 法的流程，并根据特殊水域的具体情况 将f s a 的各个步骤同该水域的具体情况相结合，通过综合安全评估方法找到港口 水域船舶交通安全最佳解决方案。 f s a 在港口水域通航安全评估中的应用 1 2 国内和国外在港口水域通航安全评估方面研究的现状 1 2 1 港口水域的界定 通常所说的港口水域又可以分为狭义的港口水域和广义的港口水域： 狭义的港口水域是指的是某个港口港界以内的水域，一般这里的港口水域又 可以包括港外水域和港内水域。 港外水域主要包括进出港口的航道和港外锚地。 港内水域通常指港池内的水域，主要包括位于港池内的航道、锚地，码头等 在占 守。 港外水域和港内水域共同组成狭义的港口水域，这些水域主要可供船舶在进 出港口的时候进行航行、锚泊、靠泊等作业，以完成装卸货物、人员上下、进行 联检，等待泊位等，对于港口水域的要求必须要有足够的水深和范围，来保障船 舶的各种操纵有足够的回旋余地。 另一方面，广义的港口水域指某一港口当局的行政管辖范围之内的所有水域， 既包括前面提到的狭义的港口水域的范围，也包括了在此之外的由该港口行使管 理的水域，本文研究中所指水域就是指的这一范围，而且特定于一般海港的港口 水域。 1 2 2 关于港口水域通航安全研究的现状 近年来海上交通安全受到了人们越来越多的重视，特别是发生在港口水域里 面的船舶安全事故逐渐的引起了人们的重视，人们对于生命的尊重和对于海洋环 境的保护超出了以前的任何一个时候，特别是在港口水域内，由于更靠近人们生 活的陆地而更加受到人们的关注。因此港口水域通航安全的研究也就具有重大的 现实意义。我国是一个沿海开放的国家，改革开放以来，特别是进入二十一世纪 以来，与世界各国的贸易量逐年上涨，海上货运量不断增加，老的港口规模越来 越大，新的港口也是越来越多，货物的吞吐量在近三十年来逐年上涨，每年的增 长速度达到了1 2 1 5 ，主要港口的货物吞吐量年增长率也达到了9 7 ，货物吞吐 总量由1 9 8 0 年的3 0 6 8 6 万吨增长到2 0 0 8 年的3 9 5 4 6 7 万吨，在三十年问增加了十 多倍。海上货运量的增加对于航运业产生了巨大的影响，船舶越来越大型化、专 第1 章绪论 业化，船舶的数量也越来越多，各个港口的通航密度大大增加，越来越繁忙。正 是由于这些因素的影响，使得各个港口内发生的交通事故也逐渐增加，对于人们 的生命财产安全造成了巨大的损失，对于海洋环境产生了巨大的破坏，并且对于 沿岸的陆地环境也造成了极大的影响，特别是一些大型的油轮、化学品船等，一 旦发生事故，其对环境的破坏更加严重。为了减少船舶交通事故的发生，人们从 一直在努力寻求提高航行安全的方法，做了大量的研究和实际工作，但是从各种 事故的统计数据来看，人们的努力并没有得到相应的回报，海上交通事故的数量 并没有降低。碰撞、搁浅、触礁等等各种航海事故每天都在发生，每年在全世界 范围内的船舶灭失数量也是触目惊心的，据统计仅五百总吨以上的船舶每年灭失 的数量超过3 5 0 艘。而像原油泄漏，化学品危害等重大事故除了造成大范围的灾 害以外，还会引起很大的社会问题，甚至是国际问题，这些都不容忽视。正是这 些重大事故的发生，要求我们必须要认真研究海上交通安全，特别是港口水域通 航安全，利用新的观点找到新的方法，找出提高船舶交通安全的对策。 ( 1 ) 国外研究进展 近年来国外对海上交通安全的研究取得了比较大的进展，其中日本海上交通 工程专家或学者在操船环境以及交通环境安全评估方面取得许多令人满意的成 果，在这些研究中操船模拟器发挥了极大的作用，取得了不错的结果。其中小 林弘明提出了以操船困难度为指标的航行环境安全性评估方法，这种评估方法主 要是研究各种条件对于不同类型的船舶在各种情况下是如何影响船舶的操纵性 能，然后根据操纵性能的影响来评估在该海域进行船舶操纵的困难程度，从而评 估航行环境的安全性( 见船舶操纵特性对航行环境安全评估的影响一文) ；另 外新井康夫提出了对船舶操纵能力的自然环境要素进行量化的指标值，并通过模 拟实验的方法验证了这些指标与操船者的主观操船感觉的关系，提供了采取对策 来改善航行环境的依据( 见航行安全评估中的自然环境条件的影响一文) ；此 外，还有井上欣三提出的碰撞危险度的方法在安全评估中也取得了很好的效果， 他认为某水域潜在的碰撞危险度可以从两个方面进行定量处理，第一个方面是船 舶航行于该水域期间有多少与他船会遇的机会，另外一方面是每次会遇给操船者 f s a 在港口水域通航安全评估中的应用 增加了多少负担，然后将这两方面的评判的结果作为定量表示该交通环境下的船 舶航行潜在危险水平的指标( 见操船负担的定量评估一文) ；正是由于人们对 于风险分析和风险管理研究和应用的足够重视，在船舶的风险分析中逐渐引用了 在其他工程领域内得到广泛应用的概率风险评估方法( p r o b a b i l i s t i c 黜s ka s s e s s m e n t p r a ) 。英国船舶交通安全局展开了促进海上安全与防污方面的工作，特别是在船 舶通航安全方面取得了卓有成效的成绩，其最重要的成果就是总结出了一整套的 系统性安全评估的方法与理论一即综合安全评估( f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ，简称 f s a ) 方法，这种安全评估方法正在逐步受到世界各国海事部门和航海专家的重视， 对船舶通航安全起到了非常大的帮助作用。 ( 2 ) 国内研究进展 与其他发达国家相比我国的海上交通安全方面的研究要晚的多，在研究的广 度和深度以及其产生的成果上也都有很大的差距。近年来一些专家和学者纷纷提 出了我国在这方面的一些研究的成果，朱光亚院士提出“人一机一环境”的理论。 陈伟炯教授通过综合安全科学和管理科学，构建了“人一机环境一控制( 管理) ” 系统模型，并将这一系统模型成功的应用在船舶安全管理中，提出了海事预防策 略以及预防措施。集美大学的翁跃宗和大连海事大学的吴兆麟在交通安全分析方 面提出了港口航行水域航道危险度的分析价( 见厦门港船舶航行环境系统的安 全分析一文) 。武汉理工大学的谭志荣提出使用灰色理论对港口船舶交通事故主 致因灰色关联的分析，并且在计算机模型的改进方面提出了作者自己独到的见解 ( 见港口操船环境危险度的评判方法的研究一文) 。大连海事大学的张春来通 过事故树的分析做了人为因素研究的( 详见船舶安全管理中的人为因素一文) 。 孙瑞山等在文献航空公司安全评估系统中提出了基于“人、机、环境”系统 工程理论，这一理论注重对于安全事故的分析，在分析的同时要特别重视人因素 的作用，人在管理过程中对于安全事故的影响。大连海事大学马会教授则是使用 灰色聚类和灰色统计评估的方法，对港口航道水域操船环境的危险程度以及各评 估指标对航道内船舶航行安全的影响程度进行了定量的分析和评估( 详见港口 航道水域操船环境危险度的综合评估一文) 。大连海事大学郑中义副教授应用灰 第1 章绪论 色系统理论指标定权聚类方法，分析选取影响港口船舶航行安全的1 1 种环境因素， 并对我国沿海十个港口船舶航行环境的危险度进行了评估( 见港口船舶航行环境 危险度的灰色评估数学模型一文) 。赵仁余副教授提出了基于事故统计数据的水 域交通危险度的多层次模糊综合评判法( 见水域交通危险度的模糊综合评判法 一文) 。这些研究成果对于港口通航水域的安全评估都有各自独到的见解。其他单 位的研究人员也在近期开始了相关的研究，就f s a 在海上交通安全领域中的应用 展开了一些初步的研究工作。 1 3f s a 在航海安全评估中的应用 安全评估技术首先源于保险业，这是因为在保险业本身是一个风险比较大的 行业，承保风险的大小决定了保险费率的高低，在确定保险费率之前首先要对风 险做出合理的正确的评估。上世纪中期安全评估方法在技术和经济领域得到了一 些应用，这种评估方法最早应用于一些西方的发达国家。核工业是一个危险性极 高的行业，其风险性非常大，人们担心一旦在这些领域发生核泄漏，其后果将是 灾难性的，正是基于对核泄漏的担心，人们开始设想运用各种方法对核电厂的安 全性进行评估，通过评估其安全性找到其中的薄弱环节，有针对性地提出确保核 电厂安全运行的方案。在这以后，安全分析和评估方法在其他领域和行业中也得 到了应该，像化学工业、航天工程等，在交通运输安全方面安全分析和评估方法 也得以使用。 海上交通运输的安全与现代人们的生活密切相关，为了提高海上交通运输安 全，人们一直在进行着各种的努力，并为此做了大量的工作。可是海上的各种交 通事故如碰撞、搁浅、触礁、油品泄漏、人员损失等等并没有随着人们的努力而 减少。产生这些事故的原因是多方面的，海上的恶劣环境以及船舶数量增加造成 的通航环境变差是其中的一些原因，但是这并不是主要原因，据统计，在所有的 海上交通安全事故中，人的因素占了绝大多数，达到了全部事故的8 0 以上，产 生这种情况的原因主要有船舶设计、船员和船舶的管理水平、船员的敬业精神和 技能等等，正因为如此，航运界才意识到了开展综合安全评估的重要性，从而将 f s a 引入海运界。英国海事部门的各位专家和学者，在海运安全领域做了大量的 f s a 在港口水域通航安全评估中的应用 研究工作，于上世纪末首先在船舶安全领域中推出和应用了综合安全评估( f o r m a l s a f e t ya s s e s s m e n t ，f s a ) 方法，使得f s a 在航海安全评估中的得以应用，并取得了 较好的效果。1 9 9 3 年英国在国际海事组织( i m o ) 第6 2 届海上安全委员会( m s c ) 上 提出将f s a 引入航运界，建议i m o 采用综合安全评估( f o r m a ls a f e t ya s s e s s m e n t ， f s a ) 方法，逐步在安全规则的各个方面进行运用来促进海上船舶交通安全与海洋 防污染防污工作。国际海事组织( i m o ) 在1 9 9 7 年通过了m o 制定安全规则过程 中应用f s a 暂行指南，并鼓励各成员国使用f s a 进行海上交通安全的评价。 1 4 本文研究思路 本文在广泛阅读现有文献以及查阅了大量统计数据的基础上，对综合安全评 估方法的理论进行了系统而全面的研究，介绍了综合安全评估( f s a ) 方法的概念和 整个体系的理论框架，并针对港口水域通航安全应用了该方法。即按照f s a 的基 本步骤，通过相关的数据统计，利用模糊数学理论，对港口水域通航安全进行了 危险识别，接着对港口水域通航安全进行风险评估，最后根据得出的结果对港口 水域通航安全提出相应的决策意见和建议。 第2 章安全评估及f s a 理论框架 第2 章安全评估及f s a 理论框架 2 1 安全评估概述 2 1 1 安全系统工程与f s a 安全系统工程分为狭义的系统安全工程和广义的系统安全工程，狭义的系统 安全工程运用系统论的观点和方法结合工程学原理及有关知识来进行安全的管 理，是系统工程在安全领域的应用，是系统工程学的一个分支。它是应用系统工 程的原则和方法，通过控制系统中的各种相关事件的过程，降低事故发生的可能 性，从而使事故减到最低的程度，降低由于安全事故产生的各种损失，保证人身 财产的安全和海洋环境的保护。 安全系统工程方法的基本程序主要包括六个部分，其相互关系如图2 1 所示： 1 ) 发现系统中的事故隐患； 2 ) 预测由于事故隐患和人为失误可能导致的伤亡或损失事件； 3 ) 设计和选用控制事故的安全措施和方案，进行安全决策； 4 ) 组织安全措施和对策的实施； 5 1 对系统及其安全措施效果做出评估； 6 ) 动态适时调整和改进，以求系统运行能取得最佳安全效果。 安全系统工程的优点在于能够全面的分析系统的安全性，站在全局的观点上 研究问题，避免了以偏代全的缺点，减少分析问题的片面性。经过分析，可以找 到整个系统在安全性方面存在有哪些薄弱环节，这些环节有可能在哪些方面产生 事故，并预测到事故发生后可能带来的后果，找出避免事故发生的途径，减少事 故的发生。使用系统安全工程的方法可以在安全方面付出较少的投资得到最大的 效果；该方法在进行评估的过程中需要各种标准及数据，这也有利于各种安全标 准的制定和相关数据的收集；另外通过安全系统工程方法的使用还可以提供相关 工作人员的业务水平和管理能力。 综合安全评估( f s a ) 是一种结构化和系统化的分析方法，它来源于安全系统工 程，综合安全评估( f s a ) 将系统评价分为了五个连续的步骤，这五个步骤实际上就 f s a 在港口水域通航安全评估中的应用 是对安全系统工程的细化，其本质还是沿袭了安全系统工程的思想。通过系统的 全面的分析评价对象，找出对象中的危险和隐患，确定出这些危险和隐患的严重 程度，从而提出减少事故发生的措施和方案。使用综合安全评估( f s a ) 的五个步骤 可以进行全面的评估，既能够减少风险发生的概率，还能够从经济的角度出发进 行受益评估，从而找到最优化解决方案。 因此，应该说f s a 不仅是安全评价在海运安全管理中的一个应用或是安全评 价实施的一个具体思路，也是海事安全系统工程中关于安全系统评价的一种方法， 通过这种方法，我们可以对危险的程度进行分析，利用相关的数学算法得到一个 定量的值，从而做出准确的评价，通过评价风险可以找出减小风险发生的可能性。 i 发现事故隐患 上 i 预测事故 上 安全方法决策 占 i 安全方案实施 j 安全效果评估 上 动态调整 图2 1 安全系统工程评价流程框图 f i g u r e2 1s a f e t ye n g i n e e r i n ge v a l u a t i o nf l o wd i a g r a m 2 1 2 安全评估原理 安全评估就是对系统进行风险性评估，确定危险的程度，采用的方法可以是 定性分析，也可以是定量分析，通过分析找出系统中的薄弱环节，确定出哪些环 节可能会发生危险，如果发生危险，其程度会有多大，会造成多大的影响和损失。 安全评估是安全系统工程的组成部分，通过评估得出的结论，可以提前确定危险， 第2 章安全评估及f s a 理论框架 降低危险的发生，减少事故损失。虽然定性辨识只能概略地区分危险源的危险程 度，但是这是非常必要的。要更为精确地明确事故发生概率的大小和后果严重程 度，则需要进行定量辨识。借助一些数学方法，可以将定性辨识转变为定量辨识， 从而提高定性辨识的精确度。确认系统的危险性需对危险性进行反复校核，以确 定是否存在新的危险。将反复校核过的危险性定量结果与允许界限进行比较以确 定危险程度。对采取控制措施后仍然存在的危险源的危险性再进行评估，以确定 危险是否可以接受。安全评估的内容以及安全评估程序流程分别如图2 2 、图2 3 所示。 图2 2 安全评估的内容 f i g u r e2 2s a f e t ye v a l u a t i o nc o n t e n t 图2 3 安全评估程序流程 f i g u r e2 3s a f e t ya s s e s s m e n tg r o g r a mf l o w 从上述安全评估的内容和流程可以看出，安全系统工程的结构是由人( m a n ) 、 机( m a c h i n e ) 、环境( e n v i r o n m e n t ) 和管理( m a i l a g e m e n t ) 四大相互联系的基本要素构 f s a 在港口水域通航安全评估中的应用 成的( m m e m 系统) ，在船舶的安全航行中它们分别对应着船员、船舶、航行环境、 船舶公司或主管当局的管理，如图2 4 所示。 图2 4 船舶航行安全系统工程的基本要素之间关系 f i g u r e2 4t h es a f en a v i g a t i o ns y s t e m se n g i n e e r i n gb a s i ce l e m e n t so fr e l a t i o n s h i p 船舶安全航行事故是“人、机、环境以及管理 要素关系不和谐导致的出乎 人们意料的和不希望发生的破坏性事件。要避免或减少事故的发生，人们就必须 有效控制人、机、环境要素及其关系，能预知、评估、限制安全事故的发生。 2 1 3 安全评估方法选择的原则 在进行安全评估方法的选择时，为了使选择的方法适合评估对象，就必须要 遵循以下五个原则： ( 1 ) 充分性原则 充分性原则在对一个系统进行安全评估之前，一定要做好充分的准备，备好 功课，提前对评估对象进行充分的分析，根据系统的特点，做出充分的估计，利 用最合理、最科学、最有效的方法进行安全评估。 ( 2 ) 适应性原则 适应性原则就是在进行安全系统工程的评估过程中，所采用的安全评估方法 一定要适应评估对象。对于安全系统工程中的所有项目分别采用适应于其具体情 况的安全评估方法，使评估更加具有针对性，评估的结果更准确。 ( 3 ) 系统性原则 第2 章安全评估及f s a 理论框架 系统性原则是指要想获得可信的安全的评估结果，必须要进行系统的调查研 究，利用全面的系统的数据和资料，进行合理的系统的分析，得到的评估结果应 当是真实、有效、全面的，安全评估的方法应当与被评估的西塔形成一个和谐的 整体。 ( 4 ) 针对性原则 针对性原则是指评估的结果要有针对性，在选择安全评估的方法的时候，首 先要确定评估的目的，确定我们需要的评估结果是什么，然后根据结果来选择安 全评估方法。我们的评估目的可以是评估系统是否存在危险以及危险的程度，也 可以是判断事故发生的概率以便于找到减小事故发生的可能性，还有可能是用于 找出事故发生的原因从而在源头上防止事故的发生，针对这些不同的评估目的， 我们应该选择和他们相适应的安全评估方法，才能得出我们想要的评估结果。 ( 5 ) 合理性原则 合理性原则就是要求我们在选择安全评估方法的时候，应该选择最合理有效 的方法，这种评估方法的计算过程应当尽可能的简洁，需要我们提供的数据尽可 能的少，从而使得我们的评估的工作量不会太过于繁杂而难于操作，当然这种评 估方法首先必须要满足而我们的安全评估目的，能够得到我们所需的评估结果。 在评估过程中尽可能避免出现无用的和不必要的麻烦。 基于以上原则，迄今己发展了多种评估方法，既包括定量的评估方法，也包 括定性的评估方法，定量的风险评估一般是采用统计方法对过去的事故进行分析 找出事故的可能原因从而加以预防，或者对现有数据库进行分析找到不利事件的 发生概率和后果以及预防的措施