周樾楓

一、引言

上海港新港水域位于上海南部，主要服務(wù)于位于金山的上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)，港區(qū)內(nèi)有金山石化、孚寶、天原華勝等液貨碼頭，每年進(jìn)出該水域的外籍液貨船舶呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。由于其恰好處于金山深槽沿線，使得該水域流態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，航行風(fēng)險(xiǎn)日益加劇。

本文將從人、機(jī)、環(huán)、管四個(gè)方面，對(duì)該水域2013至2017年間液貨船舶的航行安全因素進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)并分析，對(duì)該類船舶航行于該區(qū)域時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化梳理，以確保港口環(huán)境安全，并為航行于該區(qū)域的其他類型船舶提供借鑒。

二、通航水域簡(jiǎn)介

上海新港水域北部即為著名的金山深槽。由于金山沿岸深槽的存在，使得杭州灣北岸近岸水域形成一片廣闊的深水區(qū)，具備了建設(shè)深水良港的有利條件，但同時(shí)又使得該水域具有潮流急、潮差大、北岸潮流大于南岸的特點(diǎn)，對(duì)船舶開靠及航行造成一定障礙。連接金山泊位的金山航道，以及連接孚寶、華勝碼頭的漕涇東航道承載著所有的液貨船舶進(jìn)出，其船舶流總流向與正在金山三島生態(tài)維護(hù)工程的施工船舶呈交叉態(tài)勢(shì)，一旦發(fā)生海事，后果十分嚴(yán)重。

該海區(qū)潮型屬不規(guī)則的半日淺海潮，其日潮不等現(xiàn)象較為顯著。同一個(gè)潮汐從杭州灣口越向上游潮高越高，潮差越大，最大潮差可達(dá)6米，最大流速達(dá)6節(jié)。在漕涇東航道以北有浙江省海上風(fēng)電場(chǎng)工程規(guī)劃中在建的嵊泗5號(hào)、嵊泗6號(hào)、嵊泗7號(hào)海上風(fēng)電場(chǎng)，并且該海區(qū)歷來是南洋小船傳統(tǒng)南北航行通道。該航區(qū)內(nèi)南洋裝砂石小船較多，附近水域發(fā)生小型船舶碰撞、自沉和風(fēng)災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)較高。

三、新港水域風(fēng)險(xiǎn)分析

（一）液貨船進(jìn)出港風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)是用于衡量整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)所處狀態(tài)的重要因素，如何構(gòu)建上海港新港液貨船進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一項(xiàng)在缺少信息指征的指標(biāo)因素集合中尋找規(guī)律的工作，也可以說是進(jìn)行整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的關(guān)鍵所在。

本文基于系統(tǒng)工程學(xué)的核心思想，選取了人（Man）、機(jī)（Machine）、環(huán)境（Environment）、管理（Management）（MMEM）理論進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)分析[1]，系統(tǒng)地研究其中與安全及風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的各要素，從以上4個(gè)方面選取指標(biāo)體系。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選取的各項(xiàng)原則，同時(shí)參考學(xué)者前輩的研究成果并結(jié)合專家的認(rèn)知及意見歸納整理，以及上海港新港水域液貨船進(jìn)出的實(shí)際情況，本文選取的第一個(gè)層次是影響液貨船安全進(jìn)出上海港新港水域的4個(gè)主因素，即船舶條件、人員因素、環(huán)境因素、管理因素；第二個(gè)層次再將每個(gè)主因素細(xì)分為多個(gè)子因素，如船舶總長(zhǎng)、船舶最大寬度、船舶最大吃水、船舶貨物種類（密度）、船舶主要設(shè)施服役情況（年限）、引航作業(yè)時(shí)間、船長(zhǎng)任職資歷、船員操作熟練度、靠離泊響應(yīng)時(shí)間等。

（二）權(quán)重確定

每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)上海港新港水域液貨船進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)影響程度不同，在整個(gè)評(píng)價(jià)體系的運(yùn)算分析過程中的相對(duì)重要程度也不一樣，要獲取準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)論就需要對(duì)各個(gè)指標(biāo)的影響程度大小加以區(qū)分[2]。本文中選取了上海港新港水域金山、孚寶及華勝碼頭2013—2017年5年間與液貨船進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)的客觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選用客觀賦權(quán)法中的“熵權(quán)法”作為指標(biāo)權(quán)重確定方法。按照信息論理論，“熵”能夠表示確定客觀數(shù)據(jù)所顯示的有效信息量。若評(píng)價(jià)對(duì)象某個(gè)指標(biāo)量值變化輕微，則相應(yīng)的熵值比較高，表示這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)給出的有效信息量比較少，其所占的權(quán)重相對(duì)較低；反之則較高[3]?？梢哉f熵權(quán)法的優(yōu)越性在于它作為一種客觀的賦權(quán)方法，一定程度上降低了人為因素對(duì)指標(biāo)權(quán)重的影響。對(duì)于擁有多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)問題，采取熵權(quán)法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重只需要進(jìn)行一次計(jì)算，就能得到相應(yīng)權(quán)重，這樣極大地簡(jiǎn)化了計(jì)算過程。并且通過熵權(quán)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)在一定程度上是將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)有機(jī)聯(lián)系起來，降低了出現(xiàn)偶然情況的可能性及影響，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為合理。

本研究有關(guān)權(quán)重計(jì)算步驟如下：

（1）假設(shè)由m個(gè)評(píng)價(jià)年與n項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行液貨船進(jìn)出上海港新港水域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，便可以給出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的最初判斷矩陣：

其中，Xij是第i個(gè)評(píng)價(jià)年份的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。

（2）由于整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是由不同性質(zhì)、類型、量綱的各種指標(biāo)組成的，為了使本研究的評(píng)價(jià)方法切實(shí)可行，并且避免由于量綱不同而對(duì)評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響，需要對(duì)差異數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

本研究采用極差法對(duì)各個(gè)指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

對(duì)于指標(biāo)值越大越優(yōu)的指標(biāo)（正安全趨向性）：

對(duì)于指標(biāo)值越小越優(yōu)的指標(biāo)（負(fù)安全趨向性）：

其中：Xmax表示同一個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的不同評(píng)價(jià)對(duì)象所產(chǎn)生的最大的值，Xmin表示同一個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的不同評(píng)價(jià)對(duì)象所產(chǎn)生的最小的值，bij為標(biāo)準(zhǔn)化值。

（3）計(jì)算第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)下第i年份指標(biāo)的比重fij：

（4）計(jì)算第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵值ej：

（5）計(jì)算第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重wj：

液貨船進(jìn)出上海港新港風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系判斷矩陣（2013—2017年抽樣數(shù)據(jù)）為

（三）模型構(gòu)建

（1）根據(jù)物元模型的可拓性，將液貨船進(jìn)出上海港新港水域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)分為3個(gè)級(jí)別，分別描述為R01（安全）、R02（較安全）、R03（存在風(fēng)險(xiǎn)）。節(jié)域表示在給定定義下，其待評(píng)對(duì)象各指標(biāo)的取值范圍。建立液貨船進(jìn)出上海港新港水域經(jīng)典域物元矩陣R01、R02、R03及節(jié)域物元矩陣Rp為

在可拓理論中，經(jīng)典域是指各指標(biāo)隸屬在某個(gè)危險(xiǎn)性等級(jí)時(shí)的取值范圍；在液貨船進(jìn)出上海港新港水域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，液貨船為評(píng)價(jià)對(duì)象，其經(jīng)典域則為在液貨船進(jìn)出上海港新港水域某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)下，評(píng)價(jià)對(duì)象各指標(biāo)的取值范圍。節(jié)域是指待評(píng)價(jià)對(duì)象某一特征的量值范圍，當(dāng)在量值范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，該特征不發(fā)生改變，當(dāng)波動(dòng)程度大大超出該量值范圍時(shí)，該特征產(chǎn)生劇變；在液貨船進(jìn)出上海港新港水域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，節(jié)域表示在給定定義下，其待評(píng)對(duì)象各指標(biāo)的取值范圍。經(jīng)典域量值的確定主要遵循以下原則：①上海港新港水域引航安全操作規(guī)范。②上海港新港水域（金山奉賢段）海上交通安全管理規(guī)定。③上海港新港水域引航操作實(shí)踐中所運(yùn)用的通常做法。④依據(jù)現(xiàn)有的水文氣象條件及數(shù)據(jù)，選取地區(qū)平均數(shù)值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

（2）關(guān)聯(lián)函數(shù)是表示當(dāng)物元的取值落在實(shí)軸上的某一點(diǎn)時(shí)，該物元符合要求的程度，用來反映事物的可變過程。記為K（Xi）。

其中，ρ（X，Xo）表示點(diǎn)X到有限區(qū)間Xo=[ao，bo]的距離，即

ρ（X，Xp）表示點(diǎn)X到有限區(qū)間Xp=[ap，bp]的距離，即

其中：|Xo|=|bo-ao|，X為待評(píng)物元的數(shù)據(jù)值，Xo為經(jīng)典域物元的量值范圍，Xp為節(jié)域物元的量值范圍，參見R01、R02、R03及Rp。關(guān)聯(lián)函數(shù)K（Xi）表示待評(píng)物元各個(gè)指標(biāo)關(guān)于各評(píng)價(jià)等級(jí)的歸屬度（類似于隸屬度），當(dāng)K（Xi）＞1時(shí)，表示評(píng)價(jià)對(duì)象超過標(biāo)準(zhǔn)上限；當(dāng)1＞K（Xi）＞0時(shí)，表示評(píng)價(jià)對(duì)象符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象要求的程度，數(shù)值越大，越接近標(biāo)準(zhǔn)上限；當(dāng)0＞K（Xi）＞-1時(shí)，表示評(píng)價(jià)對(duì)象不符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的要求，但具備轉(zhuǎn)化條件；當(dāng)K（Xi）＜-1時(shí)，表示評(píng)價(jià)對(duì)象不符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的要求，且又不具備各轉(zhuǎn)化條件。

（3）通過對(duì)以上關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均，從而得到Kj（Nx）為待評(píng)價(jià)物元Nx關(guān)于等級(jí)j的綜合關(guān)聯(lián)度，記為Kj（Nx）：

其中：Kj（Xi）為待評(píng)物元Nx關(guān)于等級(jí)j的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度；wi為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重，且滿足

四、艘次樣本統(tǒng)計(jì)

（一）權(quán)重計(jì)算

利用前文中式（1）～式（5），按調(diào)查所得2013—2017年5年間指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)體系判斷矩陣（其中最大值皆為歷年最大值加權(quán)平均所得），計(jì)算液貨船進(jìn)出金山-漕涇東航道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，如表1所示。

表1 液貨船進(jìn)出上海港新港水域風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系權(quán)重表（2013—2017年抽樣數(shù)據(jù)）

續(xù)表1

（二）時(shí)間維度評(píng)價(jià)

將上列各個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的各級(jí)關(guān)聯(lián)度以及由表1得到的各指標(biāo)權(quán)重輸入計(jì)算公式：

可以得出2013—2017年間上海港新港水域液貨船進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)所有指標(biāo)對(duì)應(yīng)三個(gè)評(píng)價(jià)級(jí)別的綜合關(guān)聯(lián)度，如表2所示。

表2 2013—2017年間上海港新港水域液貨船進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)綜合關(guān)聯(lián)度

由表2可以看出，由于近年來上海港新港水域進(jìn)出港的液貨船船長(zhǎng)、船寬、吃水不斷增長(zhǎng)，以及周邊地區(qū)風(fēng)力發(fā)電廠、浦東機(jī)場(chǎng)工程建設(shè)，導(dǎo)致砂石運(yùn)輸船急劇增長(zhǎng)，該水域液貨船的進(jìn)出風(fēng)險(xiǎn)在逐年提升。只有2013年綜合關(guān)聯(lián)度處于安全水平，隸屬度為0.034 6，2014年至2017年都屬于較安全狀態(tài)，按隸屬度排序?yàn)镵2015＞K2017＞K2014＞K2016。

五、風(fēng)險(xiǎn)分析與對(duì)策

（1） 新港水域可航水域的水深條件跟不上船舶大型化、進(jìn)港船舶吃水逐年變深的現(xiàn)實(shí)要求。由于新港水域沿線以上海金山化工區(qū)為主要服務(wù)對(duì)象，進(jìn)出口航道主要依靠自然水深。某些深吃水進(jìn)港液貨船通常需要趁潮而進(jìn)，靠泊時(shí)間窗口期受到限制[4]。建議當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)企業(yè)聯(lián)合政府加大投入，在符合企業(yè)利潤(rùn)收益的情況下進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮降朗杩?，增加靠泊窗口期?/p>

（2）自2008年世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)至今，由于世界經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)放緩，各類船舶更新?lián)Q代的速度也逐年放緩，特別是對(duì)船舶建造質(zhì)量有較高要求的液貨船，導(dǎo)致該水域進(jìn)出液貨船平均船齡逐年提升，高素質(zhì)海員人才不斷流失，人員配備不足趨勢(shì)日趨嚴(yán)峻[5]。引航員在操縱時(shí)更需要時(shí)常核對(duì)自身所發(fā)口令，并與船方保持良好溝通，使其充分領(lǐng)會(huì)操縱意圖。

（3）由于岸線資源的不斷使用開發(fā)以及岸線資源獨(dú)有的稀缺性，新建碼頭的地理及水文條件不太理想，在某些程度上降低了靠泊窗口期，加劇了風(fēng)險(xiǎn)因素。建議有關(guān)部門與引航站等具體操作單位加大溝通，共同確保船舶安全。

（4）對(duì)于航道附近橫越小船流的警惕及治理。由于金山新港水域鄰近傳統(tǒng)漁區(qū)，加之風(fēng)力發(fā)電廠建設(shè)施工，大量小漁船及小型砂船在此作業(yè)。小型船舶通常安全意識(shí)差，由于經(jīng)濟(jì)因素影響，導(dǎo)致其船況和船員素質(zhì)逐年下降。具體表現(xiàn)為：有VHF 但不守聽，對(duì)大型船舶的操縱性能不了解，強(qiáng)行穿越航道，航行隨意性大。應(yīng)充分發(fā)揮 VTS作用及加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡邏艇指揮，對(duì)于重點(diǎn)船舶、重點(diǎn)水域、重點(diǎn)靠離泊窗口期進(jìn)行監(jiān)控，將危險(xiǎn)和災(zāi)難消滅在萌芽狀態(tài)。

六、結(jié)語(yǔ)

新港水域是上海港液貨船進(jìn)出最密集的水域，且航行船舶大部分為外籍，存在一定的溝通困難。液貨船舶一旦發(fā)生故障或碰撞等事故，會(huì)給環(huán)境及社會(huì)影響帶來十分嚴(yán)重的后果。希望本文能給港口相關(guān)單位、海事執(zhí)法部門以及航運(yùn)企業(yè)在液貨船風(fēng)險(xiǎn)控制方面提供一定借鑒。