商渔船碰撞预警模型
上官伟+王志明
摘要：
为找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源，根据2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故的统计资料，梳理出事故的6类原因，归纳其共性特点.将碰撞前后的商船、渔船、环境视为稳定的系统，基于信息熵理论，通过分析事故中的增熵和负熵因素定义预警系统的事故临界点，建立商渔船避碰的预警模型.结合浙江沿海商渔船碰撞事故进行实证分析，得出结论：商渔船碰撞预警系统的事故临界点熵值为0.177；达到该值之前相关船舶应采取避碰措施.该方法可为维持商渔船良好的通航秩序提供参考.
关键词：
商渔船碰撞；信息熵理论；事故临界点；预警模型；实证分析；避碰措施
中图分类号：U676.1
文献标志码：A 收稿日期：20150828 修回日期：20160121
0引言
中国是一个拥有300多万km2海域、1.8万km海岸线的海洋大国.沿海商渔船活动频繁，海事安全面临极大挑战，其中以浙江沿海最为突出.浙江沿海水域[12]北接长江口，南连台湾海峡，西靠杭州湾，东邻太平洋，属南北航运的必经之地.这里不仅有中国国内最大规模的沿海港口群和数以千计的岛屿，而且还有4条贯穿我国最繁忙近海渔场的主航路，所以浙江沿海水域是中国航运环境最复杂的地方，也是商渔船碰撞海损事故多发地段.
因此，对浙江沿海商渔船碰撞事故的规律、原因进行分析研究，能够帮助管理机构找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源，建立预警模型和管理机制，从而制定相应防范对策，促进海上商贸与渔业活动和谐有效发展.
1浙江沿海概况与商渔船碰撞事故
1.1浙江沿海渔场及航路概况
按农业部渔港等级分类标准，浙江沿海拥有208座渔港，其中国家级中心渔港10座、一级渔港18座、二级渔港35座、三级渔港43座、等级以下渔港102座.[3]同时，这一区域也是全国航路最密集、交通流密度最大的水域之一；浙江沿海4条主航路为西航路、中航路、东航路和外航路，其中东航路与沿海渔场交织最多，汪益兵等[4]对浙江沿海交通状况的调查结果显示，对东航路交通影响最大的因素就是渔船.浙江沿海主要渔场水域的航路分布[5]见图1，东航路交通干扰因素[4]的调查结果见图2.
渔场与航路在同一海域并存是浙江沿海商渔船碰撞隐患的根源.[610]在主航道和警戒区等交叉航道较多的水域易发生事故，这与该水域通航环境复杂、交通流拥挤和冲突相一致.[11]
1.2浙江沿海交通概况
浙江沿海航路上通航的商船船型主要为散杂货船、集装箱船和危险品船.根据AIS数据（包括ClassB数据）统计[5]，沿海主要航路上商船的平均通航密度为680艘次/h，以400km2为单位统计区进行网格划分，对浙江沿海通航密度进行统计，商船平均通过量最高达730艘次/h.以100km2为单位统计区进行网格划分，对浙江各渔场渔船通过量进行统计，渔船通过量最高达829艘次/h.图3为浙江沿海商渔船密度网格图与航迹交叉图.
图3中，左图网格中的交通流密度都很大，右图中深黑色的商船尾迹与浅灰色的渔船尾迹交织如麻.因此，浙江沿海商渔船碰撞事故是由二者在水域使用权上的冲突引起的，主要体现在两个方面：商船航路区域与渔船作业区的冲突；商船航行与渔船进出渔港的冲突.浙江沿海的渔场众多，作业渔船进出港频繁，且4条主航路都穿越渔场而过，在能见度不良、天气恶劣、渔船违规操纵和商船避碰失当等情况下，商渔船的碰撞事故就在所难免了.
1.3事故资料统计
从相关资料中获取2008—2013年浙江沿海水上交通事故统计数据[45]，见表1.
从表1可以看出：商渔船碰撞事故数在2011年达到峰值19起，总体呈上升趋势；商渔船碰撞事故数占碰撞事故总数的比例在2008至2010年有所下降，从2011至2013年都上升到55%以上.据海事管理部门调查报告，商渔船碰撞事故多发生在渔场或者航道边缘，约93%的事故发生在40m等深线以内的海域.
从表3可以看出，2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故共66起，其原因基本上可以划分为3大类：商船致因、渔船致因、环境致因.商船致因因素主要包括商船避碰失当、瞭望失误；渔船致因因素主要包括抢头、摸航；环境致因因素主要包括恶劣天气、能见度低.根据各因素所引起的事故数比例从高到低排序为：渔船抢头（26%）、商船避碰失当（20%）、渔船摸航（18%）、能见度低（17%）、恶劣天气（11%）、商船瞭望失误（10%）.
1.4浙江沿海商渔船碰撞事故特点分析
为便于分析商渔船碰撞事故的特点和原因，为防碰提供可靠依据，选取2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞的典型事故进行分析.根据调查资料和相关文献[511]，这些发生碰撞的商渔船和事故本身具有以下特点.
1.4.1发生事故的商船特点
（1）瞭望局限.商船对渔区的环境、气象条件、能见度等以及可避让区域缺乏全局性了解，无法做好先期的预防工作.
（2）依赖仪器.驾驶员在驾驶船舶时有时过于依赖仪器，而忽视了必要的瞭望.
（3）盲目判断.进入渔区后，有些商船没有使用一切有效手段，尽可能迅速查明有碰撞危险的渔船的位置、种类、动态及其外伸渔具的方向、长度和位置，盲目地作出判断.
（4）操纵生疏.商船驾驶员对避让渔船缺乏丰富的经验，这是商渔船碰撞的重要原因.
1.4.2发生事故的渔船特点
（1）抢头习惯.渔船有抢大船船头的习惯，在商船穿越渔场或在岛礁区狭水道内航行时，渔船突然抢过大船船头，最容易导致商渔船碰撞.
（2）摸航变速.能见度不良时，渔船有高速行驶及雾中摸航的习惯，盲目全速行驶，这给安全航行带来巨大威胁.
摘要：
为找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源，根据2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故的统计资料，梳理出事故的6类原因，归纳其共性特点.将碰撞前后的商船、渔船、环境视为稳定的系统，基于信息熵理论，通过分析事故中的增熵和负熵因素定义预警系统的事故临界点，建立商渔船避碰的预警模型.结合浙江沿海商渔船碰撞事故进行实证分析，得出结论：商渔船碰撞预警系统的事故临界点熵值为0.177；达到该值之前相关船舶应采取避碰措施.该方法可为维持商渔船良好的通航秩序提供参考.
关键词：
商渔船碰撞；信息熵理论；事故临界点；预警模型；实证分析；避碰措施
中图分类号：U676.1
文献标志码：A 收稿日期：20150828 修回日期：20160121
0引言
中国是一个拥有300多万km2海域、1.8万km海岸线的海洋大国.沿海商渔船活动频繁，海事安全面临极大挑战，其中以浙江沿海最为突出.浙江沿海水域[12]北接长江口，南连台湾海峡，西靠杭州湾，东邻太平洋，属南北航运的必经之地.这里不仅有中国国内最大规模的沿海港口群和数以千计的岛屿，而且还有4条贯穿我国最繁忙近海渔场的主航路，所以浙江沿海水域是中国航运环境最复杂的地方，也是商渔船碰撞海损事故多发地段.
因此，对浙江沿海商渔船碰撞事故的规律、原因进行分析研究，能够帮助管理机构找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源，建立预警模型和管理机制，从而制定相应防范对策，促进海上商贸与渔业活动和谐有效发展.
1浙江沿海概况与商渔船碰撞事故
1.1浙江沿海渔场及航路概况
按农业部渔港等级分类标准，浙江沿海拥有208座渔港，其中国家级中心渔港10座、一级渔港18座、二级渔港35座、三级渔港43座、等级以下渔港102座.[3]同时，这一区域也是全国航路最密集、交通流密度最大的水域之一；浙江沿海4条主航路为西航路、中航路、东航路和外航路，其中东航路与沿海渔场交织最多，汪益兵等[4]对浙江沿海交通状况的调查结果显示，对东航路交通影响最大的因素就是渔船.浙江沿海主要渔场水域的航路分布[5]见图1，东航路交通干扰因素[4]的调查结果见图2.
渔场与航路在同一海域并存是浙江沿海商渔船碰撞隐患的根源.[610]在主航道和警戒区等交叉航道较多的水域易发生事故，这与该水域通航环境复杂、交通流拥挤和冲突相一致.[11]
1.2浙江沿海交通概况
浙江沿海航路上通航的商船船型主要为散杂货船、集装箱船和危险品船.根据AIS数据（包括ClassB数据）统计[5]，沿海主要航路上商船的平均通航密度为680艘次/h，以400km2为单位统计区进行网格划分，对浙江沿海通航密度进行统计，商船平均通过量最高达730艘次/h.以100km2为单位统计区进行网格划分，对浙江各渔场渔船通过量进行统计，渔船通过量最高达829艘次/h.图3为浙江沿海商渔船密度网格图与航迹交叉图.
图3中，左图网格中的交通流密度都很大，右图中深黑色的商船尾迹与浅灰色的渔船尾迹交织如麻.因此，浙江沿海商渔船碰撞事故是由二者在水域使用权上的冲突引起的，主要体现在两个方面：商船航路区域与渔船作业区的冲突；商船航行与渔船进出渔港的冲突.浙江沿海的渔场众多，作业渔船进出港频繁，且4条主航路都穿越渔场而过，在能见度不良、天气恶劣、渔船违规操纵和商船避碰失当等情况下，商渔船的碰撞事故就在所难免了.
1.3事故资料统计
从相关资料中获取2008—2013年浙江沿海水上交通事故统计数据[45]，见表1.
从表1可以看出：商渔船碰撞事故数在2011年达到峰值19起，总体呈上升趋势；商渔船碰撞事故数占碰撞事故总数的比例在2008至2010年有所下降，从2011至2013年都上升到55%以上.据海事管理部门调查报告，商渔船碰撞事故多发生在渔场或者航道边缘，约93%的事故发生在40m等深线以内的海域.
从表3可以看出，2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故共66起，其原因基本上可以划分为3大类：商船致因、渔船致因、环境致因.商船致因因素主要包括商船避碰失当、瞭望失误；渔船致因因素主要包括抢头、摸航；环境致因因素主要包括恶劣天气、能见度低.根据各因素所引起的事故数比例从高到低排序为：渔船抢头（26%）、商船避碰失当（20%）、渔船摸航（18%）、能见度低（17%）、恶劣天气（11%）、商船瞭望失误（10%）.
1.4浙江沿海商渔船碰撞事故特点分析
为便于分析商渔船碰撞事故的特点和原因，为防碰提供可靠依据，选取2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞的典型事故进行分析.根据调查资料和相关文献[511]，这些发生碰撞的商渔船和事故本身具有以下特点.
1.4.1发生事故的商船特点
（1）瞭望局限.商船对渔区的环境、气象条件、能见度等以及可避让区域缺乏全局性了解，无法做好先期的预防工作.
（2）依赖仪器.驾驶员在驾驶船舶时有时过于依赖仪器，而忽视了必要的瞭望.
（3）盲目判断.进入渔区后，有些商船没有使用一切有效手段，尽可能迅速查明有碰撞危险的渔船的位置、种类、动态及其外伸渔具的方向、长度和位置，盲目地作出判断.
（4）操纵生疏.商船驾驶员对避让渔船缺乏丰富的经验，这是商渔船碰撞的重要原因.
1.4.2发生事故的渔船特点
（1）抢头习惯.渔船有抢大船船头的习惯，在商船穿越渔场或在岛礁区狭水道内航行时，渔船突然抢过大船船头，最容易导致商渔船碰撞.
（2）摸航变速.能见度不良时，渔船有高速行驶及雾中摸航的习惯，盲目全速行驶，这给安全航行带来巨大威胁.
