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安全航速的模糊定量研究 卜仁祥，刘正江，洪碧光 大连海事大学航海学院，辽宁大连116026 摘要：本文运用模糊数学理论，探讨了各因素与安全航速的模糊关系，提出一种安全航速的定量确 定方法。并针对限制水域中安全航速的问题，在安全调查的基础上，确定了主要影响因素指标及各指标的 权重与隶属函数，建立了确定浅窄航道中船舶安全航速的模糊综合评判模型。仿真结果表明，模糊综合评 判方法确定的安全航速与人确定的相接近，表明算法的可行性。 关键词：船舶 安全航速 安全评价 模糊数学 1引言 1972年国际避碰规则修订会议决定以。安全航速”一词代替以往只适用能见度不良情况的“缓速 (moderate speed)”，并作为单独一个条款，置于规则第二章第一节“船舶在任何能见度条件下的行动规则” 中，从而确定了“安全航速”的重要地位…。 安全航速是受多方面因素牵制、随具体条件而变的。规则不可能给出具体的量化规定(虽然几经尝试)， 也不可能给出确定安全航速的方法以及明确的依据，而是仅仅列出了应考虑的各种因素。这对于确定一个 具体的安全航速值来说起不到什么作用ol，实际中船舶驾驶人员更想获得具体的定量规定作为行动依据。 建议：限制船舶雾中航行，以减小碰撞率；局部雾区内航行时避免不必要的降速以减小雾中船舶会遇频率； 分道通航区域内通过限制最高航速使会遇频率达到晟小，并给出了确定最佳航速的计算方法，其前提为： 在固定运输量条件下，会遇频率、碰撞率与航速成反比：船舶避让的难易与航速大小无直接关系；高速航 的航速，尚不能全面反映所有因素的作用。1993年，日本学者林通夫等01通过实时模拟操船对交通拥挤水 域高速船舶进行了安全评价研究，认为：高速航行带来的船舶会遇频率对人收集处理信息能力会有影响； 低速航行则会造成的船舶避让操纵困难，使两种危险总和最小时的航速即是最合适的航速。林通夫等所着 眼的因素也只限于交通条件，而且是针对高速船进行的。1996年，文献[4】从船舶避碰的角度出发，将层次 分析法(AI-IP法)引入到航速决策中，建立了可以确定各种因素影响下风险最小航速的模型。尽管得到的 航速不是绝对安全的，但该航速是风险性最小的。文献[5】从避碰规则的角度出发设计了定量确定安全航速 的数学模型。 安全航速定量研究起步是较早的，但发展较缓慢，尤其是对于定量确定给定条件下的安全航速的研究 尚存在空白。 本文运用模糊数学理论，探讨了各影响因素与安全航速的模糊关系，提出一种安全航速的定量确定方 法。以限制水域中安全航速的确定问题为例。在安全调查的基础上，确定了影响安全航速的主要因素，并 一109— 根据各因素与安全航速的模糊关系确定了评判指标及各指标的权重与隶属函数，建立了确定浅窄航道中船 舶安全航速的模糊综合评判模型。以我校实习船育龙论为例在几种典型环境条件下进行了安全航速仿真计 算，并与专家确定的安全航速值进行对比，结果表明，模糊综合评判方法确定的安全航速与人确定的相接 近，表明算法的可行性。 2安全航速的模糊定量化 2．1安全航速的内涵 迄今为止，“安全航速”尚无明确的定义。避碰规则中的“安全航速”是从避碰的角度上来说的。虽然 从规则第六条条文可以间接得出“能采取适当而有效的避碰行动，并能在适合当时环境和情况的距离内把 船停住的速度就是安全航速“”口】，但根据规则所给出的应考虑因素，“安全航速”内涵也不应局限于避碰 的安全，确定安全航速时并不应局限于避碰行动，且根据规则第八条规定“应避免对航向或航速作一连串 的小变动”的规定，。安全航速”应当是船舶根据当时环境条件决定的相对稳定的航速，而不包括采取避让 行动时的变速问题。 有的港口限速要求船舶以“安全航速”行驶。例如，“以不危及本船和他船及设施的安全，以及不影响 他船正常航行的航速行驶”(上海港港章)，“保持安全航速，不得损坏附近码头、堤岸及其他船舶”(天津 港港章)等。港口限速通常是整体的静态限速，尚不能作到单船的动态限速，一般由各港口主管机关根据 当地水域的具体情况制定，方声主要有原则限速和严格限速两种。港口限速中的“安全航速”含义不同于 避碰规则，是以不损坏或危及港口设施及他船安全等为前提。 为明确本文研究范围，对安全航速概念作如下探讨； 安全航速是由航速决定的人、船、环境构成的操船系统在给定条件下