大型船舶進(jìn)出港引航風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

鄭偉+軒少永

摘 要：本文介紹了IMO推薦的綜合安全評(píng)估理論方法和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，并將該方法應(yīng)用于日照嵐山港區(qū)大型船舶引航風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。實(shí)踐證明，該方法是可行的且能夠有效識(shí)別船舶引航風(fēng)險(xiǎn)原因并能據(jù)此制定出有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制方案。

關(guān)鍵詞：大型船舶 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 船舶引航

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來(lái)貨物海運(yùn)量呈迅速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，港口通航能力不足的矛盾也日趨突出，加上船舶的大型化，尤其是超大型船舶的出現(xiàn)，對(duì)港口及航道都提出了新的要求。加快港口建設(shè)，適應(yīng)腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已成為當(dāng)務(wù)之急。為了確保港口水域交通安全，應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜合安全評(píng)估（FSA）

1、綜合安全評(píng)估的特點(diǎn)

FSA是一種結(jié)構(gòu)化和規(guī)范化的綜合安全評(píng)估方法。通過(guò)采用規(guī)范化的五個(gè)步驟，全方位地對(duì)船舶設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、營(yíng)運(yùn)、航行的相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行綜合評(píng)估。FSA綜合目前實(shí)用的安全評(píng)估技術(shù)，將目前在安全評(píng)估領(lǐng)域有效的方法集成在一起，結(jié)合頭腦風(fēng)暴等定性和定量化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，全面分析和找出危險(xiǎn)、原因及其產(chǎn)生的后果與影響。該評(píng)估技術(shù)要求采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ?jì)算各種風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，包括常用的人命損失表示對(duì)人員的風(fēng)險(xiǎn)，事故死亡率表示個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)，用于反映某類(lèi)事故量化風(fēng)險(xiǎn)水平的FN曲線(xiàn)表示社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。然后，根據(jù)計(jì)算所得的各種風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值，選用適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行分析比較，并對(duì)比較的結(jié)果通過(guò)評(píng)估加以風(fēng)險(xiǎn)水平的歸類(lèi)。通過(guò)安全評(píng)估，可以識(shí)別出影響風(fēng)險(xiǎn)水平的主要因素和所屬范圍。

2、FSA的基本內(nèi)容

在進(jìn)行FSA之前，首先應(yīng)確定所需評(píng)估的項(xiàng)目和范圍，并充分考慮與這些被評(píng)估項(xiàng)目相關(guān)的限定條件，然后按照FSA的危險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制方案、費(fèi)用與效益評(píng)估和提供決策建議五個(gè)步驟（參見(jiàn)圖1“FSA方法流程圖”）進(jìn)行評(píng)估。

船舶引航系統(tǒng)

引航工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，對(duì)于引航工作系統(tǒng)可以通過(guò)本體部分和客體部分來(lái)加以分析。其中本體部分是指引航員系統(tǒng)，客體部分則是引航員以外的其他系統(tǒng)，包括被引航船舶及其船員、環(huán)境、拖輪等因素。

1、引航員系統(tǒng)

引航員系統(tǒng)包括引航站的從事引航工作的引航員和引航管理人員。引航員系統(tǒng)中涉及技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、能力、心理、生理等因素情況。

2、被引航船舶及其輔助系統(tǒng)

被引航船舶及其輔助系統(tǒng)包括被引航船舶相關(guān)的因素，具體包括被引航船舶及其設(shè)備，被引航船舶上的船員，輔助作業(yè)拖輪，碼頭輔助作業(yè)人員。

3、環(huán)境系統(tǒng)

環(huán)境因素相對(duì)更加復(fù)雜，按照可控環(huán)境系統(tǒng)和不可控環(huán)境系統(tǒng)劃分為自然、航道與碼頭、交通、他船等。

4、管理系統(tǒng)

管理因素不僅涉及到引航人員的管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)，也包括引航單位的上級(jí)管理機(jī)構(gòu)或者涉及航道水域等引航環(huán)境管理的VTS部門(mén)。

危險(xiǎn)識(shí)別

1、引航員人因系統(tǒng)

從事故的發(fā)生規(guī)律及影響因素來(lái)看，引航員人因因素的影響對(duì)事故的發(fā)生都起著非常重要的作用，而引航員人因又可以分成多個(gè)方面的二級(jí)原因，具體包括超規(guī)范操作、違規(guī)操作、引航計(jì)劃過(guò)失、航行操作過(guò)失、避讓行為過(guò)失、操縱航行戒備疏忽、操縱行為過(guò)失、操縱判斷失誤、應(yīng)急處理過(guò)失和通信與合作過(guò)失等。

2、被引船舶及其輔助系統(tǒng)

船舶引航工作具有其特殊性，在此僅研究超大型船舶（VLCC）的引航風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。VLCC船舶不同于常規(guī)萬(wàn)噸級(jí)船舶，在操縱性能等方面有自己的特點(diǎn)。①靜態(tài)操縱性能，主要表現(xiàn)為船舶的停船性能，操舵舵效。②動(dòng)態(tài)操縱性能，主要表現(xiàn)為各種效應(yīng)明顯，船體下沉量較大，淺水、狹水道受限水域中航行所產(chǎn)生的各種效應(yīng)更加明顯。

3、引航輔助系統(tǒng)

船舶引航輔助系統(tǒng)主要包括協(xié)助船舶靠離碼頭的拖輪和碼頭作業(yè)輔助人員。

4、環(huán)境系統(tǒng)

船舶引航作業(yè)的環(huán)境包括引航水域的自然條件、氣象水文條件、交通條件以及碼頭與泊位、拖輪和VTS管理等輔助條件，這些條件各具特點(diǎn)且不斷發(fā)生實(shí)時(shí)變化，它們的綜合表現(xiàn)構(gòu)成了復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的引航作業(yè)環(huán)境。對(duì)于日照港而言，影響VLCC油輪進(jìn)出港和靠離泊引航安全的主要因素包括潮汐、風(fēng)與霧、航道與碼頭條件等。

4.1潮汐影響

嵐山港的潮汐類(lèi)型屬正規(guī)半日潮類(lèi)型，潮汐性質(zhì)指標(biāo)值約為0.32。平均潮差為344cm，潮差較大。受南黃海潮流控制，為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流，漲潮主流向?yàn)槲髂舷?，落潮主流向?yàn)闁|北向，漲潮流歷時(shí)略短于落潮流歷時(shí)，平均漲潮歷時(shí)為5小時(shí)38分；平均落潮歷時(shí)為6小時(shí)47分，漲潮流速明顯強(qiáng)于落潮流速。港區(qū)航道實(shí)測(cè)最大漲潮點(diǎn)流速為1.14m/s，流向216°，最大落潮點(diǎn)流速為0.74m/s，流向40°。最大垂線(xiàn)平均流速約1.07m/s，流向220°，該位置位于航道進(jìn)入碼頭回旋水域處；30萬(wàn)噸級(jí)原油碼頭處實(shí)測(cè)最大漲潮點(diǎn)流速為1.42m/s，流向228°，最大落潮點(diǎn)流速為0.90m/s，流向60°。最大垂線(xiàn)平均流速約1.32m/s，流向224°。

4.2風(fēng)與霧

日照港區(qū)屬暖溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)大陸性氣候，四季分明，冷熱季和干濕季的區(qū)別都很明顯，春季干旱少雨，回暖遲；夏季濕重，無(wú)酷熱，雨水集中，易成澇；秋季涼爽，晚秋旱；冬季干燥無(wú)嚴(yán)寒，雨雪少。港區(qū)具有明顯的季風(fēng)特征，冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行偏東南風(fēng)。全年各向風(fēng)頻率相對(duì)均勻，但仍以N～NNE～NE風(fēng)向頻率較大。累年各月10分鐘平均最大風(fēng)速以6月份最大，風(fēng)速19.4m/s，風(fēng)向ESE。瞬時(shí)最大風(fēng)速出現(xiàn)在7月，風(fēng)速27.5m/s，風(fēng)向N。

嵐山港區(qū)一年四季都有霧出現(xiàn)，但多集中在春夏季的4～7月份，4～7月份平均有霧日之和為22.2天，占全年有霧日數(shù)的67%，其中6月份有霧日最多，多年平均為6.3天；5月份次之，為6.0天。多年平均全年有霧日數(shù)為33.6天。每年能見(jiàn)度≤1000m的天數(shù)為26.5天。

4.3航道與碼頭條件

日照嵐山港區(qū)水域附近的航道由自然航道和人工疏浚航道組成。從港外至港內(nèi)依次可分為：①錨地航段：從2號(hào)錨地（圖中A點(diǎn)）中心到301號(hào)浮筒（圖中B點(diǎn)），此航段距離約3海里，錨地自然水深23.5米。②第一轉(zhuǎn)向段：301號(hào)浮筒到309浮筒之間（至圖中C點(diǎn)），該航段長(zhǎng)度約5.6海里。設(shè)有浮筒右側(cè)標(biāo)為301-309，且301-305僅設(shè)右側(cè)標(biāo)，從307/308號(hào)浮筒開(kāi)始設(shè)有雙側(cè)標(biāo)，航道寬度為600米，自然水深21.5米；該段走向?yàn)?79.4°/099.4°。③第二轉(zhuǎn)向段：309號(hào)浮筒到313浮筒之間（至圖中D點(diǎn)），該航段長(zhǎng)度約2.5海里，設(shè)有3對(duì)浮筒為309/310—313/314，浮筒間距約1.26海里，航道寬度為600米，自然水深21.5米以上；該段走向?yàn)?38.2°/058.2°。

圖2 嵐山港區(qū)30萬(wàn)噸級(jí)航道示意圖

此外，嵐山港區(qū)實(shí)華航道、港池及附件附近目前建有45座浮標(biāo)，3個(gè)雷達(dá)應(yīng)答器，2個(gè)導(dǎo)航燈樁。

VLCC油輪作業(yè)碼頭位于日照港嵐山港區(qū)中作業(yè)區(qū)10萬(wàn)噸級(jí)油碼頭東南側(cè)，地理坐標(biāo)35°05′35″N，119°22′17″E。30萬(wàn)噸原油碼頭布置型式為蝶式，碼頭長(zhǎng)500.7米，碼頭標(biāo)高為13米，有四個(gè)靠船墩，6個(gè)系纜墩。碼頭和后方陸域間通過(guò)引橋和引堤相連，引橋垂直于碼頭布置，與碼頭軸線(xiàn)呈“L”形布置；引橋總長(zhǎng)792m，橋面凈寬11.9m；引堤在引橋西北側(cè)延長(zhǎng)線(xiàn)上，長(zhǎng)150.8m，其西北端接10萬(wàn)噸油碼頭引堤與后方罐區(qū)相連，引堤與10萬(wàn)噸油碼頭引堤夾角約為137°。

圖3 嵐山港區(qū)VLCC碼頭位置與走向

5、管理系統(tǒng)

日照船舶交通管理系統(tǒng)（VTS系統(tǒng)）由日照船舶交通管理中心（VTS中心）、嵐山海事處的瀏覽終端和兩個(gè)雷達(dá)站組成。VTS系統(tǒng)的構(gòu)成及主要性能包括：①雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)：16海里作用距離，具有自動(dòng)跟蹤與重放功能。②船舶數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：船舶數(shù)據(jù)處理能力5000艘次。③VHF通信系統(tǒng)：24海里作用距離，具有連續(xù)錄音功能。④AIS系統(tǒng)：24海里作用距離，具有船舶識(shí)別和發(fā)送/接受AIS 信息功能。⑤氣象自動(dòng)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)：全天候?qū)崟r(shí)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。⑥CCTV監(jiān)控系統(tǒng)：視頻輔助監(jiān)控港口作業(yè)和船舶動(dòng)態(tài)。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)控制

1、航道航行

由于VLCC油輪碼頭位于日照港嵐山港區(qū)中港區(qū)，進(jìn)出口航道水深不能滿(mǎn)足需要，大型船舶必須乘潮進(jìn)港且不易操縱，加上航道較長(zhǎng)，該區(qū)流向較復(fù)雜，不確定因素較多，都對(duì)船舶的安全造成隱患。大型深吃水船舶進(jìn)出日照嵐山港的主要風(fēng)險(xiǎn)是發(fā)生擱淺或碰撞險(xiǎn)情。形成航行風(fēng)險(xiǎn)的影響因素主要有以下幾點(diǎn)。

1.1能見(jiàn)度情況

能見(jiàn)度不良對(duì)操縱能力受限的大型深吃水船舶進(jìn)出港航行是致命的威脅。

1.2風(fēng)流條件

風(fēng)作用在船上使船首偏轉(zhuǎn)的同時(shí)還使船舶向下風(fēng)飄移。風(fēng)動(dòng)力引起的船舶飄移主要與風(fēng)速、風(fēng)舷角、航速、船舶受風(fēng)面積和船型有關(guān)。港區(qū)水域全年各向風(fēng)頻率相對(duì)均勻。常風(fēng)向?yàn)镹，次常風(fēng)向NNE，歷年平均風(fēng)速為4.3m/s。港區(qū)流速表層平均為1.80m/s，流向216°；垂線(xiàn)平均1.70m/s，流向220°。水流的作用使船舶速度產(chǎn)生變化，同時(shí)使船舶偏離計(jì)劃航線(xiàn)或產(chǎn)生首搖、飄移等情況。人工航道的寬度不足6倍船寬，風(fēng)流共同作用可能使航行船舶發(fā)生偏轉(zhuǎn)、飄移，偏離航道，導(dǎo)致船舶擱淺或者與航標(biāo)發(fā)生碰撞。

1.3航道條件

航道寬度、水深受限。內(nèi)航道最窄處寬320 m，可使用水域僅320米。航道疏浚水深為-19.7米。超大型船舶通過(guò)這些水域時(shí)，其操縱性受到嚴(yán)重限制。30萬(wàn)噸級(jí)船舶需乘潮進(jìn)港，為保證船舶安全，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算潮時(shí)與潮高，恰當(dāng)?shù)倪x擇靠泊時(shí)段，既能滿(mǎn)足航道水深要求，又能盡可能的避開(kāi)急流影響，船舶可選取平潮時(shí)段靠泊碼頭，保證船舶安全。

1.4交通環(huán)境因素

嵐山錨地和航道兩側(cè)及其附近的養(yǎng)殖區(qū)成為影響船舶安全航行的主要因素之一。港口進(jìn)出口水域交通密集，交通環(huán)境復(fù)雜，航道條件自身不足，在能見(jiàn)度不良、風(fēng)浪、流、礙航物的自然條件下形成交通形勢(shì)的復(fù)雜，易導(dǎo)致船舶碰撞。

1.5船舶因素

超大型船舶在通過(guò)操縱受限水域時(shí)，如因本船或它船發(fā)生機(jī)械故障，這將對(duì)航道中的其他船舶的安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

1.6人為因素

在制定航行計(jì)劃時(shí)，沒(méi)有充分了解日照港的水文氣象信息，或?qū)﹃P(guān)鍵因素估計(jì)不足都可能導(dǎo)致險(xiǎn)情或事故；航行過(guò)程中，駕駛?cè)藛T疏忽瞭望、操縱不當(dāng)、對(duì)流壓估計(jì)不足、通信聯(lián)絡(luò)不暢等，都將影響船舶的通航安全；港口生產(chǎn)計(jì)劃制定的不合理以及現(xiàn)有制度的不合理，也有可能導(dǎo)致險(xiǎn)情和事故。

綜合以上因素，在該航道引領(lǐng)超大型船舶航行時(shí)吃水20米的VLCC船舶需在高潮前 1h 時(shí)到達(dá)一期航道東口門(mén) D 點(diǎn)（入口），從而滿(mǎn)足目前嵐山港區(qū)深水人工航道船舶乘潮歷時(shí)3h 的要求；而通過(guò)AC/CD 段所需要的時(shí)間為 0.8-1.0h，要求船舶在到達(dá)航段口門(mén) D 點(diǎn)處時(shí)，對(duì)應(yīng)的水位為高潮前 1.8-2.0h 的時(shí)刻，其水位滿(mǎn)足最小4.22m。船舶應(yīng)降速航行，使船舶下沉量減少以滿(mǎn)足航行水深為 24.22m，滿(mǎn)足船舶的航行富裕水深達(dá)到2.6米以上。

2、船舶靠離泊作業(yè)

靠離碼頭操縱時(shí)，由于船舶處于低速、大漂角、淺水水域和舵效差的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且受外界風(fēng)流和周?chē)h(huán)境的影響也較大，船舶操縱比較困難。

2.1風(fēng)浪流條件

由于實(shí)華碼頭泊位走向040/220 度，基本東北-西南走向，正與漲潮流落潮流的方向一致。常風(fēng)向?yàn)镹，次常風(fēng)向NNE，強(qiáng)風(fēng)向?yàn)閃SW。冬春多北到東北風(fēng)，其他季節(jié)多南風(fēng)，風(fēng)向基本與泊位走向平行。泊位東南向開(kāi)闊，東北/西南向都沒(méi)有防浪設(shè)施。因此引航作業(yè)通常情況風(fēng)力小于7級(jí)，浪高不高于2.5米，且要在緩流時(shí)靠泊，減小流壓力。

2.2能見(jiàn)度條件

該航道通航環(huán)境復(fù)雜，航道兩側(cè)都有大片養(yǎng)殖區(qū)，且有幾處緊貼航道邊線(xiàn)；大量漁船隨意航行、下網(wǎng)捕魚(yú)有時(shí)占用航道。這些情況迫使引航員在操船時(shí)必須做到早觀(guān)察、早判斷、早采取措施，給自己留出更大的安全余量。

2.3輔助操縱條件

靠泊時(shí)協(xié)助拖輪的總功率及數(shù)量。根據(jù)通常情況下采取簡(jiǎn)易的算法：每10000載重噸所需拖輪功率1000匹。一般情況300米以上者配6條。

2.4船舶的富余水深控制

進(jìn)出港船舶通過(guò)航道時(shí)富余水深不得小于船舶實(shí)際吃誰(shuí)的10%；在波高大于1米時(shí)還需考慮波蕩效應(yīng)，適當(dāng)增加富余水深；吃水小于或等于-18米的船舶低平潮靠泊時(shí)通過(guò)航道的富余水深應(yīng)不小于2.5米；吃水大于-18 米的船舶靠泊時(shí)通過(guò)航道的富余水深應(yīng)不小于2.5米。

決策建議

船舶引航是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，在接受任務(wù)前一定要認(rèn)真分析錨地、航道、港池的水深情況，根據(jù)海圖的水深情況、潮汐表理論潮高、船舶實(shí)際吃水計(jì)算出船舶在不同時(shí)段航行的富余水深，制定周密的引航計(jì)劃，其中包括安全合理的安排人員，掌握好船舶進(jìn)港和靠離泊時(shí)機(jī)，控制好船舶位置與速度，充分發(fā)揮引航員、船員、拖輪船長(zhǎng)和碼頭作業(yè)人員的團(tuán)隊(duì)合作。同時(shí)，針對(duì)30萬(wàn)噸級(jí)深吃水的船舶，一旦在港區(qū)出現(xiàn)緊急情況且出港航道不滿(mǎn)足乘潮時(shí)，船舶則無(wú)法抵達(dá)錨地的情況，建議制定泄漏、火災(zāi)、爆炸、碰撞、擱淺、臺(tái)風(fēng)等情況應(yīng)急計(jì)劃。

FSA作為一種新的有效的安全評(píng)估方法，是對(duì)傳統(tǒng)的安全評(píng)估技術(shù)的綜合與升華。其主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平確定了量化的依據(jù)以及首次把安全經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論引入到安全平價(jià)領(lǐng)域。FSA作為一種指導(dǎo)方法，具體應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，所采用的安全分析技術(shù)也不盡相同，研究者可以針對(duì)所研究的領(lǐng)域與對(duì)象不同，采用最合適的安全分析技術(shù)，確定其風(fēng)險(xiǎn)水平并提出有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

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（第一作者單位：日照港引航站）