江海聯(lián)運船舶航行安全氣象評價指標(biāo)體系的建立與應(yīng)用

張青 李建 顧婷婷 潘婭英

摘 要：選取5個氣象影響因子，分別采用層次分析法和熵權(quán)計算確定各指標(biāo)的權(quán)重，建立江海聯(lián)運船舶航行安全氣象評價指標(biāo)體系。以舟山附近江海聯(lián)運代表性航線為例進(jìn)行評價，驗證所建立的江海聯(lián)運氣象評價指標(biāo)。江海聯(lián)運氣象評價指標(biāo)的建立，為衡量不良天氣條件下船舶航行安全的等級提供了技術(shù)保障，指標(biāo)在氣象安全導(dǎo)航手機(jī)客戶端以及舟山港航氣象服務(wù)手機(jī)客戶端的應(yīng)用為江海聯(lián)運建設(shè)的快速發(fā)展提供全方位的氣象服務(wù)保障。

關(guān)鍵詞：江海聯(lián)運;指標(biāo)體系;船舶導(dǎo)航;手機(jī)客戶端

中圖分類號：U698 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）08-0027-03

江海聯(lián)運，意指同一艘船完成江河以及海洋兩段運輸，省去貨物中轉(zhuǎn)過程的全程運輸方式。江海聯(lián)運的操作分為江段運輸和海上運輸。2016年，國務(wù)院和國家發(fā)改委先后印發(fā)正式文件，同意批復(fù)設(shè)立舟山江海聯(lián)運服務(wù)中心（國函〔2016〕72號），在實施層面出臺《舟山江海聯(lián)運服務(wù)中心總體方案》。2016年寧波舟山港貨物吞吐量9.22億噸，成為全球首個突破9億噸的大港，舟山港域港口貨物吞吐量完成4.26億噸，首次突破4億噸大關(guān)，同比增長12.30%，增幅居全省沿海港口第一位。其中，江海聯(lián)運運量突破1.6億噸。

目前，舟山江海聯(lián)運服務(wù)中心取得了階段性重大成果[1-3]。江海聯(lián)運樞紐港地位進(jìn)一步凸顯，2017年，寧波-舟山港成為世界首個“10億噸”大港;大宗商品的儲運加工和江海聯(lián)運服務(wù)能力明顯提高;航運服務(wù)業(yè)態(tài)日趨豐富，國際海事服務(wù)基地功能更加完善，江海聯(lián)運直達(dá)船舶即將投運，江海聯(lián)運公共信息平臺功能進(jìn)一步拓展;大宗商品交易市場體系加快構(gòu)建，國際化大宗商品集聚發(fā)展和專業(yè)平臺建設(shè)取得突破;江海聯(lián)運綜合集疏運體系更加完善，寧波舟山港主通道等項目建設(shè)推進(jìn)順利;港口一體化改革和區(qū)域港口合作持續(xù)深入，一批跨區(qū)域項目合作取得成效，口岸通關(guān)環(huán)境不斷優(yōu)化，開放程度位居全國前列。

1江海聯(lián)運船舶航行安全氣象評價指標(biāo)體系

1.1指標(biāo)選取方法

建立江海聯(lián)運船舶航行安全氣象評價指標(biāo)體系，首先要刪選出合適的氣象評價因子，因子的選取要有代表性和客觀性， 構(gòu)成科學(xué)完整的評價指標(biāo)體系。從以下幾個方面選取氣象評價指標(biāo)：一是科學(xué)依據(jù)氣象因子對航道通行的影響，遵循綜合性、主導(dǎo)性、可操作性、動態(tài)性、科學(xué)性五項原則，從多個統(tǒng)計數(shù)據(jù)中選取高影響氣象因子作為評價指標(biāo)。二是選取易定量且目前對安全航行的影響程度已有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的因子，避免人為主觀的判斷。三是結(jié)合江海聯(lián)運航線數(shù)據(jù)，對所選取的氣象評價因子在影響船舶通行的高影響天氣進(jìn)行實際驗證，依據(jù)驗證效果動態(tài)調(diào)整對氣象因子的篩選。

因此， 在全面分析不利天氣條件下船舶航行安全影響因素的基礎(chǔ)上， 經(jīng)過廣泛征求專家意見、反復(fù)交換信息，參考已有的氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用風(fēng)力、能見度、雨強(qiáng)、浪高、浪向五個氣象因子來衡量不良天氣條件下船舶航行安全的等級[4-6]。通過充分利用一切有利于航行的氣象和海洋的條件為江海聯(lián)運建設(shè)提供全方位的氣象安全保障。

1.2評價指標(biāo)體系的建立

在廣泛地征求專家意見的基礎(chǔ)上，綜合考慮各類氣象因素的影響，并參照航線沿線的氣象災(zāi)害分布情況評估結(jié)果，把氣象因子的影響程度作為一個層次體系[7]，如圖1所示，層次分析法分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。模型評價的對象構(gòu)成目標(biāo)層，評價航線受災(zāi)害性天氣的影響的具體氣象因子構(gòu)成準(zhǔn)則層?？紤]航線狀況、能見度、船舶抗風(fēng)穩(wěn)定性，選取了風(fēng)力、能見度、雨強(qiáng)、浪高、浪向五個氣象因子作為航線受災(zāi)害性天氣影響程度的評價指標(biāo)。

采用1-9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法比較各元素（與比較的相對重要程度關(guān)系見表1），將5個因素指標(biāo)構(gòu)成判斷矩陣，采用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重。

2 江海聯(lián)運船舶航行安全氣象評價指標(biāo)體系的應(yīng)用

建立的氣象評價指標(biāo)應(yīng)用于精細(xì)化氣象格點數(shù)據(jù)[8-9]，結(jié)合手機(jī)定位技術(shù)及手機(jī)GIS平臺，將相關(guān)成果應(yīng)用于氣象安全導(dǎo)航服務(wù)移動客戶端以及舟山港航氣象服務(wù)移動客戶端。主要實現(xiàn)的功能包括，氣象安全導(dǎo)航移動客戶端的模擬導(dǎo)航，以及舟山港航氣象服務(wù)移動客戶端中客運、貨運航線氣象影響等級的預(yù)報。

2.1 指標(biāo)體系在氣象安全導(dǎo)航移動客戶端中的應(yīng)用

模擬導(dǎo)航功能用于實現(xiàn)出行前的行程規(guī)劃，有效地規(guī)避對船舶航行影響較大的災(zāi)害性天氣過程。動態(tài)獲取沿航線從起點至終點的坐標(biāo)點，分別匹配航線位置與時次對應(yīng)的實況及預(yù)報天氣要素，依據(jù)指標(biāo)體系計算出航段高影響等級天氣信息，設(shè)定各航段的預(yù)警臨界指標(biāo)，當(dāng)氣象條件觸及預(yù)警提示閾值時，自動觸發(fā)地圖顯示標(biāo)注。

實時導(dǎo)航根據(jù)船舶實時位置數(shù)據(jù)，動態(tài)獲取沿導(dǎo)航路線，用戶所在位置匹配對應(yīng)的實況天氣要素，依據(jù)指標(biāo)體系計算對應(yīng)位置的氣象影響等級，觸發(fā)在地圖顯示標(biāo)注，實現(xiàn)基于位置服務(wù)的船舶導(dǎo)航手機(jī)客戶端。

2.2 指標(biāo)體系在舟山港航氣象服務(wù)移動客戶端中的應(yīng)用

舟山港航氣象服務(wù)移動客戶端是一款面向從事舟山港航活動的特定群體的氣象信息服務(wù)終端，功能分為天氣預(yù)報、天氣預(yù)警、實況監(jiān)測、臺風(fēng)、客運交通、貨運航線、油品錨地、港區(qū)服務(wù)模塊，另外針對特定用戶的專業(yè)服務(wù)和信息反饋的交互模塊。指標(biāo)體系在舟山港航氣象服務(wù)移動客戶端中應(yīng)用于客運、貨運航線氣象影響等級預(yù)報。

客運航線模塊提供舟山主要島際之間的氣象預(yù)報信息，也是相關(guān)管理部門作為船班簽證的依據(jù)。

如圖3所示目前客戶端提供了5條舟山島際之間客流量最多的航線預(yù)報，分別是嵊泗—小洋山（上海）、三江—岱山高亭、三江—嵊泗、鴨蛋山—寧波白峰、沈家門（朱家尖）—普陀山。點擊具體航線，即可獲取該航線的最新預(yù)報信息，預(yù)報時效視當(dāng)天的天氣情況而定，如有突發(fā)性惡劣天氣，航線預(yù)報會隨時增發(fā)，確保安全的同時盡可能為航運部門爭取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

貨運航線模塊是針對從事全國沿海航運的海上作業(yè)群體，也有在特定海域從事海上工程建設(shè)的人員。分別作全國9塊海域的5天風(fēng)力主觀預(yù)報，以便用戶安排計劃生產(chǎn)。

3 結(jié)語

江海聯(lián)運氣象評價指標(biāo)為船舶航行安全提供了技術(shù)保障。評價指標(biāo)在氣象安全導(dǎo)航手機(jī)客戶端以及舟山港航氣象服務(wù)手機(jī)客戶端的應(yīng)用將為江海聯(lián)運建設(shè)的快速發(fā)展提供全方位的氣象服務(wù)保障，對于在惡劣天氣下通過模擬導(dǎo)航功能提前規(guī)劃行程，在航行途中通過實時導(dǎo)航功能規(guī)避氣象災(zāi)害風(fēng)險，在貨運、客運航線預(yù)報的應(yīng)用在確保安全，航運部門爭取最大的經(jīng)濟(jì)效益中發(fā)揮重要作用。

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基金項目：浙江省氣象局重點項目（2017ZD15）資助