航道工程水上作業(yè)船只防碰撞等風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)研究

◎曾斌華 江西省路港工程有限公司

何歡翔 江西省水運(yùn)咨詢有限公司

大型和水文狀態(tài)復(fù)雜的航道整治工程，涉及范圍廣，工程規(guī)模大，作業(yè)船只多，受諸多風(fēng)險(xiǎn)因素影響，其水上施工作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)倍增。如何準(zhǔn)確評(píng)估把握相關(guān)區(qū)域的船只航行風(fēng)險(xiǎn)，有針對(duì)性地采取降低風(fēng)險(xiǎn)措施，是該類整治航道治理工程必須重視解決的工程問(wèn)題。案例某內(nèi)河航道整治工程的所在水域，多流聚會(huì)，過(guò)航繁忙以及大量水工建筑物影響，使作業(yè)區(qū)域的水上航行環(huán)境愈加復(fù)雜。為有效控制和防范施工期作業(yè)船只發(fā)生碰撞等工程事故，確保航道治理工程順利安全進(jìn)行，工程通過(guò)IWRAP模型，開展作業(yè)區(qū)船只碰撞概率計(jì)算，分析把握水上工程操作重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并據(jù)此對(duì)作業(yè)區(qū)實(shí)施工期船只安全管控措施，為順利安全完成航道整治任務(wù)，提供了堅(jiān)實(shí)的安全控制和管理保障。這里梳理介紹該模型分析技術(shù)和工程所采取的風(fēng)險(xiǎn)保障措施，以為同類工程借鑒應(yīng)用提供技術(shù)和管理參考。

1.案例工程

某航道位于我國(guó)某內(nèi)河航線的下游，雖然區(qū)域水面較為寬闊，但區(qū)域匯流較多，水文狀態(tài)復(fù)雜。區(qū)段兩岸存在許多碼頭埠站、停泊區(qū)、漁區(qū)、取水站、錨地、水上交通服務(wù)區(qū)，使該區(qū)域的船只，過(guò)航繁忙和交匯密集。大量的水工建筑物、水上交通服務(wù)設(shè)施等，使區(qū)域航行環(huán)境愈加復(fù)雜。因此每隔一段時(shí)間，就需要對(duì)區(qū)段航道實(shí)施一次全面深入的治理。

案例航道治理工程，自上而下包括4個(gè)礙航區(qū)段，總長(zhǎng)220km。工程主要內(nèi)容包括：航道疏浚、邊坡加固、錨地調(diào)整、航標(biāo)維修、監(jiān)管設(shè)施配套建設(shè)以及其它臨時(shí)性工程等。工程涉及范圍廣，工程規(guī)模大，作業(yè)船只多，工期也相對(duì)長(zhǎng)。工程另一個(gè)難點(diǎn)還在于，其中一個(gè)15m航道疏浚段落，在其他工程作業(yè)期間要實(shí)現(xiàn)初期通航。

在如此復(fù)雜的環(huán)境下，開展水上安全施工作業(yè)，準(zhǔn)確評(píng)估把握相關(guān)區(qū)域的船只航行風(fēng)險(xiǎn)，有針對(duì)性地采取降低風(fēng)險(xiǎn)措施，是該整治航道工程得以順利安全進(jìn)行必須解決的問(wèn)題。為保證工程順利安全施工，在啟動(dòng)施工前，工程責(zé)任部門通過(guò)IWRAP模型，開展作業(yè)區(qū)船只碰撞概率計(jì)算，分析了工程水上操作重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，為作業(yè)區(qū)防范船只碰撞等風(fēng)險(xiǎn)，提供技術(shù)和管理依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)施作業(yè)區(qū)工期船只安全管控措施。

2.船只碰撞概率計(jì)算IWRAP模型

IWRAP是一款航道環(huán)境下船只碰撞概率模擬分析計(jì)算模型，可以依據(jù)航道船只分布的歷史或預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)參數(shù)，計(jì)算區(qū)域內(nèi)船只的碰撞風(fēng)險(xiǎn)概率，從而對(duì)航道特定區(qū)域的航行碰撞風(fēng)險(xiǎn)給予分析和評(píng)估。在航道治理工程中，作業(yè)船只在航道或航道附近水域，頻繁進(jìn)出，無(wú)論是從時(shí)間分布上，還是從空間分布上，均一定程度呈現(xiàn)散亂狀態(tài)，給工期船只防碰撞提出管理要求。為了有的放矢地加強(qiáng)工期船只安全管理，就需要對(duì)工期作業(yè)船只的航行隱患開展評(píng)估分析。優(yōu)化改進(jìn)的IWRAP模型計(jì)算公式：

3.航道工程作業(yè)船只碰撞風(fēng)險(xiǎn)模擬分析

3.1 主要參數(shù)取值

基于案例航道工程水文場(chǎng)地條件和相關(guān)作業(yè)參數(shù)，對(duì)船只碰撞隱患的模擬分析計(jì)算的主要參數(shù)取值如下：

施工期間，案例航道采用分道過(guò)航制，航道內(nèi)各向航行過(guò)流量，按統(tǒng)計(jì)過(guò)流量900艘/d取值，其中Q和Q分別為，下行航行過(guò)流量470艘/d，上行航行過(guò)流量430艘/d。

施工區(qū)域航道長(zhǎng)11.5k m，寬400m，所以模擬計(jì)算中，航道長(zhǎng)度Lf取值為11.5km。

鄰舷船只在航速度V和V取值。采集航段開工之前3個(gè)月份的船只航行管理AIS數(shù)據(jù)，參照漁船、集裝箱船、散貨運(yùn)輸船、氣體運(yùn)輸船、化學(xué)品船、油船、輔助服務(wù)船等種類，綜合平均計(jì)算，獲得平均速度值。同時(shí)參考所在地方的航線制度規(guī)定，即在不危害其他船只和航線設(shè)施的條件下，船只過(guò)航速度最大不得超15kn，約合28km/h的標(biāo)準(zhǔn)，給予綜合取值。漁船航速均值7.60kn，集裝箱船航速均值13.00kn，散貨運(yùn)輸船航速均值8.50kn，氣體運(yùn)輸船航速均值9.80kn，化學(xué)品船航速均值9.20kn，油船船航速均值9.10kn，輔助服務(wù)船航速均值15.00kn，其它船航速均值10.00kn。

在航相鄰船只的寬度數(shù)據(jù)從AIS數(shù)據(jù)中提取，參考海港總體規(guī)范和船體種類比率，選取設(shè)定臨舷船只的各自船寬。比鄰船只間的相對(duì)速度VR取值。參照前述各船只類型在航速度，確定比鄰船只間的相對(duì)速度矢量。

致害風(fēng)險(xiǎn)因子Pc的計(jì)算取值。采取業(yè)內(nèi)較為常用的致害風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，其中船只擱淺風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)1.60×10，交叉和對(duì)遇風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)1.10×10，追越風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)0.50×10，轉(zhuǎn)彎風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)1.30×10，匯合風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)1.30×10。

案例施工期間航道采取分道過(guò)航制，航道基于中心線進(jìn)行分隔。航道總體寬度為400m，因此分隔后，上下行航道均為200m寬度。在航道作業(yè)船只分布密度計(jì)算中，航道船只分布密度取正態(tài)分布狀態(tài)開展計(jì)算。

3.2 計(jì)算結(jié)果與分析

基于前述主要參數(shù)取值，通過(guò)船只碰撞概率IWRAP模型計(jì)算得知：

案例航道整治工程的fjs航段,過(guò)航船只發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)概率相對(duì)較高。而該段的上游，也就是丁壩fl2區(qū)域的過(guò)航碰撞風(fēng)險(xiǎn)更高。船只對(duì)遇碰撞風(fēng)險(xiǎn)率0.20次/y，船只擱淺事故風(fēng)險(xiǎn)率0.30次/y，船只追越事故風(fēng)險(xiǎn)率0.7次/y，其它事故風(fēng)險(xiǎn)率0.03次/y，則船只事故風(fēng)險(xiǎn)概率總計(jì)為1.23次/y；fl3區(qū)域的過(guò)航碰撞風(fēng)險(xiǎn)有所緩解，船只對(duì)遇碰撞風(fēng)險(xiǎn)率0.08次/y，船只擱淺事故風(fēng)險(xiǎn)率0.10次/y，船只追越事故風(fēng)險(xiǎn)率0.30次/y，其它事故風(fēng)險(xiǎn)率0.02次/y，則船只事故風(fēng)險(xiǎn)概率總計(jì)為0.60次/y。

船只碰撞概率模擬計(jì)算結(jié)果顯示，保持航道寬度不變條件下，整治工程的fl2區(qū)域，過(guò)航船只發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。不考慮能見(jiàn)度、流態(tài)、風(fēng)擾等環(huán)境條件影響，其主要致害因素在于下述3個(gè)方面：首先，該水域是2條航道的交匯區(qū)域，匯合船只多，過(guò)航秩序相對(duì)復(fù)雜；其次，該水域水域，是下行航線，最先遇到的一處丁壩水域，過(guò)航船只行到此處，駕駛員心理多壓力比較大；再次，該水域水域因丁壩調(diào)流，水流有變，該又處于航道的一個(gè)輕微彎道處，駕駛瞭望識(shí)別和船只轉(zhuǎn)向控制難度相對(duì)加大，所以更容易發(fā)生事故。

4.作業(yè)船只防范碰撞等工程風(fēng)險(xiǎn)的保障措施

4.1 實(shí)施作業(yè)船只安全準(zhǔn)入制度

1）從嚴(yán)準(zhǔn)入審核程序。參與施工單位，應(yīng)該依據(jù)工程施工方案，準(zhǔn)確計(jì)算編制所需作業(yè)船只和輔助船只的數(shù)量，盡可能控制壓縮輔助船只的配備數(shù)量。對(duì)預(yù)備應(yīng)用船只的功能狀態(tài)，應(yīng)嚴(yán)格給予檢查，在滿足要求以后，才能允許船只參與現(xiàn)場(chǎng)施工。

2）船只必須滿足應(yīng)有技術(shù)狀態(tài)條件。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的船只，必須證照和功效材料齊全。船只必須設(shè)施配備齊全，功效技術(shù)狀態(tài)良好，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的所有作業(yè)船只，均要出具有關(guān)部門出具的船只檢驗(yàn)證書，以及相關(guān)安全和許可證書；船只的通信、導(dǎo)航、控制、應(yīng)急、防污、救生、消防等安全裝備齊全，技術(shù)狀態(tài)良好；潮汐表、燈光、霧號(hào)、無(wú)線電碼本、航行日志、發(fā)動(dòng)機(jī)日志等航行安全資料和記錄本，必須準(zhǔn)備齊全，并符合所在航行區(qū)域的應(yīng)用要求。

4.2 健全水上生產(chǎn)安全管理體系

1）建立健全水上生產(chǎn)安全責(zé)任制。

①由企業(yè)負(fù)責(zé)人全面負(fù)責(zé)，并指定專人對(duì)施工作業(yè)船只浮動(dòng)設(shè)施相關(guān)人員開展安全管理；

②參與水上操作的所有船只，都要與工程部或施工企業(yè)，簽訂水上生產(chǎn)安全承諾書或水上生產(chǎn)安全協(xié)議，理清應(yīng)急指揮體系，雙方明確安全責(zé)任；

③工程部和施工企業(yè)，均要制定安全施工預(yù)案，按照國(guó)家和地區(qū)的有關(guān)水上生產(chǎn)安全的防爆、防火、防污染等法律、規(guī)范的規(guī)定，形成更利于工程現(xiàn)場(chǎng)安全保障的各項(xiàng)安控條文和措施。

2）健全作業(yè)船只安全管理制度。

①在海事管理“黑名單”上的船只，不可參加工程作業(yè)，正接受海事管理調(diào)查的船只，在取消調(diào)查前，不可參與工程施工，不得應(yīng)用未經(jīng)技術(shù)和安全驗(yàn)收的臨時(shí)船只；

②施工單位應(yīng)與參加施工作業(yè)船只責(zé)任人，簽訂水上安全作業(yè)責(zé)任書，并有必要將施工作業(yè)船只，納入工程部安全管理體系開展有效管理；

③將水上生產(chǎn)安全放在首位，堅(jiān)持預(yù)防為主的方針，強(qiáng)化水上生產(chǎn)安全宣傳，促進(jìn)人員提高水上作業(yè)安全意識(shí)；

④組織參與水上作業(yè)員工，參加水上生產(chǎn)安全培訓(xùn)，引導(dǎo)作業(yè)員工自覺(jué)遵守水上生產(chǎn)安全規(guī)章制度，拒絕違規(guī)操作；

⑤通過(guò)建立水上生產(chǎn)安全考核獎(jiǎng)罰機(jī)制，鼓勵(lì)提出安全作業(yè)建議，獎(jiǎng)勵(lì)舉報(bào)違規(guī)作業(yè)的舉報(bào)人員，處罰違規(guī)作業(yè)船只和相關(guān)責(zé)任人員，以推動(dòng)形成水上生產(chǎn)安全自糾正機(jī)制，適時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正水上操作存在的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題；

⑥建立水上生產(chǎn)安全與施工操作協(xié)調(diào)機(jī)制，專人負(fù)責(zé)工程進(jìn)度；保證安全演練的有效實(shí)施，確保相應(yīng)資金的順利落實(shí)。

4.3 作業(yè)船只要正確使用和顯示信號(hào)

1）在水上作業(yè)過(guò)程中，參加施工操作的船只，應(yīng)遵守水上相關(guān)的無(wú)線電使用管理規(guī)定，認(rèn)真收聽(tīng)和應(yīng)用相關(guān)信息頻道；

2）施工操作船只應(yīng)適時(shí)、正確顯示號(hào)燈和號(hào)型。

4.4 自覺(jué)服從VTS指揮

1）在海事專業(yè)部門批準(zhǔn)的海域進(jìn)行施工。

2）參加作業(yè)的船只，應(yīng)當(dāng)服從海事專業(yè)部門VTS指揮，遵從和執(zhí)行VTS調(diào)度。

3）施工作業(yè)船只應(yīng)主動(dòng)聯(lián)系VTS中心，適時(shí)了解大型船只進(jìn)出作業(yè)水域的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

4）施工作業(yè)船只要強(qiáng)化瞭望，積極聯(lián)系周邊進(jìn)出港船只，協(xié)調(diào)避讓，確保施工船和交通過(guò)行船之間安全通行。

4.5 強(qiáng)化對(duì)交通船的管理

1）按照前述準(zhǔn)入制度，嚴(yán)格控制交通船只準(zhǔn)入，檢查交通船只相關(guān)證件是不是齊全，交通船只安全技術(shù)條件是不是滿足國(guó)家檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與安全技術(shù)規(guī)程，保證交通船只滿足水上生產(chǎn)安全運(yùn)輸要求。交通船只的重要部位，諸如上下舷梯、扶梯、跳板等，應(yīng)配置欄桿、安全網(wǎng)、防滑墊、草袋等防護(hù)設(shè)施，以防止人員走行產(chǎn)生意外。

2）建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)與參加施工的交通船只，簽訂人員交通安全保障條款，實(shí)行船長(zhǎng)主體責(zé)任，突出交通船只的人員交通安全保障。同時(shí)，將交通船只的安全，也納入施工期安全管理體系，加強(qiáng)安全管控。

3）交通船只應(yīng)該注意船上人員的秩序管理，保證人員上下船有序安全。做好上下船設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)工作，配置必要的防護(hù)措施，并在梯口配置必要的人員落水預(yù)防裝備和人員落水救援裝備，保證施工人員上下船只的安全。

4）參加施工及人員運(yùn)輸?shù)拇?，一定要配備足夠的救生圈、救生衣、救生筏等救生裝備，以及足夠的消防設(shè)備、油污設(shè)備等設(shè)施。

5）船只應(yīng)配備（VHF）高頻電話，以方便同指揮部及其他船只通訊，配備人員通訊裝備和水域作業(yè)水域地圖。

6）交通船只應(yīng)當(dāng)按照調(diào)度室與海事專業(yè)部門VTS指定航道航行，在定點(diǎn)?？繒r(shí)，不可亂航或亂載客。

7）船只應(yīng)設(shè)置應(yīng)急安全通道，墻上應(yīng)有安全通道圖，并對(duì)隨船人員開展必要的培訓(xùn)與講解。

8）按核定載客數(shù)量運(yùn)輸，不得過(guò)載超出船只限定載客人數(shù)，船長(zhǎng)不可疲勞駕駛，氣象條件惡劣或船只額定超員時(shí)，不可違規(guī)出航。

9）交通船只不可人員和貨物混裝，人員交通船只更要禁止混載有害有毒、易燃易爆等危險(xiǎn)品。危險(xiǎn)品必須專運(yùn)，并且須持相應(yīng)證件。

10）船員司職放接纜繩，一定要穿救生衣。

11）工作人員應(yīng)乘坐交通船，應(yīng)該聽(tīng)從船員指揮，上下船須待船錨固拴牢后，排隊(duì)上下船，在航行過(guò)程中，禁止站立、走動(dòng)或吸煙，上船前不可飲酒。

12）非船只駕駛員不得進(jìn)入駕駛室、嚴(yán)禁觸摸船只裝備、禁止擅自取用船只救生和消防裝備，非船上人員不得操作船上裝備。

13）船長(zhǎng)和船員要強(qiáng)化船只巡查，做好船只人員管理，對(duì)必要的裝備和船只處所開展密封，做好船只飲用水管理工作。

14）船員應(yīng)按規(guī)定對(duì)運(yùn)輸船只進(jìn)行安全監(jiān)督檢查，開航前開展自檢，適時(shí)處理船只安全風(fēng)險(xiǎn)，督促落實(shí)及時(shí)整改，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)報(bào)告整改結(jié)果，由安全部門開展監(jiān)督審查。

5.結(jié)語(yǔ)

開展了航道工程水上作業(yè)船只防碰撞等風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)研究，主要收獲：

（1）介紹了船只碰撞概率計(jì)算IWRAP模型。IWRAP是一款航道環(huán)境下船只碰撞概率模擬分析計(jì)算模型，可以依據(jù)航道船只分布的歷史或預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)參數(shù)，計(jì)算區(qū)域內(nèi)船只的碰撞風(fēng)險(xiǎn)概率，從而對(duì)航道特定區(qū)域的航行碰撞風(fēng)險(xiǎn)給予分析和評(píng)估。

（2）案例工程通過(guò)IWR AP模型，開展作業(yè)區(qū)船只碰撞概率計(jì)算，分析把握了工程水上操作重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

（3）案例工程對(duì)作業(yè)區(qū)實(shí)施工期船只安全管控措施。包括作業(yè)船只安全準(zhǔn)入制度、健全水上生產(chǎn)安全管理體系、作業(yè)船只要正確使用和顯示信號(hào)、正確使用和顯示信號(hào)、服從VTS指揮以及交通船的管理等。