1 評價指標的設(shè)定
     評價現(xiàn)有的操船環(huán)境和改善后的操船環(huán)境對要通過的大型船舶操縱安全的影響，是一種問題出發(fā)型的評價，即對將來可能發(fā)生的環(huán)境改善和船舶操縱性能改善加以設(shè)想，然后對設(shè)想的事故進行風險分析．根據(jù)評價的目的，本文只能用風險指標和隱患指標．對于船舶在航道中的航行進行模擬，到目前為止還沒有可以代替駕引人員決策的真正實用方法．可見模擬過程仍帶有偶然性，且模擬時不可能考慮到所有的因素，難以揭示系統(tǒng)的隱患，而事故的發(fā)生除了與隱患有關(guān)外，在很大程度上確又受到偶然性影響。所以本文提出一種風險指標與隱患指標相結(jié)合的方法，即在隱患評價的基礎(chǔ)上，對事故風險進行分析，從而從不同側(cè)面明確安全問題所在，使決策更具有科學性．
     性能指標j能體現(xiàn)操船能力的大小，但要體現(xiàn)危險性大小還得考慮船舶允許的不發(fā)生事故的運動范圍，即船首向與計劃航向的偏角以及允許的最大偏移量、最大操舵角，并由此來分析駕引人員的不安感和潛在的危險性．為評價船舶航行的危險度，在性能指標 的基礎(chǔ)上設(shè)

       式中，e的值為風險值指標的評價值，e=0時為不操舵角，且船舶航行在航道中心線上，此時最安全；e=1時為即使操最大舵角，船舶仍要駛出航道，此時最危險． y(t)為偏移量，y(t)mas 為允許最大偏移量，l為船長，w為船寬， φ(t)為偏航角，δ(t)為舵角， δmax為允許最大舵角取35度． 為舵角的權(quán)重系數(shù)，其大小與船長有關(guān)．
       隱患指標由船舶操縱性能、地形條件、航行條件和操船信息組成．由船舶在狹水道中航行的操縱性能及駕引人員的操船特性可知，船舶在狹水道中航行的操縱性能主要涉及船舶的控向、控速性能和低速航向性能，這可歸結(jié)為五種基本性能，即航行穩(wěn)定性、追隨性、旋回性、停船性和低速航向性．其衡量指標分別為操15度舵角的回舵試驗中剩余角速度，z形試驗中初始轉(zhuǎn)首時間，旋回試驗中的相對回轉(zhuǎn)直徑，倒車沖程與船長之比及能維持舵效的最低航速．這些指標值均可通過計算機模擬得到．在地形條件中，航道寬度的衡量指標為航道寬度與船寬之比，航道彎曲度的衡量指標為曲率半徑與船長之比．在航行條件中，其各因素對船舶操縱性能的影響，是通過船舶在這些航行條件下的操縱性能與標準條件下船舶操縱性能作比較得到的．這里所謂的標準條件是指無風、流、浪且水深為無限深的狀態(tài)．為簡便起見，不必在各種航行條件下模擬得出衡量船舶各種性能的指標值，日本學者提出的平行移動操船不失為一種既方便而又精度高的方法．考慮到航行條件中各因素互相影響，本文在風、浪、流、淺水混合作用狀態(tài)下對各種可能狀態(tài)各作一次模擬，取其平行移動操船面積與在標準條件下平行移動操船面積之比值即為衡量航行條件的指標值．
在操船信息中，把能見度與船長之比作為視距的衡量指標，而航道中助航設(shè)施主要考慮浮標數(shù)目，這里取平均每10 n mile的航道一側(cè)浮標數(shù)作為其指標值．
2·指標權(quán)重的設(shè)定
    各指標因素的相對權(quán)重由層次分析法來確定．根據(jù)這個方法可得出系統(tǒng)安全性評價隱患指標體系的遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示．
 
    權(quán)重求取采用問卷調(diào)查法．調(diào)查表要求填寫各指標按重要程度由大到小排列的一個順序．對回收的調(diào)查表，填寫每個組合的二元對比矩陣，每張表可得到5個判斷矩陣．構(gòu)造判斷矩陣方法如下：給出遞階層次中某一層因素的集聚組合，例如，ac1==(e1，e2，e3，e4)，該集聚組合的相鄰上一層中的目標為e，兩兩成對比較ac1中的所有元素對e的影響程度，將比較結(jié)果以數(shù)字形式填入矩陣，所得到的矩陣即為該組合的判斷矩陣．最后通過統(tǒng)計求得對aci的權(quán)重wi：對應(yīng)acl=(e1，e2，e3，e4)，wl=[0．289，0．417，0．216，0．078]；ac2=(ul，u2，u3，u4，u5)，w2=[0．238，0．157，0．245，0．213，0．152]；ac3=(u6，u7)，w3= [0．575，0．425]；ac4= 9u8)，w4= [1．ooo]；ac5=(u9，ul0)，w5=[0．333，0．667]．
基本因素總體權(quán)重是指基本因素對于最高層次的相對重要性，是從最高層次到最低層次逐次計算的，最后算得的基本因素{u1，u2，u3，u 4，u5，u6，u7，u8，u9，u10}對于隱患指標總體權(quán)重為w =[0．069，0．045，0．071，0．061，0．044，0．240，0．177，0．216，0．026，0．052]．
3 評價方法的設(shè)定
       本文采用模糊安全綜合評價與計算機模擬相結(jié)合的方法進行船舶操縱安全性評價，根據(jù)層次分析法和模糊綜合評價法得出隱患指標評價值，利用計算機模擬船舶在狹水道的操縱過程得出風險指標評價值，最后把上述兩指標評價值結(jié)合起來得到船舶操縱安全性綜合評價值．對于隱患指標評價值的求取，先通過測量手段確定其指標量值，再解決指標間的可共度性，即進行指標的無量綱化處理．根據(jù)統(tǒng)計得出的關(guān)于影響操縱安全的因素的隸屬度函數(shù)，圖形在所論域內(nèi)都接近線型，所以，為簡單實用起見，我們選擇直線型無量綱化方法來解決定量指標的可綜合性問題．無量綱化計算公式如下，正指標即指標值越大越危險：
 
式中，y為當時定量指標的評價值，x為當時有量綱指標的實際值，各定量指標的xmax 和xmin表示這個指標如果是正指標，其對應(yīng)的因素對操縱的影響是最危險的和最安全的，如果這個指標是逆指標則相反，它們的值通過專家調(diào)查而得到．下面是各個指標的z 和35" 的取
值，ul(0，0．2)； u2(1，5)； u3(1，7)；u4(5，20)；u5(0，0．6)；u6(1．5，8)；u7(3，8)；u8(1，2)；u9(0，10)；ulo(5．5，100)．其中，ul、u2、u 3、u4、u5和u8是正指標，u6、u7、u9和ul0是逆指標．由于有些指標的x值隨航道的不同區(qū)段而變化，其指標評價值是航道長度l的函數(shù)y(l)，對其按照區(qū)段的長度進行積分，即
 
      此 y才作為評價整個航道安全的指標評價值．設(shè)一條船要通過一狹水道為一個樣本，則每個樣本要考慮10個因素，即u= {u，u2,u3，u4，u5，u 6，u7，u8， u9，u 10}，每個因素總體權(quán)重已求得為 w．設(shè)評價集h 有7個決擇等級，從ui 到h 的一個模糊映射r為單因素評價，y。表示樣本u中第 個因素當時的指標評價值，i=1，2，... ，10．r(ui)=[rj1，rj 2，....,rj7]，其中rji 表示樣本u的因素ui 屬于影響等級t的隸屬度．根據(jù)yi從模糊子集表查取向量r，得到一個綜合評價的模糊變換矩陣r =(rhi)，h=1，2，... ，p.p為樣本中的因素個數(shù)．本文采用參考文獻[1]中的模糊子集表．模糊合成采用加權(quán)平均型模糊，則一樣本的綜合評價向量為
b = w 。r (3)
此樣本的隱患指標的綜合評價值為
q = b 。n(et) (4)
式中，ⅳ 為需要程度等級矩陣，n=(1，0．8，0．65，0．5，0．35，0．2o，0)，t為轉(zhuǎn)置符號．q的大小體現(xiàn)了設(shè)定的船舶通過某一狹水道的隱患的危險程度，再與風險指標結(jié)合考慮，仍采取加權(quán)平均法，最后的綜合評價值為
g =0．806q + 0．194e (5)
g的大小表示設(shè)定船舶通過某一狹水道時所承擔的危險程度．考慮到隱患指標與風險指標是從不同側(cè)面反映船舶操縱的安全性，二者是互為補充的，因此從這個意義出發(fā)，可以采用加法合成．e為風險指標評價值，通過計算機模擬船舶在狹水道的操縱過程，再根據(jù)(1)式求得．