1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)定
     評(píng)價(jià)現(xiàn)有的操船環(huán)境和改善后的操船環(huán)境對(duì)要通過(guò)的大型船舶操縱安全的影響，是一種問(wèn)題出發(fā)型的評(píng)價(jià)，即對(duì)將來(lái)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(duì)設(shè)想的事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析．根據(jù)評(píng)價(jià)的目的，本文只能用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和隱患指標(biāo)．對(duì)于船舶在航道中的航行進(jìn)行模擬，到目前為止還沒(méi)有可以代替駕引人員決策的真正實(shí)用方法．可見(jiàn)模擬過(guò)程仍帶有偶然性，且模擬時(shí)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(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)與隱患指標(biāo)相結(jié)合的方法，即在隱患評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，從而從不同側(cè)面明確安全問(wèn)題所在，使決策更具有科學(xué)性．
     性能指標(biāo)j能體現(xiàn)操船能力的大小，但要體現(xiàn)危險(xiǎn)性大小還得考慮船舶允許的不發(fā)生事故的運(yùn)動(dòng)范圍，即船首向與計(jì)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(lái)分析駕引人員的不安感和潛在的危險(xiǎn)性．為評(píng)價(jià)船舶航行的危險(xiǎn)度，在性能指標(biāo) 的基礎(chǔ)上設(shè)

       式中，e的值為風(fēng)險(xiǎn)值指標(biāo)的評(píng)價(jià)值，e=0時(shí)為不操舵角，且船舶航行在航道中心線上，此時(shí)最安全；e=1時(shí)為即使操最大舵角，船舶仍要駛出航道，此時(shí)最危險(xiǎn)． y(t)為偏移量，y(t)mas 為允許最大偏移量，l為船長(zhǎng)，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(zhǎng)有關(guān)．
       隱患指標(biāo)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(biāo)分別為操15度舵角的回舵試驗(yàn)中剩余角速度，z形試驗(yàn)中初始轉(zhuǎn)首時(shí)間，旋回試驗(yàn)中的相對(duì)回轉(zhuǎn)直徑，倒車(chē)沖程與船長(zhǎng)之比及能維持舵效的最低航速．這些指標(biāo)值均可通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到．在地形條件中，航道寬度的衡量指標(biāo)為航道寬度與船寬之比，航道彎曲度的衡量指標(biāo)為曲率半徑與船長(zhǎng)之比．在航行條件中，其各因素對(duì)船舶操縱性能的影響，是通過(guò)船舶在這些航行條件下的操縱性能與標(biāo)準(zhǔn)條件下船舶操縱性能作比較得到的．這里所謂的標(biāo)準(zhǔn)條件是指無(wú)風(fēng)、流、浪且水深為無(wú)限深的狀態(tài)．為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，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(biāo)值，日本學(xué)者提出的平行移動(dòng)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(fēng)、浪、流、淺水混合作用狀態(tài)下對(duì)各種可能狀態(tài)各作一次模擬，取其平行移動(dòng)操船面積與在標(biāo)準(zhǔn)條件下平行移動(dòng)操船面積之比值即為衡量航行條件的指標(biāo)值．
在操船信息中，把能見(jiàn)度與船長(zhǎng)之比作為視距的衡量指標(biāo)，而航道中助航設(shè)施主要考慮浮標(biāo)數(shù)目，這里取平均每10 n mile的航道一側(cè)浮標(biāo)數(shù)作為其指標(biāo)值．
2·指標(biāo)權(quán)重的設(shè)定
    各指標(biāo)因素的相對(duì)權(quán)重由層次分析法來(lái)確定．根據(jù)這個(gè)方法可得出系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)隱患指標(biāo)體系的遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示．
 
    權(quán)重求取采用問(wèn)卷調(diào)查法．調(diào)查表要求填寫(xiě)各指標(biāo)按重要程度由大到小排列的一個(gè)順序．對(duì)回收的調(diào)查表，填寫(xiě)每個(gè)組合的二元對(duì)比矩陣，每張表可得到5個(gè)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(biāo)為e，兩兩成對(duì)比較ac1中的所有元素對(duì)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(guò)統(tǒng)計(jì)求得對(duì)aci的權(quán)重wi：對(duì)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(duì)于最高層次的相對(duì)重要性，是從最高層次到最低層次逐次計(jì)算的，最后算得的基本因素{u1，u2，u3，u 4，u5，u6，u7，u8，u9，u10}對(duì)于隱患指標(biāo)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(píng)價(jià)方法的設(shè)定
       本文采用模糊安全綜合評(píng)價(jià)與計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行船舶操縱安全性評(píng)價(jià)，根據(jù)層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法得出隱患指標(biāo)評(píng)價(jià)值，利用計(jì)算機(jī)模擬船舶在狹水道的操縱過(guò)程得出風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值，最后把上述兩指標(biāo)評(píng)價(jià)值結(jié)合起來(lái)得到船舶操縱安全性綜合評(píng)價(jià)值．對(duì)于隱患指標(biāo)評(píng)價(jià)值的求取，先通過(guò)測(cè)量手段確定其指標(biāo)量值，再解決指標(biāo)間的可共度性，即進(jìn)行指標(biāo)的無(wú)量綱化處理．根據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jiǎn)單實(shí)用起見(jiàn)，我們選擇直線型無(wú)量綱化方法來(lái)解決定量指標(biāo)的可綜合性問(wèn)題．無(wú)量綱化計(jì)算公式如下，正指標(biāo)即指標(biāo)值越大越危險(xiǎn)：
 
式中，y為當(dāng)時(shí)定量指標(biāo)的評(píng)價(jià)值，x為當(dāng)時(shí)有量綱指標(biāo)的實(shí)際值，各定量指標(biāo)的xmax 和xmin表示這個(gè)指標(biāo)如果是正指標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的因素對(duì)操縱的影響是最危險(xiǎn)的和最安全的，如果這個(gè)指標(biāo)是逆指標(biāo)則相反，它們的值通過(guò)專家調(diào)查而得到．下面是各個(gè)指標(biāo)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(biāo)，u6、u7、u9和ul0是逆指標(biāo)．由于有些指標(biāo)的x值隨航道的不同區(qū)段而變化，其指標(biāo)評(píng)價(jià)值是航道長(zhǎng)度l的函數(shù)y(l)，對(duì)其按照區(qū)段的長(zhǎng)度進(jìn)行積分，即
 
      此 y才作為評(píng)價(jià)整個(gè)航道安全的指標(biāo)評(píng)價(jià)值．設(shè)一條船要通過(guò)一狹水道為一個(gè)樣本，則每個(gè)樣本要考慮10個(gè)因素，即u= {u，u2,u3，u4，u5，u 6，u7，u8， u9，u 10}，每個(gè)因素總體權(quán)重已求得為 w．設(shè)評(píng)價(jià)集h 有7個(gè)決擇等級(jí)，從ui 到h 的一個(gè)模糊映射r為單因素評(píng)價(jià)，y。表示樣本u中第 個(gè)因素當(dāng)時(shí)的指標(biāo)評(píng)價(jià)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(jí)t的隸屬度．根據(jù)yi從模糊子集表查取向量r，得到一個(gè)綜合評(píng)價(jià)的模糊變換矩陣r =(rhi)，h=1，2，... ，p.p為樣本中的因素個(gè)數(shù)．本文采用參考文獻(xiàn)[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(píng)價(jià)向量為
b = w 。r (3)
此樣本的隱患指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)值為
q = b 。n(et) (4)
式中，ⅳ 為需要程度等級(jí)矩陣，n=(1，0．8，0．65，0．5，0．35，0．2o，0)，t為轉(zhuǎn)置符號(hào)．q的大小體現(xiàn)了設(shè)定的船舶通過(guò)某一狹水道的隱患的危險(xiǎn)程度，再與風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)結(jié)合考慮，仍采取加權(quán)平均法，最后的綜合評(píng)價(jià)值為
g =0．806q + 0．194e (5)
g的大小表示設(shè)定船舶通過(guò)某一狹水道時(shí)所承擔(dān)的危險(xiǎn)程度．考慮到隱患指標(biāo)與風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)是從不同側(cè)面反映船舶操縱的安全性，二者是互為補(bǔ)充的，因此從這個(gè)意義出發(fā)，可以采用加法合成．e為風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)評(píng)價(jià)值，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬船舶在狹水道的操縱過(guò)程，再根據(jù)(1)式求得．