基于水域网格化和指标标准化的海上交通风险评估方法与流程

本发明涉及数据分析领域，尤其涉及一种基于水域网格化和指标标准化的海上交通风险评估方法。

背景技术：

1、海上交通风险评估是海上交通安全管理、海上救助力量动态待命、海事救助系统规划编制、海事救助建设项目论证等工作的重要技术支撑。海上交通风险评估主要包括评估指标、评估方法两个层面。风险评估指标通常涉及船舶交通流量和船舶交通事故两个层面，其中流量指标采用抽样调查数据、进出港船舶报告数据和船舶自动识别系统(automatic identification system，ais)流量等数据，事故指标采用船舶交通事故件数、死亡失踪人数、沉船艘数、直接经济损失等数据。风险评估方法包括早期的个例分析法、事故统计法、规范化安全评估(formal safety assessment，fsa)法，后来的概率与数理统计、计算机仿真、灰色聚类、模糊集理论、粗糙集理论等方法。

2、公开号为cn112441196a的专利文献公开了一种船舶航行风险评估信息的处理方法，该方法包括构建船舶交通流模型，所述船舶交通流模型包括智能船舶仿真模型和常规船舶仿真模型；预设在设定场景内所述船舶交通流模型的初始化水域环境参数；采集所述船舶交通流模型在进行交通流仿真过程中的船舶状态信息和在航环境信息；根据所述初始化水域环境参数、船舶状态信息和在航环境信息进行航行风险评估；根据航行风险的评估结果生成海事监管建议信息。

3、但是，现有技术中对于海上交通的风险评估参考因素和应用水域单一，存在评估精度低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于水域网格化和指标标准化的海上交通风险评估方法，可以解决现有技术中在进行海上交通的风险评估过程中参考因素和应用水域单一导致的评估精度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于水域网格化和指标标准化的海上交通风险评估方法，包括：

3、根据距离海岸线的距离对待评估海域进行网格划分，形成若干个面积不等的水域；

4、获取在所述待评估海域内的ais船舶流量中第i艘次船舶标准换算值ci；

5、根据所述第i艘次船舶标准换算值ci计算任一水域对应的ais船舶标准流量fj；

6、根据任一所述水域j内的第k等级水上险情自然数量rk,j以及对应的换算系数wk，确定所述水域的水上险情标准数量rj；

7、根据水上险情标准数量rj和ais船舶标准流量fj得到任一水域对应的海上交通风险强度aj，其中j为小于等于n的整数，其中n为水域的数量；

8、选择在n个水域内的海上交通风险强度aj的最大值和最小值，根据所述海上交通风险强度aj及其最大值、最小值，构建任一所述水域的海上交通风险指数aj，并根据所述海上交通风险指数确定与所述水域对应的风险等级，进而确定所述待评估海域的风险分布状态。

9、进一步地，根据距离海岸线的距离，对待评估海域进行网格划分包括：

10、基于海事救助装备的技术性能，确定所述海事救助设备的有效覆盖水域面积；

11、在与海岸线整体垂直的方向上，按照拥有所述海事救助装备的机构辖区顺次分割；

12、在海岸线整体平行方向上，按照第一宽度、第二宽度、第三宽度、第四宽度和第五宽度进行顺次划分；

13、所述第一宽度等于第二宽度，依次小于第三宽度、第四宽度、第五宽度，且第一宽度距离海岸线的距离为0。

14、进一步地，所述第一宽度为离岸10海里，所述第二宽度为离岸10～20海里、所述第三宽度为离岸20～50海里，所述第四宽度为离岸50～100海里，所述第五宽度为离岸100海里及以远。

15、进一步地，所述获取在所述待评估海域内的ais船舶流量中第i艘次船舶标准换算值ci包括：

16、综合各种船舶的船型主尺度，将5000吨级标准船型的总长、型宽和型深乘积确定为20000立方米，相应的换算值为1，在待评估海域内的任一船舶标准换算值为：

17、

18、式中：ci为ais船舶流量中第i艘次船舶标准换算值，

19、li、bi、di为待标准化换算的船舶总长、型宽和型深，

20、lo、bo、do为标准船型的总长、型宽和型深。

21、进一步地，所述根据所述第i艘次船舶标准换算值ci计算任一水域对应的ais船舶标准流量fj包括：

22、对于待评估海域任一水域，ais船舶自然流量nj定义为预设时间内，进出该水域所有边界线的船舶数量之和，ais船舶标准流量为：

23、

24、式中：fj为第j水域内ais船舶标准流量，nj为第j水域内ais船舶自然流量。

25、进一步地，所述根据任一所述水域内的各等级水上险情自然数量以及对应的换算系数确定所述水域的水上险情标准数量rj包括：

26、对于沿海待评估海域任一水域，水上险情标准数量为：

27、

28、式中：rj为第j个水域水上险情标准数量，wk为第k个等级水上险情综合换算系数，rk,j为第j个水域第k个等级水上险情自然数量。

29、进一步地，所述根据水上险情标准数量rj和ais船舶标准流量fj得到任一水域对应的海上交通风险强度aj包括：

30、对于沿海待评估海域任一水域，预设时间内水上险情标准数量与ais船舶标准流量的比值为海上交通风险标准强度：

31、

32、式中：aj为第j个水域的海上交通风险标准强度。

33、进一步地，所述根据所述海上交通风险强度aj、所述最大值和所述最小值构建任一所述水域的海上交通风险指数包括：

34、对不同水域的海上交通风险标准强度归一化处理，定义为海上交通风险指数：

35、

36、式中：aj为第j个水域的海上交通风险指数，max(aj)为全部水域中交通风险强度的最大值，min(aj)为全部水域中交通风险强度的最小值。

37、进一步地，根据所述海上交通风险指数确定与所述水域对应的风险等级，包括：

38、确定所述交通风险指数的数值；

39、确定所述交通风险指数所在的指数区间；

40、基于所述指数区间确定所述区域块对应的风险等级，并按照等级-标识色对照表对所述区域块进行着色。

41、所述指数区间包括第一区间、第二区间、第三区间、第四区间和第五区间，所述第一区间的数值范围为大于0.8且小于等于1.0，所述第二区间的数值范围为大于0.6且小于等于0.8，所述第三区间的数值范围为大于0.4且小于等于0.6，所述第四区间的数值范围为大于0.2且小于等于0.4，所述第五区间的数值范围为大于等于0且小于等于0.2。

42、进一步地，所述基于所述指数区间确定所述区域块对应的风险等级，并按照等级-标识色对照表对所述区域块进行着色包括：

43、若交通风险指数处于第一区间，则对应的风险等级为第一等级，所述第一等级对应的标识色为红色；

44、若交通风险指数处于第二区间，则对应的风险等级为第二等级，所述第二等级对应的标识色为橙色；

45、若交通风险指数处于第三区间，则对应的风险等级为第三等级，所述第三等级对应的标识色为黄色；

46、若交通风险指数处于第四区间，则对应的风险等级为第四等级，所述第四等级对应的标识色为蓝色；

47、若交通风险指数处于第五区间，则对应的风险等级为第五等级，所述第五等级对应的标识色为绿色。

48、所述第一等级的危险程度，依次高于第二等级的危险程度、第三等级的危险程度、第四等级的危险程度、第五危险等级的危险程度。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过对待评估海域进行水域的划分，使得对于每个水域内的海上交通风险指数进行计算，实现对待评估海域内的水域的精准评估，利用水上险情标准数量rj和ais船舶标准流量fj得到任一水域对应的海上交通风险强度aj，进而转化为水域的海上交通风险指数aj，根据所述海上交通风险指数aj，确定与所述水域对应的风险等级，进而确定所述待评估海域的风险分布状态，由于对待评估海域进行水域的网格划分，实现对水域内的船舶以及险情状况进行标准化分析，进而实现对水域的水上交通风险指数的精细化，提高危险评估精准度。