本發(fā)明屬于水上交通安全，尤其是涉及一種自主船舶觸碰事故預(yù)防方法、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著船舶自動(dòng)化和智能化技術(shù)的快速發(fā)展，自主船舶作為未來(lái)航運(yùn)的發(fā)展方向，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注。盡管自主船舶有望降低人為因素引發(fā)的事故風(fēng)險(xiǎn)，但其所采用的新技術(shù)和新系統(tǒng)也可能帶來(lái)新的安全隱患。觸碰事故是航行中最常見(jiàn)的事故類(lèi)型之一，也是自主船舶面臨的重要安全挑戰(zhàn)，這些事故不僅可能導(dǎo)致人員傷亡、環(huán)境破壞，還可能帶來(lái)巨額的經(jīng)濟(jì)損失和商業(yè)中斷。鑒于上述現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，為確保自主船舶的安全運(yùn)行，有必要深入剖析其觸碰事故的風(fēng)險(xiǎn)因素及其事故致因，制定針對(duì)性的安全防控策略。

2、現(xiàn)有的船舶風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估方案包括兩方面：1)一種是針對(duì)特定水域或特定風(fēng)險(xiǎn)因素影響下的船舶風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)及評(píng)估方法，例如針對(duì)關(guān)鍵水域及重點(diǎn)船舶(cn118194073a)，內(nèi)河船舶風(fēng)險(xiǎn)(cn111951607a)，內(nèi)河多場(chǎng)景船舶航行風(fēng)險(xiǎn)(cn115510644a)，受限水域船舶風(fēng)險(xiǎn)(cn116029554a)，內(nèi)河風(fēng)浪影響的船舶自沉風(fēng)險(xiǎn)(cn114655387a)，模糊邏輯的區(qū)域船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)(cn114464014a)，臺(tái)風(fēng)影響下的船舶風(fēng)險(xiǎn)(cn117789529a)；2)另一種是使用特定方法或系統(tǒng)的船舶風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)及評(píng)估方法，例如針對(duì)所有船舶的航行風(fēng)險(xiǎn)(cn115310673a)，船舶管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、ais數(shù)據(jù)分析(cn116777218a)，大數(shù)據(jù)分析(cn116151625a)，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析(cn118410344a)，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)(cn118571101a)，船岸協(xié)同多源數(shù)據(jù)(cn117953729a)，邊緣計(jì)算(cn117854324a)。

3、須指出，上述改進(jìn)技術(shù)方案研究對(duì)象相對(duì)單一，沒(méi)有從自主船舶且面向觸碰事故的角度出發(fā)，其風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)及評(píng)估方法存在空白。區(qū)域尺度的事故數(shù)據(jù)分析有助于把握局部水域的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)，但難以揭示全球船舶整體的事故規(guī)律，尤其是對(duì)于發(fā)生頻率較高的觸碰事故；整體方案對(duì)于評(píng)估對(duì)象在風(fēng)險(xiǎn)演化的動(dòng)態(tài)性上考慮不足，尚未充分揭示風(fēng)險(xiǎn)因素的耦合關(guān)系。綜上所述，亟需設(shè)計(jì)一種新型的觸碰事故預(yù)防方案，以全面審視自主船舶在不同環(huán)境條件下發(fā)生觸碰事故的風(fēng)險(xiǎn)因素和事故致因，為政府機(jī)構(gòu)、航運(yùn)公司和救援組織等提供可靠的決策支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種自主船舶觸碰事故預(yù)防方法、設(shè)備和介質(zhì)，進(jìn)一步提高自主船舶航行的安全性。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種自主船舶觸碰事故預(yù)防方法，包括以下步驟：

4、獲取船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用扎根理論和系統(tǒng)理論過(guò)程分析方法識(shí)別獲得多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素，所述船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)包括歷史觸碰事故數(shù)據(jù)、多源海事事故調(diào)查報(bào)告和自主船舶風(fēng)險(xiǎn)研究文獻(xiàn)；

5、基于所述船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景，通過(guò)模糊認(rèn)知圖方法動(dòng)態(tài)模擬自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的演化過(guò)程，迭代計(jì)算每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景中各自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的穩(wěn)態(tài)值，根據(jù)穩(wěn)態(tài)值排名前n的自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素制定對(duì)應(yīng)的碰撞事故防控對(duì)策，穩(wěn)態(tài)值迭代計(jì)算過(guò)程中使用的交互作用矩陣根據(jù)基于決策試驗(yàn)與評(píng)價(jià)試驗(yàn)室法計(jì)算獲得的綜合影響矩陣確定。

6、進(jìn)一步地，識(shí)別獲得多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的具體過(guò)程如下：

7、根據(jù)所述歷史觸碰事故數(shù)據(jù)提取船舶觸碰事故特征；

8、采用扎根理論對(duì)所述多源海事事故調(diào)查報(bào)告進(jìn)行分析，結(jié)合所述船舶觸碰事故特征提取傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素；

9、采用系統(tǒng)理論過(guò)程分析方法，根據(jù)所述自主船舶風(fēng)險(xiǎn)研究文獻(xiàn)構(gòu)建自主船舶安全控制結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合所述傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素提取獲得多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素。

10、進(jìn)一步地，所述傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素包括人為/組織因素、船舶設(shè)備因素和環(huán)境因素。

11、進(jìn)一步地，所述自主船舶安全控制結(jié)構(gòu)模型包括監(jiān)管層、公司層、岸基控制層、船舶層和物理過(guò)程層，各層之間均設(shè)有相應(yīng)的安全控制行為；將所述傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素與所述自主船舶安全控制結(jié)構(gòu)模型各層之間的安全控制行為進(jìn)行對(duì)照融合，獲得多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素。

12、進(jìn)一步地，多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景包括港口碼頭水域靠離泊場(chǎng)景和橋梁水域通航場(chǎng)景，每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景包括若干類(lèi)不安全控制行為及每類(lèi)不安全控制行為對(duì)應(yīng)的觸碰風(fēng)險(xiǎn)情景。

13、進(jìn)一步地，迭代計(jì)算每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景中各自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的穩(wěn)態(tài)值的具體過(guò)程如下：

14、以自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素為節(jié)點(diǎn)，使用模糊邏輯表示各節(jié)點(diǎn)間的因果關(guān)系，構(gòu)建模糊認(rèn)識(shí)圖；

15、根據(jù)交互作用矩陣迭代更新所述模糊認(rèn)識(shí)圖中各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)值，直至狀態(tài)值的變化值小于設(shè)定閾值，此時(shí)各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)值即為對(duì)應(yīng)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的穩(wěn)態(tài)值。

16、進(jìn)一步地，統(tǒng)計(jì)每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景中各自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的頻率，基于決策試驗(yàn)與評(píng)價(jià)試驗(yàn)室法計(jì)算獲得直接影響矩陣，進(jìn)而獲得綜合影響矩陣。

17、進(jìn)一步地，所述綜合影響矩陣包括每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的影響度值、被影響度值、中心度值和權(quán)重。

18、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器，以及存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器中的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法。

19、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

21、1、本發(fā)明提出了一種自主船舶觸碰事故預(yù)防方法，首先，采用扎根理論和系統(tǒng)理論過(guò)程分析兩種方法，根據(jù)船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)識(shí)別獲得自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素，可以保障獲得的自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的全面性和有效性；然后，構(gòu)建多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景，通過(guò)模糊認(rèn)知圖方法迭代計(jì)算每個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)典型場(chǎng)景中各自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的穩(wěn)態(tài)值，根據(jù)穩(wěn)態(tài)值排名前n的自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素制定對(duì)應(yīng)的碰撞事故防控對(duì)策，穩(wěn)態(tài)值迭代計(jì)算過(guò)程中使用的交互作用矩陣根據(jù)基于決策試驗(yàn)與評(píng)價(jià)試驗(yàn)室法計(jì)算獲得的綜合影響矩陣確定，上述過(guò)程中，決策試驗(yàn)與評(píng)價(jià)試驗(yàn)室法可以從風(fēng)險(xiǎn)因素頻率出發(fā)，通過(guò)矩陣運(yùn)算揭示風(fēng)險(xiǎn)因素靜態(tài)的重要性程度，而模糊認(rèn)知圖方法可以動(dòng)態(tài)模擬自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素的演化過(guò)程，定量評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)因素的重要程度及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，將這兩種方法進(jìn)行結(jié)合可以克服因果建模中主觀賦值的局限，準(zhǔn)確分析風(fēng)險(xiǎn)因素間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)交互關(guān)系，識(shí)別自主船舶觸碰事故中的核心致因因素，從而更有針對(duì)性地制定防控對(duì)策，從根本上強(qiáng)化自主航行安全的系統(tǒng)性、感知泛化能力、應(yīng)急處置水平和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控質(zhì)量，進(jìn)而有效降低觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)。

22、2、本發(fā)明根據(jù)歷史觸碰事故數(shù)據(jù)從宏觀層面提取船舶觸碰事故特征，然后采用扎根理論對(duì)所述多源海事事故調(diào)查報(bào)告進(jìn)行分析，從微觀層面提取傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素，最后采用系統(tǒng)理論過(guò)程分析方法，在自主船舶風(fēng)險(xiǎn)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建自主船舶安全控制結(jié)構(gòu)模型，該模型包括監(jiān)管層、公司層、岸基控制層、船舶層和物理過(guò)程層，各層之間均設(shè)有相應(yīng)的安全控制行為，將傳統(tǒng)船舶觸碰事故風(fēng)險(xiǎn)因素與各層之間的安全控制行為進(jìn)行對(duì)照融合，獲得多個(gè)自主船舶觸碰風(fēng)險(xiǎn)因素，為后續(xù)篩選關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素提供支持。