摘 要

安全是人类在生产建设与发展过程中一直探讨与追寻的主题。对于具有群死群伤特性的水上交通而言，水上安全措施的建造与评价就显得尤为重要了。内河水域安全状况的评价工作是一个关系到技术、管理层面的复杂性工作。如今的水上交通安全状况复杂，各种因素相互影响相互制约。人们对水上交管系统的重视程度变高，对其管理的投入成本也大大增加。水上交通安全的评价工作也受到了关注和研究。

本文对内河水域安全评价问题，提出了模糊TOPSIS法，并介绍了决策概念和数学方法。在解决问题过程中。首先分析影响内河水域航行安全的相关因素，对影响内河水域安全的相关因素进行评价对比，根据所选属性建立分级标准并通过专家决策分配权重。最后根据得到的原始数据使用TOPSIS法求解排序。本文介绍的方法可应用于内河水域航行安全的多属性决策问题。该法在多属性决策问题的处理过程中对原始数据处理的全面性较高，具有较高的精准度。

关键词：模糊TOPSIS；安全评价；安全因素；多属性决策

Abstract

Human security is the subject of construction and development in the production process has been discussed. For water transport properties have massive casualties, the construction and evaluation of maritime safety measures is important. Evaluation of the security situation in inland waters is a complex work related to technology, management level. Today's water traffic safety situation is complex and various factors influence each other constraints. People maritime traffic control system attaches great importance to its management input costs also increased significantly. Evaluation of water traffic safety has also been concern and research.

In this paper, for inland waters safety evaluation, fuzzy TOPSIS method is presented. And introduces the concept of decision-making and mathematical methods. First, identify the factors affecting the safety of inland waters, relevant factors affect the safety of inland waters to evaluate contrast. And establish grading standards based on the selected property, expert decision to assign weights. Finally solved sorted raw data obtained using TOPSIS method. The method presented here can be applied to inland navigation safe waters Multiple Attribute Decision Making. This method has a comprehensive process in multiple criteria decision making in the data processing. It has high accuracy.

Key words: Fuzzy TOPSIS; Safety Evaluation; Safety factor; Multiple Attribute Decision Making

目录

1. 绪论…………………………………………………………………………………1

1.1研究背景……………………………………………………………………………1

1.2 研究的目的和意义…………………………………………………………………2

1.3 国内外现状…………………………………………………………………………2

1.4 本文研究的内容……………………………………………………………………4

第二章 内河通航安全评价方法……………………………………………………………6

2.1 通航安全的因素特点及选取………………………………………………………6

2.2 方法选择及属性描述………………………………………………………………7

2.3 模糊TOPSIS法………………………………………………………………………9

2.3.1 语言型属性规范化…………………………………………………………9

2.3.2 权重计算……………………………………………………………………9

2.3.3 求解排序……………………………………………………………………10

第三章 案例验证……………………………………………………………………………11

第四章 总结与展望…………………………………………………………………………14

1. 绪论

1.1 研究背景

我国的水路网络密集、湖泊非常多，京杭大运河纵穿南北，长江横贯东西，河流的总长大约有430000公里，河流经过的省份有23个，通航路程一共123000公里，为世界的首位。在我国的各种运输方式中，道路运输占第一位，相较之下，水路运输因地理环境而受到制约，但这并不影响水路运输的发展与开拓，因为水路运输也有道路运输不可比拟的优点：运输能力大、占地较少、对水体污染较小、耗费能源较低等。这些环境和成本的因素，以其独特的优势，被称为绿色运输。近些年来内河运输贡献了较多的经济利益。数据表明研究，改革开放以来，中国水运建设维护与发展夯实展现了历史性的突破。通过这些可以知道，我国在航运和港口产业方面已经成为大国。同时水路运输的发展是一种可持续发展的战略。它符合我国的发展理念。

时至今日，长江干线货运量已经超过密西西比河和莱茵河，成为世界上内河运输最繁忙、运量最大的通航河流^[1]。30多年改革开放历程充分证明，长江航运已经成为长江经济带发展的重要运输保证。同时我国的水路运输产业逐年在改革与进步，全国高等级航道网也已初步形成。航道网的形成和港口体系的完善化给我国航运业的发展提供了坚实的基础。

水路运输的迅速发展促进了航运企业的不断扩大,那么带来的一个负面效应就是：我国水上交通事故频发。在2006年以前，我国水上交通安全情形不容乐观，不同于道路运输安全事故，水上安全事故的发生一般都伴随着重大的财产损失和人员伤亡，所以水上安全显得极为重要。2006年以后,随着海上应急能力的提高,水上交通事故有了明显的减少。但对于内河水域通航安全事故来说。其具有群死群伤性。如去年发生的“东方之星号”沉船事故。这告诉了一个道理：即使大体上是安全的，也不代表整体都是安全的。根据从业者的经验和管理水平，水上交通安全的管理规定及如何管理问题多次被提及到^[2]。为了人民的生命安全和财产安全，在生产建设过程中的行为必须得到规范，通过这些规定和管理方法的探讨，力求减少水上事故的发生。

上述资料表明：安全,作为发展的保障和前提,己经成为关系水运业发展和社会稳定的主题之一。我国内河航运业建设的影响如此之大，给沿江沿湖的地区带来便利的同时也带来了很多安全相关的问题。对安全问题的研究和保持内河水域安全首先给人们的日常生活带来了保障，其次也代表了我国航运从业人员的技术生产水平的提高。

这些背景和数据的介绍同时也表明了研究内河水域通航安全评价内容的重要性和必要性。通过对这些内容的研究和探讨，可以有效的了解通航安全评价及其带来的收益。

1.2研究的目的和意义

安全评价，是指人们对安全的评价，即“对系统的安全状况进行定量和定性的估计和评定，因为安全评价是通过危险与否来表述的，所以对安全所处风险等级的评价也是对系统所遭受的事故和面临危害的危险状态进行评价和判定，安全评价也称为风险评价^[2]”。对一个系统或运行环境的安全评价可以判别其是否达到可以使用和运行的标准。它们的设立和建设是否符合安全要求所需的的设施和管理手段。而后可以针对系统或运行环境的不足之处进行改正和调整。通过采取比较完善的经过验证可行的措施，以达到生产建设的安全标准。安全评价运用于人类的各种日常活动之中。随着我国经济社会对水路交通交通发展的影响，各项安全措施和管理规定的大量投入运用，对这些整改后的水域安全环境进行评判比较显得尤为必要。

本文研究的目的是通过模糊TOPSIS法建立一个内河水域航行安全因素的评价模型。并根据该方法对不同水域的安全状况进行比对评价。从中得出安全状况比较好的水域。因为大多数方法都不能将模糊分析的理念在TOPSIS方法中完整贯彻，即去模糊化进行的过早。通过基于模糊TOPSIS法的内河水域通航安全评价方法的深入研究。建立一个严格意义上的模糊TOPSIS法和相关模型对本文所研究对象的安全因素进行评价。对以后的内河水域通航安全研究具有重要的意义。

内河的可航行水域系统错综复杂。其中人、环境、船这三个大因素的属性集互有影响力。这些安全影响属性涉及到的因素众多，且单个因素覆盖面广，其特点研究起来也较为复杂。这些影响系统和运行环境的因素自始至终改变着每个安全要素的特征。并具有模糊和不确定性。如何识别系统风险影响因素并进行分组归类并建立事故发生可能与后果，如何建立有效、可信的风险评价指标体系也是一个重要问题。

基于模糊TOPSIS法的内河水域通航安全评价，能在很多个不同的水域中选出安全性最高的通航水域。同时，通过对这个安全性最高的通航水域研究因为被决策的对象不同，属性不同，是否能定量描述等因素，该方法被很多学者拓展到更优的版本。为了处理模糊多目标决策分析，模糊数和专家决策等方法被应用到其中。但总体来说其改正的最终目的都是为了将已知的原始数据精准的转化为方案优劣的排序结果因而具有一定的实用价值。

1.3国内外研究现状

水上交通安全评价最早由英国的A.N.Coekeroft、M.J.Barratt、E.M.Goodwin，荷兰的Vandertak、德国的Kwik、日本的藤井等海上交通工程学者引入到水上交通工程领域^[3]。

在水上交通学科发展的初期，国外学者在海事案例的研究上一般采用个例分析，对每一个事故进行多方面分析，了解事件的起因，经过，结果，事故的隐患以及这件个案带给人们对该区域的安全要素启示等。后来进阶到海事统计研究。对某一个区域或某一类船舶或具有相似特性的系统进行数据的累积和分析。用得到的数据去引导人们对安全因素的思考，并且表达了各个因素对水域安全影响的权重比例。这种以个例或者个例的累积来进行研究的方法是一种微观性的研究。其思路是：若能降低每一个事故的发生概率并将其在源头上克制，则可以降低整个地区的事故率，那么大环境下的安全状况就能得到改善。这种研究在今天一定的范围和领域内仍然在使用并且有很好的成效，如海事调查报告^[4]。 在航运业发展的早期使用海事个例研究方法对航海安全的促进作用是很明显的。当时，许多重要的并且有成效的海上安全法规的制定、标准的确立、仪器设备的引进，发展大多都与之有关。如TITANIC号的冰海沉船事故。在那之后就通过了著名的国际海上人命安全公约.即SOL公约.该公约就航行安全、救生、船舶设备与结构等作出了重要规定。

1850年以后，人类在航海事业上取得了越来越多的突破性进步，也深谙水路运输的优点之所在。但随着生产建设的行为活动增多，伴随而来的生产活动中的事故也越来越多。从而，西欧学者开始从宏观上研究海事统计手段来了解知晓船舶交通的全部状况，当时的海事统计研究一般都是以海事统计报告为基础。在数学形式上采取统计分析的方式，对发生的事故进行总结和分类。这些学者采用海事统计方法对船舶碰撞率、会遇率及全球海上碰撞事故、海上油轮事故等主题都作过非常详细的分析和研究，得到了许多影响到当时航海业并福泽至今的结论。

日本的一些学者使用海上交通模拟和操船仿真模拟系统针对航行环境安全进行评价。这些分析手法侧重于人对外界环境改变的反应。并以此来评价航行安全，从而得到许多有实际用途和参考价值的结论。由日本学者撰写的文献《船舶操船特性对航行环境安全评价的影响》^[5]、《航行安全评价中的自然环境条件的影响》^[6]、《操船负担的定量评价》^[7]、《海上交通安全评价技术准则的研究》^[8]中，都提到了以操船困难度来衡量通航安全。他们以驾驶者的主观感受、自然环境和航道环境对操船能力的映射进行量化，进行安全评价工作。