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回顾海运安全分析
- 英国利物浦约翰摩尔大学利物浦物流、近海和远洋海运调查学院
- 韩国首尔中央大学国际物流系
摘要:
海运安全在过去的数十年里发生了非常大的变化,特别是在促进风险定量分析的方法上。这篇文章探讨海运安全分析所面临的挑战以及用于定量分析海运分险的不同方法。综合安全评估(FSA)是以事物的短缺为中心进行评估,FSA的发展被认为是一个国际海事组织(IMO)的评价层面。在海运中FSA的应用和海盗行为分析被认为是给海运安全带来了许多正面影响。一些新的不确定性风险模型也展示出了风险评价定量分析促进了海运安全文化的转变,从约定俗成的反应机制向先发制人的目标设定制度改变。
关键词:海运风险,海运安全,海运警戒,海盗,综合安全评估
- 前言
海运是海上贸易持续增长的保证,它在联系全球经济和推动经济繁荣发展上起到了十分重要的作用。比如泰坦尼克号,Herald of Free Enterprise海滩事件,以及“威望“号油污事故等等,这些灾难暴露出了海运系统的脆弱性,不仅导致人员伤亡,还会给经济和环境带来强大的冲击。从泰坦尼克号事故起,海上安全问题就被提到国际日程前列上,努力通过一系列的举措、研究进展、规制、以及创新来提高安全记录。根据过去几十年的每千艘船失踪记录(Knudsen and Hassler, 2011),全球海上事故已经有了明显减少,这是个不争的事实。世界船队丢失率在1910年是9.7permil;,1935年是6.9permil;,1960年是4.7permil;,1985年是4permil;,到了2009年就仅有1.5permil;(Lloydrsquo;s Register, 1910-2010)。然而,尽管这些年取得进步,但是正如“歌诗达协和号”事故所展示的,大风险依然存在。此外,还有一些新兴风险带来的无法预计的结果,包括海运产业的改变和来自身处宽广的社会、经济、政策的海运变化。新世纪中,海运产业面临的主要安全挑战已经通过AGCS系统(2012)检测和鉴别到了。风险量化分析的相关风险如表1所述。
表1.海运安全挑战
安全挑战 |
说明 |
安全分析主题 |
C1-船舶尺寸和操作环境 |
越来越多的船舶尺寸,比如说最大的现代集装箱船——马士基新三E级船舶提出了极大的风险挑战,因为它们的价值和在事故中的高风险后果。气候变化开辟了一些先前不可用的航道,这些就要求在船舶设计和建造中考虑更多的安全问题,同时也要求考虑到在极端恶劣操作环境中紧急程序设计。 |
安全设计,风险检查,交通/碰撞安全评价 |
C2-游艇与火灾 |
尽管游艇保持着十分良好的安全记录,但是现在的游艇朝着能运载6000名以上乘客的超大型游艇发展,这就带来了许多新挑战,特别在远离陆地的海域中发生大事故时,比如火灾,疏散和救援将是一大挑战。 |
疏散和救援模拟,火灾风险评估 |
C3-训练和乘务员水平 |
虽然国际海事组织(IMO)对国际标准,训练制度和评价的重视并不一致,这可能导致船员的能力差异。同时,保持最低的船员配备以减少营运成本将导致“人为因素”带来的风险,比如事故的主要原因——疲劳。 |
个人和机构因素,人员可靠性分析(HRA) |
C4-不充分的风险评估及制度执行不到位 |
失效数据带来的不准确性(例如不可用和不完全)导致传统的风险评估方法在进行海运安全分析时显得不够充分,特别是当新增的风险和威胁考虑在内时。复杂的监管环境和利益共享者之间不明确的成本与收益分配需要改善。 |
综合安全评估(FSA),制度执行 |
C5-海盗和海上安全 |
海盗继续威胁着海运安全,特别是在索马里和非洲之角,在别的地方也会有这种情况(例如在西非)。在911恐怖袭击事件之后的时代,反恐行动随处可见,从航运到整个集装箱供应链,合理利用有限的资源来避免恐怖分子袭击船舶或劫持船舶去袭击其他海上基础设施/财产。 |
海盗,海上安全 |
这篇文章旨在批判性地分析海上安全分析在海运史上的地位,重点在于针对以上的几种挑战找出解决方法或者作出答复(基于风险量化分析)。FSA通常是IMO用于分析海上安全和构造相关调整政策的最早期方法(Kontovas and Psaraftis, 2009)。它提供了一个合理并且完整的框架用于提升海上安全分析,包括新型风险建模和决策的发展为不确定性数据提供了解决方法,还有新成本效益分析方法促进海上规则的执行。同时,安全设计研究、基于风险检查、交通安全评价、疏散和救援模拟、火灾风险评估以及HRA等方法已经广泛采用,用于处理新世纪海上安全的特殊困难挑战。本文的研究结果是通过FSA框架独立、完整地系统分析而得。先前交通运输系统中的恐怖袭击和最近在索马里水域很是猖獗的海盗活动刺激反恐和反海盗研究,促进开创一个海运安全分析的新维度。鉴于上述情况,这篇文章的组织结构如下。第二部分对过去的海运安全分析研究进行一个适时的回顾。第三部分描述FSA和它的缺陷,论述其近期的发展。第四部分提出一个建议——将FSA合并到海盗和安全研究。第五个部分是对整篇文章进行总结。
- 海上安全分析的适时回顾
海上安全分析在事实上是一个程序,它在不确定性条件下使用正规的方法来量化风险。然而,海运产业量化风险的方式在过去几十年间不断转变。20世纪90年代(甚至更早),重点在于评估个人船舶风险的(比如说Stiehl, 1977; Pate-Cornell, 1990)和船舶设计建造的(例如Guedes Sorars, 1997; 1998)工作已经把航行的可操作性考虑在内,同时也考虑到了在新世纪更广阔的供应链环境中(例如Yang et al., 2010; Klibi and Martel, 2012)的相关研究。此外,基于事故数据统计(比如,Fowler and Sorgard, 2000; Guedes Soares and Teixeira, 2001; Cariou et al., 2008; Christiaan et al., 2011; Mullai and Paulsson, 2011)的研究对行业的安全管理实践有着深远影响。但是,他们无法很好处理数据的不确定性,没有从整体上进行海上安全分析。大量用于模拟动态和数据缺失领域风险的先进技术已经陆续发表出来了,这其中就包括模糊逻辑(比如Sii et al., 2011; Yang et al., 2009b; Celik et al., 2010; Gaonkar et al., 2011)、贝叶斯网络(BNs)(比如,Merrick and van Dorp, 2006; Eleye-Datubo et al., 2006)、证据推理(Wang et al., 2004; Liu et al., 2005)、蒙提卡罗模拟法Montewka et al., 2010; Goerlandt et al., 2012)、马尔卡夫链(Kolowrocki and Soszynska, 2011)及遗传算法(Nwaoha et al., 2010; Montewka et al., 2010)。
关于海上交通风险评估的早期工作完好地记载在Guedes Soares and Teixeira (2001)。关于越来越多的安全挑战(表1),进行一次适时的评论,表明交通安全评价研究,特别是碰撞概率评估,一直是研究团队的兴趣所在。船舶碰撞研究展示了在不确定性模型方法的支撑下聚焦更多可能性分析的趋势。 Merrick和van Dorp (2006), Hu等人(2008) ,Hanninen和Kujala (2012)都使用BNs方法去研究船舶碰撞可能性对不同安全程度的影响,分别在旧金山湾、上海港和芬兰海湾进行研究。蒙提卡罗模拟法用于评估船舶碰撞事故的可能性(Montewka等人, 2010)和影响程度(Goerlandt等人, 2012)。船旗国方和港口方当局在船舶安全检查上采取了极大的努力。Cariou等人(2008)与Heij等人(2011)都曾基于对故障大数据库的分析,共同对船舶检查进行风险量化研究,以期提高检查效率。这个研究显示船龄、船型、以及注册的船籍国似乎都是重要的预测者。因此,特殊船型的安全顾虑会更过就不显得足为奇了,比如客船,特别需要考虑基于疏散模拟(例如 Vanem and Skjong, 2006; Lee等人, 2003的研究)和火灾模拟(Themelis and Spyrou, 2012; Kim 等人, 2006的研究)的风险,还有LNG船需要考虑故障种类(Vane等人, 2008; Nwaoha等人, 2011)或者是一个特殊的操作流程,如装载和卸载(Elsayed, 2009)。航运现今许多的风险都是跟人为因素有关的,事实证明80%-85%的海上事故记录是直接由人为错误或者一定程度的人为错误导致的(Harati-Mokhtari等人2007的研究)。尽管事实是这样的,但海上人为因素的研究大部分还停留在量化研究层面上,更多的还是集中精力训练船员和增强相关制度的指令性。这导致的结果是,使用定量化的方法去分析航运业中人为错误可能性(HEP)已经落后于其他产业,例如核能和工序部分。Trucco 等人, (2008), Martin和Maturana, (2010), El-Ladan和Turan, (2012) 以及 Yang 等人 (2013)的先驱工作似乎正改变着海上安全的现状。
从19世纪90年代开始快速发展的海运安全分析至少在一部分层面上促进IMO采纳并认可FSA方法。很多与FSA相关出版物的发表已经阐明了FSA的地位(Wang, 2001; 2002; 2006),分析了它的定量化发展(Rosqvist和Tuominen, 2004),批判它的不足(Kontovas和Psaraftis, 2009; Psaraftis, 2012)并且促进他的执行(Karahalios等人., 2011)。人们注意到FSA研究有着迅速发展的趋势,不仅是在海运产业中,因为它广泛地应用于各种类型的船舶(见第三部分),而且在其他领域也可以应用,比如建筑行业(Mikulik和Zajdel, 2009)。同时,FSA方法学理论研究的每一步,特别是风险评估(例如Wang等人, 1996; Yang et al., 2008)、成本效益分析(例如Puisa和Vassalos, 2012)和决策(例如Yang等人, 2009a)也都需要大量的投资使其适应各种环境。与以上的传统安全分析相比,海运安全和海盗研究,作为一个研究领域展现出越来越强烈的趋势,2000年到2013年,就已经有247篇海运安全和61篇关于海盗的期刊报纸发表在科学引文检索上,然而在1970年到2000年间,仅仅发表了47篇海运安全和4篇关于海盗的期刊报纸。尽管数量增多了,但是从2000年起对出版物的简单回顾表明他们大部分人处理ATAP(反恐及反海盗研究)是通过政策、经济和文化方面的努力,很少有人关注海运安全和海盗风险定量化研究(Yang等人, 2009a; 2009b; 2010; 2011; 2012; Yeo等人, 2013)。
- 综合安全评估(FSA):在IMO层面上的缺陷与发展
FSA将发展航运安全框架作为其目标,通过FSA方法,风险可以通过综合并且成本有效的方法解决。航运上采用FSA方法代表着基础性文化的改变,从大部分的反应机制向基于风险评价的完整的、主动的机制改变(Pilly and Wang, 2003)。为了实现上述目标,关于应用FSA的IMO指导准则提出了5个步骤,包括以下(IMO, 1997b):
- 危险标志
- 风险评估
- 风险管控选择
- 成本效益分析
- 决策建议
近年,已经实施调查活动来提高船舶设计和运营。在FSA的环境背景下,发表了以下的研究成果:
- 高速船试验研究(IMO, 1997a)
- 散货运送车试验研究(IMO, 1998a; IMO, 2002a; IMO, 2002b)
- 客运滚装船装载危险品试验研究(IMO, 1998b)
- FSA应用于渔船(Loughran et al., 2003)
- FSA应用于海上支援船(Sii, 2001)
- FSA应用于巡航船(Lois, 2004)
- FSA应用于港口(Trbojevic, 2002)
- FSA应用于集装箱船(Wang and Foinikis, 2001; Gerigk, 2007)
- FSA应用于班轮(Yang et al., 2005)
-
FSA应用于LNG船(液化天然气船)(Vanem et al., 2008)
- FSA的缺点
虽然FSA展现出了极强的吸引力,但是它在实际应用中仍然有一些不足和令人担心的地方。那些重大的不足是P
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