基于灰色理论的海上交通事故分析与研究

李成海，卢文博，胡甚平

（1.山东交通职业学院，山东 潍坊 261206；2.上海海事大学 商船学院，上海 201306）

海上交通事故原因分析一般采用定性分析和定量分析，并取得了很好的效果.但是，现有的统计方法重视了统计事故件数，缺乏事故引发因素与事故本身的关联度；虽然反映了事故诱因各因素的重要度，但事故本身原因信息不充分.灰色系统理论在海上交通事故分析中克服了这一问题，它不仅对样本数据的数量要求不多，而且对信息的准确度要求低.因此，运用灰色系统理论作为分析海上交通事故原因的补充手段，使海上交通事故原因定量分析工作更加科学.

随着科学技术发展，灰色理论方法引入海上交通中全评价[1]，形成了系统安全定量化评价[2]，从本质上体现出定性化的事故与安全分析变为基于定量化的风险分析[3].我国研究人员林敏[4]、郑中义[5]等运用灰色理论进行了海上交通事故原因关联分析和事故预测方面的研究.吴兆麟[6]、江建华[7]等利用灰色理论关联度分析法，从定量的角度对船舶海上事故原因进行剖析研究.张锦朋[8]、汤国杰[9]、陈勇[10]等运用灰色理论针对已发生事故的应急处理转化为面向未来的航行风险预防，实施海上交通事故的预测和预警.

1 灰色系统关联分析的基本原理

灰色系统理论是对已知和未知的部分信息进行定量分析，船舶海上事故表现是标准的灰色系统，其构成包含了全部要素，例如，人员配置不当，设备故障，没有遵守国际海上避碰规则，船舶高密度区对航行危险程度估计不足等引发海上交通事故的原因在相互作用，作用程度，数据收集方面都符合灰色理论系统的概念.

把各因素对结果影响程度，在灰色理论系统分析其相关联程度.各个影响因素曲线和影响结果在几何图上的变化趋势差异比较后得出，几何曲线越接近，其变化趋势越接近，关联度就越大，反之亦然.如图1所示，曲线①②变化趋势越来越近，曲线①③变化趋势总体比较远，所以曲线①②间关联程度大，曲线①③间关联程度小.

图1 影响因素曲线关联程度图Fig.1 Correlation degreediagram of influencingfactor curve

2 灰色理论系统在船舶海上事故应用举例

灰色系统理论的优势是对样本数据的数量要求和信息准确度不高，但是，能够为科学分析海上交通事故提供补充.从如下举例“青岛港管辖水域海上交通事故分析”（表1），可见灰色理论系统对海上交通原因分析工作的科学性.

表1 2001-2010年青岛海事局水域事故及主要原因Tab.1 Accident and main causesin thewatersof Qingdao Maritime Safety Bureau from 2001 to 2010

如图2所示，该事故序列为母序列X0（t），发生事故的重要原因为子序列Xi（t）（i=1，2，…，10）.

图2 事故原因序列示意图（原始数据）Fig.2 Schematic diagram of accident cause sequence（original data）

将各序列X（it）做初值化处理，得到如下序列：

图3第一时刻的因素为零的比较多，所以后面的因素进行了序列初值化处理.

图3 交通事故原因序列示意图Fig.3 Schematic diagram of thecausesequenceof traffic accidents

图3 直观说明，曲线y1（t）（信息不充分），曲线y1（t）（操纵不当）与曲线y0（t）（事故总数）变化曲线相对比较近，反观其他因素曲线相对较远与事故总数的关联程度相对较少.为了较精确的讨论它们之间相互关联程度.运用上述方法计算得到反映子序列关联程度的关联系数序列，如εi：

3 灰色系统理论优势因素分析

分析船舶海上交通事故的方法很多，但是灰色系统理论的优势集中体现在：运用关联矩阵对事故影响各个因素进行比较，清晰分析出引发船舶海上交通事故每一原因与不同结果之间关系，并方便找出引发事故的主要原因.

从船舶海上交通事故原因关联矩阵分析中，可得出如下结果：

1）矩阵序列分析中最大影响因素Y6=0.667 5，次大影响因素为Y1=0.552 2，以此表明船舶获取信息不充分及船舶操纵不当是引发船舶海上交通事故最主要原因.

2）矩阵序列分析中最小影响因素Y2=0.551 4，其次是Y4=0.522 0，同理表明瞭望和违规操作同样引发事故，不容忽视.这个结果表明瞭望和违规操作最容易纠正，一旦纠正效果立即显现.

4 结论

海上交通事故分析应用研究很好利用了灰色理论优势，举例对青岛水域引发船舶海上交通事故每一原因与不同结果之间关系进行关联分析，得出信息不充分和操纵不当是引发船舶海上交通事故的主要原因，瞭望和违规不容忽视，只有加强管理、增强安全责任心，海事部门船舶公司和船舶同心协力齐抓共管，开创船舶海上安全新局面.事实证明灰色理论体系研究方法对船舶海上交通研究具有很强的应用价值.对于理清引发船舶海上交通事故发生的原因，针对性采取适当应对措施，保障海上船舶航行安全，提供了非常科学的参考依据.