内河LNG动力船通航风险与对策分析

包 瑞 ，李岳洋

(1.江苏省地方海事局，江苏 南京 210004；2.江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212003)

内河LNG动力船通航风险与对策分析

包 瑞1，李岳洋2

(1.江苏省地方海事局，江苏 南京 210004；2.江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212003)

基于LNG动力船在航行中存在着一些新的通航风险因素，建立了LNG动力船通航风险综合评价指标体系。结合京杭大运河(苏北段)航行环境，分析了LNG动力船航行过程中的具体风险，采用模糊评判法对有关安全因素进行了评判，并根据这些影响因素对LNG动力船造成的风险提出了相应的安全管理建议。

LNG动力船;模糊评判法;风险评估

0 引言

LNG能源是一种清洁燃料，具有热值大、性能高等优点，用于内河船舶作为动力燃料对于我国内河航运的节能减排具有十分重要的意义[1]。但是，LNG 动力船在航行过程中受航道自然条件、船员操作技能和船舶本身技术状况的影响存在一定安全隐患，给水上交通安全监管方面带来了风险。为了提前防范这些危险因素，确保LNG动力船在内河航道的航行安全，必须对船舶在航行过程中的各种现实问题做实际调查与分析，以便海事管理机构对其进行科学安全监管。

1 内河LNG动力船通航风险识别

结合京杭大运河(苏北段)通航环境综合分析后选取船舶自身条件、自然条件、水文气象和航道的交通要素中的几项重要指标进行分析。

1.1船舶自身条件产生的风险

船舶自身条件主要包括人员操作水平、机舱形式、储气罐布置三个因素。 人员操作技术参差不齐，对LNG认识不正确以及缺乏相关的专业知识等都会潜在地增加通航风险。LNG 动力船机舱形式主要分为两种：本质安全型机舱、增强安全型机舱。本质安全型机舱的布置就是要求机舱处所在任何情况下(正常和异常情况)均处于气体安全状态，舱内所有供气管路应进行气密环围，如采用双壁管等。对于增强安全型机舱在气体探测、机械通风、管路连接和监控措施等方面要求比本质安全型机舱要高[2]，可根据不同的设计要求来考虑机舱形式。考虑安全性因素、经济性因素、适用性因素，储气罐的布置位置可主要分为三种：货舱处、艉部甲板处或者是机舱处所。对于不同的通航环境，储气罐的布置位置的不同带来的风险也不同。

1.2自然条件产生的风险

自然条件风险包括河道水深、河道宽度、桥梁高度三个因素。河道水深不够会导致船舶触底搁浅甚至破坏船底结构，所以河道水深是船舶通航中必须考虑的因素。船舶如果行驶在狭窄的航道中时，容易产生岸推、岸吸和浪损效应，当船舶过多时容易发生碰撞故障[3]。由于LNG动力船的型深较大，因此船舶的净空高度要比其他同尺度大小的船舶要大，所以桥梁通航高度也是制约其航行的主要因素。

1.3水文气象条件产生的风险

水文气象条件风险包括风力大小、能见度、水流三个因素。内河LNG动力船的型深较大，大风中航行时更容易造成船舶的偏航、剧烈摇晃，甚至造成碰撞、搁浅等事故，所以风力大小是必须考虑的因素。能见度的高低会直接影响到船舶的行船安全，在能见度不良的情况下船舶最容易发生碰撞事故。水流对于航行安全的影响主要表现在三个方面，分别是流速、流向和不正常流。受到不同的流向和不正常流时，会对船舶的操纵造成影响，船舶容易发生漂移并可能与他船或者岸基碰撞。

1.4交通条件产生的风险

交通条件风险包括船只密度、助航设施、海事管理三个因素。船只密度能够直接反映一个水域船舶的交通规模和繁忙程度，并能够从侧面反映该水域交通的拥挤和危险程度。船只过于密集就会有可能产生碰撞。助航设施的完善性和合理性对船舶安全航行起着保驾护航的作用。海事管理作为船舶调度中心，对整个航道的通航安全起着至关重要的作用。

对以上分析的通航过程中影响因素见图1。

2 LNG动力船通航风险综合评价指标体系

影响LNG动力船航行安全的众多因素中大部分具有模糊性。基于模糊评判法成熟性，所以运用模糊评判法对内河LNG动力船通航安全进行评价。在对LNG动力船通航风险识别的基础上，建立LNG动力船通航风险综合评价指标体系，包括因素集的确定和评价集的建立[3]。

2.1因素集的确定

通过图1，建立模糊评价因素集，其中一级评价指标有四个，分别是自然条件因素、水文气象因素、交通因素、船舶自身条件因素，其表达式为U={U1，U2，U3，U4}。

自然条件因素包含三个二级评价指标，分别是河道水深、河道宽度、桥梁高度,其表达式为U1={U11，U12，U13}。

水文气象因素包括三个二级评价指标，分别是水流、能见度、风力大小,其表达式为U2={U21，U22，U23}。

交通因素包括三个二级评价指标，分别是船只密度、助航设施、海事管理，其表达式为U3={U31，U32，U33}。

船舶自身因素包括三个二级评价指标，分别是人员操作水平、机舱形式、储气罐布置,其表达式为U4={U41，U42，U43}。

2.2建立评价集

将指标等级划分为五个等级，分别为低危险等级、较低危险等级、一般危险等级、较高危险等级和高危险等级，可写成：V={低危险，较低危险，一般危险，较高危险，高危险}，模糊评价的过程中可以写成表达式V={1,2,3,4,5}。

3 LNG动力船通航风险模糊综合评判

在建立LNG动力船通航风险综合评价指标体系后，需要确定各个影响因素的隶属度，然后进行模糊矩阵的计算，最后根据计算结果得出LNG动力船在京杭大运河(苏北段)通航过程中的风险等级。

3.1隶属度的确定

通过制作调查问卷并请专家对每个影响指标进行打分，汇总后采取层次分析法求出每一个评价指标的隶属度。 计算得到的各个因素隶属度见表1～表5。

表1 一级评价因素指标A

表2 航道自然条件的二级评价指标的隶属度A1

表3 水文气象因素的二级评价指标的隶属度A2

表4 交通因素的二级评价指标的隶属度A3

表5 船舶自身因素的二级评价指标的隶属度A4

3.2综合评判计算

隶属度确定后，通过调查分析得出各个二级因素对于LNG动力船通航危险等级的评价矩阵见表6。

自然条件评价向量B1=A1RS，其中RS为R1，R2，R3组成的三行五列矩阵。采用最小最大值算法得出：

B1=A1RS=(0.2 0.4 0.3 0.2 0.2)

水文气象条件评价向量B2=A2RM，其中RM为R4，R5，R6组成的三行五列矩阵。采用最小最大值算法得出：

B2=A2RM=(0.233 5 0.3 0.5 0.1 0.1)

表6 评价矩阵

交通条件评价向量B3=A3RN，其中RN为R7，R8，R9组成的三行五列矩阵。采用最小最大值算法得出：

B3=A3RN=(0.2 0.5 0.3 0.247 9 0.1)

船舶自身条件评价向量B4=A4RQ，其中RQ为R10，R11，R12组成的三行五列矩阵。采用最小最大值算法[5]得出：

B4=A4RQ=(0.2 0.324 6 0.4 0.2 0.1)

一级评价向量B=AR。采用最小最大值算法可得出：

B=AR=(0.2 0.324 6 0.4 0.2 0.2)

从上面结果中可以判定，内河LNG动力船航行于京杭大运河(苏北段)总体上是处于较低危险和一般危险之间。

通过上面对单一因素进行评价可得出：在自然评价因素中，其中河道宽度影响较大；内河水文气象因素对于通航风险相对于其他因素的影响比较小；交通因素中的助航设施不够健全，海事的管理方面欠缺；船舶自身条件中人员操作水平较低，缺乏相关的专业知识；储气罐布置位置的选择不够科学。

4 建议和对策

4.1加强现场监管

海事管理机构应根据水文、气象、航道和船舶航行规律等情况，制定通航安全监管对策，落实安全措施，尽可能地减少恶劣天气对船舶航行的影响；可通过对船舶周边加强管制，设定管制区，降低船舶碰撞几率；制定LNG动力船水上交通事故应急预案,当事故发生时可以采取及时有效的措施；建立严格的船舶动态报告制度和应急响应体系，以更有效地对船舶进出港实施动态管理，一旦发生突发事故能迅速做出有效的应急响应。

4.2完善助航设施

有关部门应配备完善有效的助航标志,如在适当间距布设标示航道宽度的浮标；适当布设导航标志或灯标以便于船舶的顺利航行，有条件的地区可以采用电子航标以辅助船舶在恶劣天气条件下安全航行。

4.3优化船舶设计

针对京杭大运河(苏北段)通航环境，对存在的问题在船舶改装或建造初期应进行重点优化和解决，使其达到安全要求。如果舱容有剩余，还可将剩余舱容部分建一个隔离空舱，单独安放 LNG 储气罐。另外，可以设置防火墙以提高LNG储气罐安全性。储气罐的布置应结合不同的航行环境，综合考虑各种影响因素选择最优的位置。

4.4提高船员操作水平

船舶管理部门应配备足够的适任船员，编制船员安全操作手册，定期对船员进行技能培训， 使其掌握LNG动力船的专业操作知识，增强安全意识，严格遵守并认真执行船舶停泊、航行、作业的各项操作规定。

5 结语

通过以上分析不难发现，虽然LNG动力船舶较普通动力船舶增加了一定的安全隐患，但是这些风险都是可控的，只要采取针对性的措施，风险就会大大降低。所以，加强对LNG动力船风险管控，对于保证LNG动力船运输安全畅通，建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系意义重大。

[1] 管义锋,史腾飞,朱培培,等.LNG双燃料船舶加注过程气罐泄漏爆炸后果分析[J].船舶工程,2016,38(1):31-34.

[2] 朱培培.内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险分析[D].镇江：江苏科技大学,2015.

[3] 李根.长江张南水道通航环境安全评价研究[D].武汉：武汉理工大学，2006.

[4] 汪珺.LNG 动力船市场迎来“春天”[N].中国水运报，2013-07-01(2)．

[5] 李鸿吉.模糊数学基础及实用算法[M].北京:科学出版社,2005.

U698.6

A

2017-03-09

包瑞(1975—),男，高级工程师，从事船舶检验工作。