复杂水域交通综合风险动态特性提取及评价方法研究

In the perspective of the interaction of information within the man-ship-environment system, through the analysis of the internal structure characteristics of water traffic system and the exchange mode of the internal information, the internal relation between abnormal information interaction and water traffic risk is to be figured out. The dynamic characteristics of water traffic risk based on information heterogeneity and time delay are extracted. According to the characteristics of abnormal evolution of information, an analytical model of water traffic risk is established and the Bayesian network is introduced for dynamic risk assessment..Theoretically, a multi-parameter analytical model for comprehensive risk for regional water transportation is constructed. Methods for measuring the heterogeneity and time-delay of water transportation systems are to be proposed and the dynamic characteristics of traffic system risks are revealed. Technically, the calculation method for information block threshold by deploying signal transmission model for complex waters is put forwarded. In order to improving the static evaluation model of water traffic risk, the Bayesian network is introduced to establish the calculation model for dynamic risk. The research can provide technical support for practical applications, which aims to breaking through the bottleneck of maritime risk early warning and supervision in complex waters and innovate traffic safety risk theory and method.

本项目首创性地从人-船-环境系统内部信息交互的角度切入，通过分析水上交通系统内部结构特征及信息交互方式，挖掘信息交互异常与水上交通风险的内在关联，提取基于信息不均匀性、系统时滞性等特点的水上交通风险动态特性，根据信息异常演变特征建立水上交通风险解析模型，并引入贝叶斯网络进行风险动态评价。.在理论上，创新地提出水上交通系统内部信息不均匀性和时滞性度量方法，构建区域性水上交通风险多参数解析模型，揭示交通系统综合风险动态特征，丰富水上交通风险理论与方法；在技术上，运用信息传递模型分析复杂水域交通系统信息异常特征，提出交互异常阈值计算方法，改进水上交通风险静态评价模型，建立基于贝叶斯网络的综合风险动态计算模型，系统形成复杂水域交通综合风险动态分析评价与建模成套技术。项目研究对于突破复杂水域海事安全风险预警预控瓶颈、创新交通安全风险理论与方法、拓展水上交通工程学科内涵等方面具有重要理论与现实意义。

复杂水域交通安全风险的预警预控是实现船岸一体化管理发展过程中需要解决的关键问题，而适用于复杂水域的交通综合风险动态评价方法是风险预警预控实现的制约瓶颈。本项目在人-船-环境系统的基础上，分析研究水上交通系统内部结构特征及度量方法，通过提取区域性水上交通风险动态特性，建立复杂水域交通综合风险动态评价模型。基于以上思路，通过对水上交通系统内部结构特征进行分析，发现水上交通系统呈现内部多向性及时空异质性特征，人-船-环境三要素间的信息交互存在不均匀分布和时滞性状态；提取了水上交通系统内部信息交互流动反馈特性，发现信息交互的不均性和时滞性，建立了基于信息交互异常的风险节点边界值算法；跟踪了水上交通系统风险动态特性，发现风险随时间变化波动、随空间分布存在差异、随时空变化发展不均衡；通过对三峡库区水上交通系统进行分析，基于贝叶斯网络建立了水上风险动态评价模型，研究了三峡库区水上交通综合风险的演化机制；基于以上模型，提出了复杂水域交通风险动态评价的一般方法。. 项目探索性对水上交通风险在多维时空下的动态特性开展原创性研究，系统形成区域性水上交通风险态势分析理论与方法，为复杂水域水上交通系统微观层面研究与监管手段革新提供理论和方法支持。