“海上丝绸之路”航运网络运营风险评价及韧性提升方法研究

The "21st-Century Maritime Silk Road (MSR)" plays a significant role in improving China's opening up and promoting regional economic integration. However, the increasingly fierce commercial competition and the complex external environment of the global market make it an arduous task. In view of this, focusing on the key scientific issue of “operational risk assessment and resilience enhancement of maritime shipping network of the MSR”, this project will carry out a series of research from both the topological and operational perspectives of maritime transportation networks. To achieve this goal, a serious of research questions will be investigated including the evaluation of the importance of shipping routes of the MSR, risk modeling and assessment of the MSR shipping operation, and the measurement and improvement of the MSR shipping network resilience. This project will develop the importance assessment index of the MSR shipping routes, explore potential operational risk factors of the MSR, and propose reasonable risk modeling and quantitative evaluation methods. Finally, the resilience measurement indicators along with the integrated resilience evaluation framework for the MSR shipping network will be established based on the proposed models and methods.

“21世纪海上丝绸之路”（以下简称“海上丝路”）是提高我国对外开放水平，促进区域经济一体化的重要战略。然而，全球日益激烈的商业竞争和复杂多变的外部环境使得保障“海上丝路”航运网络运营的安全性与可靠性变得极具挑战。鉴于此，本项目将紧密围绕“‘海上丝路’航运网络运营风险评价及韧性提升”这一重要科学问题，从航运网络的拓扑结构和海上运输运营安全风险两大方面开展一系列研究工作，逐一解决“‘海上丝路’航运网络航线重要度评价”、“‘海上丝路’航线运营安全风险评价”、“‘海上丝路’航运网络韧性的度量及提升”这三个科学难点，构建“海上丝路”航运线路的重要度评价指标，识别“海上丝路”航线运营中潜在的各类风险因素，提出合理的风险建模及定量评价方法，最终建立完善的“海上丝路”航运网络韧性度量方法和评价框架体系。

国际集装箱海上运输涉及面广、环节多、业务流程繁琐，航运网络极易受到外界因素影响。确保航运网络互联互通和安全运行，提高网络的可靠性和风险应对能力是需要解决的关键问题。本项目面向“海上丝路”航运网络运营安全保障需求，紧密围绕“‘海上丝路’航运网络运营风险评价及韧性提升”这一关键科学问题开展系统且深入的研究，形成了一系列创新成果：在确定“海上丝路”沿线国家和地区的基础上，收集主要航运公司发布的与“海上丝路”相关的航线服务信息，建立“海上丝路”航运网络的复杂网络模型，提出能从多角度全面反映航运网络连通性、可达性和中介性的综合中心性指标，并根据该指标建立用于量化航段重要度的评价模型，从而定量计算整个航运网络中不同运输线路的重要性程度；提出了一种两阶段黑点识别模型，利用动态分段法和等效事故数法对事故黑点进行初步识别，引入数据库扫描算法来精确定位从第一步的结果中导出的详细黑点的精确位置；提出了基于韧性三角形的韧性量化指标，构建了港口受灾后的成本模型，构建了评价“海上丝路”航运网络韧性的韧性-成本模型。本项目研究成果如下：在国内外学术期刊或会议发表论文10篇，其中SCI论文5篇；申请国家发明者专利5项（授权2项）、国际发明专利1项；培养硕士研究生2名。依托相关研究成果，项目负责人获得中国人工智能学会2021年度优秀科技成果奖，并入选湖北省“楚天学者”计划（省部级青年人才计划）和中国科协第七届“青年人才托举工程”。