基于c-owa算子和证据理论的船舶夜航光环境安全评价
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safetyofshipnavigationatnight?lightenvironmentevaluation?evidencetheory?cowaoperator0引言随着海运强国战略的持续推进?港口经济快速发展的同时?海上交通拥挤船舶夜航环境复杂等问题日益突出?根据海难事故的分析数据可知?船舶夜间发生事故的概率高达701?船舶夜航的局限性在于夜航光环境的特殊性和复杂性导致视觉信息不能被有效的获取和分析?引发船舶碰撞危险2?因此?客观科学地评价船舶夜航安全?可为控制和预警船舶夜航事故提供一定的参考依据?鉴于船舶夜航安全的重要性?国内外关于船舶航行以及夜航光环境的安全进行了大量研究?wang等3运用模糊层次分析法评价了南海海域船舶航行安全?pak等4通过分析大量的船长经验?建立了港口航行环境的模糊综合评价模型?gucma等5基于模糊综合评价模型评价了限制水域环境的通航安全?zheng等6基于贝叶斯网络构建了船舶航行事故的安全评价模型?翁建军等7分析了海上光污染的成因和对船舶夜航安全的影响?并从船舶航行海上光污染控制海事主管机关立法等方面提出保障船舶夜航安全的对策?朱金善8从光学色度学以及视觉工效等方面研究了海上光污染对船舶夜航安全的影响?并以船舶号灯可识别性为指标运用bp神经网络评价了船舶夜航光环境污染程度?黄成等911利用光学色度学以及系统工程理论?从驾驶人员视觉绩效船舶行为夜航光环境条件等3方面建立了由19个指标构成的船舶夜航光环境评价指标体系?并构建了船舶夜航光环境的物元法评价模型和云物元评价模型?赵洪帝等12通过ahp与熵权理论的结合构建了改进的客船夜航安全评价未确知测度模型?综上所述?目前在船舶夜航光环境的研究中?其评价指标具有不确定性且赋权方法常采用单一的层次分析法或熵权法?导致评价结果具有片面性?针对指标不确定性问题和权重的片面性问题?本文采用组合数的有序加权平均cowa算子确定评价指标权重?构建基于证据理论的船舶夜航光环境评价模型?将不确定的评价结果转换为可靠的数值?融合各个证据评价结果对船舶夜航光环境的安全度进行评价?以期为船舶夜航安全的评价和海上光污染的治理提供一定的支持?1船舶夜航光环境安全评价指标体系的建立船舶在沿岸进出港灯光捕鱼船密集地等水域夜航时?各类照明灯捕鱼灯及岸上灯光会妨碍船舶驾驶人员对信号灯的识别和正常视觉瞭望?从而影响船舶的夜航安全?因此?海上光污染作为船舶夜航安全的危险
ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｒｔꎬｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
ｓｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ ｅｘｐｅｒｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓꎬｓｏ ａｓ ｔｏ ｗｅａｋｅｎ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｔｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ
ｗｅｉｇｈｔｓ. Ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｗａｓ ｅｓｔａｂ￣
ｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｏｕｒ ｄｅｃｉｓｉｏｎ￣ｍａｋｉｎｇ ｌａｙｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｇｎａｌ ｌａｍｐ ｍｉｓｄｉｒｅｃｔｉｏｎꎬｇｌａｒｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅꎬ
ｓｔｒｏｂｏｓｃｏｐｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ￣ｉｎｄｕｃｅｄ ｆａｔｉｇｕｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ. Ｓｅｃｏｎｄｌｙꎬｔｈｅ Ｃ － ＯＷＡ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｔｈｅ ｄｅｃｉ￣
中图分类号:Ｘ９５１ 文献标志码:Ａ 文章编号:１６７３ － １９３Ｘ(２０１９) － １２ － ０１８２ － ０６
Ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃ － ＯＷＡ
ｏｐｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ
ＬＩ Ｚｈｉｒｏｎｇꎬ ＺＨＵ Ｊｉｎｓｈａｎꎬ ＳＯＮＧ Ｊｉａｎꎬ ＹＵ Ｊｉａｎｗｅｎ
( Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＣｏｌｌｅｇｅꎬＤａｌｉａｎ Ｍａｒｉｔｉｍｅ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＤａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０２６ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｆｏｒ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐｓ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ
ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｅａ ｌｉｇｈｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
次ꎬ运用 Ｃ － ＯＷＡ 算子处理专家对指标的决策数据ꎬ判断光环境对船舶夜航安全的影响程度ꎻ最后ꎬ将证据理论模型应用于大连
大窑湾港的夜航光环境中ꎮ 结果表明:该光环境安全性高ꎬ对船舶夜航安全的影响小ꎮ 构建的模型为港口、航道以及其他船舶夜
航光环境水域安全评价提供了一定的参考依据ꎮ
关键词:船舶夜航安全ꎻ光环境评价ꎻ证据理论ꎻＣ － ＯＷＡ 算子
第 １５ 卷 第 １２技术
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ. １５ Ｎｏ. １２
Ｄｅｃ. ２０１９
ｄｏｉ: １０ １１７３１ / ｊ. ｉｓｓｎ. １６７３￣１９３ｘ. ２０１９ １２ ０２９
ｌｉｓｈｅｄ. Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｊｕｄｇｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆｕｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｉｎ￣
ｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬｔｈｕｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｊｕｄｇｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅ ｃｏｎ￣
ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ. Ｆｉｒｓｔｌｙꎬｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｒｅｌａｔｅｄ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅａ ｌｉｇｈｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎꎬａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎ￣
ｓｔｒｕｃｔｅｄ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｉｎ Ｄａｙａｏｗａｎ ｐｏｒｔ ｏｆ Ｄａｌｉａｎ.
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗａｓ ｓａｆｅ ａｎｄ ｈａｄ ｌｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ. Ｔｈｅ
基于 Ｃ － ＯＷＡ 算子和证据理论的船舶夜航光环境安全评价 ∗
李志荣ꎬ朱金善ꎬ宋 健ꎬ余鉴文
( 大连海事大学 航海学院ꎬ辽宁 大连 １１６０２６)
摘 要: 为了更好地保障船舶夜航安全ꎬ基于船舶夜航光环境的特殊性和船舶夜航的风险性ꎬ构建船舶夜航光环境证据理论评
价模型ꎮ 首先ꎬ建立以信号灯误导、眩光干扰、频闪污染、光导致疲劳等 ４ 个决策层为基础的船舶夜航光环境评价指标体系ꎻ其
ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｒｔꎬｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
ｓｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ ｅｘｐｅｒｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓꎬｓｏ ａｓ ｔｏ ｗｅａｋｅｎ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｘｐｅｒｔｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ
ｗｅｉｇｈｔｓ. Ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｗａｓ ｅｓｔａｂ￣
ｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｏｕｒ ｄｅｃｉｓｉｏｎ￣ｍａｋｉｎｇ ｌａｙｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｇｎａｌ ｌａｍｐ ｍｉｓｄｉｒｅｃｔｉｏｎꎬｇｌａｒｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅꎬ
ｓｔｒｏｂｏｓｃｏｐｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ￣ｉｎｄｕｃｅｄ ｆａｔｉｇｕｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ. Ｓｅｃｏｎｄｌｙꎬｔｈｅ Ｃ － ＯＷＡ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｔｈｅ ｄｅｃｉ￣
中图分类号:Ｘ９５１ 文献标志码:Ａ 文章编号:１６７３ － １９３Ｘ(２０１９) － １２ － ０１８２ － ０６
Ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃ － ＯＷＡ
ｏｐｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ
ＬＩ Ｚｈｉｒｏｎｇꎬ ＺＨＵ Ｊｉｎｓｈａｎꎬ ＳＯＮＧ Ｊｉａｎꎬ ＹＵ Ｊｉａｎｗｅｎ
( Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＣｏｌｌｅｇｅꎬＤａｌｉａｎ Ｍａｒｉｔｉｍｅ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＤａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０２６ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｆｏｒ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐｓ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ
ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｓｅａ ｌｉｇｈｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔꎬａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
次ꎬ运用 Ｃ － ＯＷＡ 算子处理专家对指标的决策数据ꎬ判断光环境对船舶夜航安全的影响程度ꎻ最后ꎬ将证据理论模型应用于大连
大窑湾港的夜航光环境中ꎮ 结果表明:该光环境安全性高ꎬ对船舶夜航安全的影响小ꎮ 构建的模型为港口、航道以及其他船舶夜
航光环境水域安全评价提供了一定的参考依据ꎮ
关键词:船舶夜航安全ꎻ光环境评价ꎻ证据理论ꎻＣ － ＯＷＡ 算子
第 １５ 卷 第 １２技术
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ. １５ Ｎｏ. １２
Ｄｅｃ. ２０１９
ｄｏｉ: １０ １１７３１ / ｊ. ｉｓｓｎ. １６７３￣１９３ｘ. ２０１９ １２ ０２９
ｌｉｓｈｅｄ. Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｊｕｄｇｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆｕｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｉｎ￣
ｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬｔｈｕｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｊｕｄｇｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅ ｃｏｎ￣
ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ. Ｆｉｒｓｔｌｙꎬｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｒｅｌａｔｅｄ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅａ ｌｉｇｈｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎꎬａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎ￣
ｓｔｒｕｃｔｅｄ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ ｉｎ Ｄａｙａｏｗａｎ ｐｏｒｔ ｏｆ Ｄａｌｉａｎ.
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｌｉｇｈｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗａｓ ｓａｆｅ ａｎｄ ｈａｄ ｌｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｓｈｉｐ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｔ ｎｉｇｈｔ. Ｔｈｅ
基于 Ｃ － ＯＷＡ 算子和证据理论的船舶夜航光环境安全评价 ∗
李志荣ꎬ朱金善ꎬ宋 健ꎬ余鉴文
( 大连海事大学 航海学院ꎬ辽宁 大连 １１６０２６)
摘 要: 为了更好地保障船舶夜航安全ꎬ基于船舶夜航光环境的特殊性和船舶夜航的风险性ꎬ构建船舶夜航光环境证据理论评
价模型ꎮ 首先ꎬ建立以信号灯误导、眩光干扰、频闪污染、光导致疲劳等 ４ 个决策层为基础的船舶夜航光环境评价指标体系ꎻ其