基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與實(shí)證研究一、引言1.1研究背景與意義近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，內(nèi)河航運(yùn)作為交通運(yùn)輸體系的重要組成部分，承擔(dān)著大量的貨物運(yùn)輸任務(wù)，在推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)貿(mào)易往來(lái)等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。作為內(nèi)河航運(yùn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，船閘的建設(shè)和發(fā)展也取得了顯著成就。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至[具體年份]，我國(guó)已擁有各類船閘[X]座，廣泛分布于長(zhǎng)江、珠江、京杭運(yùn)河等主要內(nèi)河航道。其中，三峽船閘作為世界上規(guī)模最大、技術(shù)最為復(fù)雜的內(nèi)河船閘之一，自2003年通航以來(lái)，累計(jì)通過(guò)貨物量已突破[具體貨運(yùn)量]，有力地支撐了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的發(fā)展；長(zhǎng)洲船閘作為西江黃金水道的咽喉，其年貨物通過(guò)量也在不斷攀升，2024年過(guò)貨量更是突破2億噸，再次刷新歷史紀(jì)錄，成為我國(guó)天然河流過(guò)貨量最大的船閘。這些大型船閘的高效運(yùn)行，極大地提升了內(nèi)河航運(yùn)的通過(guò)能力，促進(jìn)了區(qū)域間的物資流通。然而，隨著船舶數(shù)量的不斷增加和船舶大型化趨勢(shì)的日益明顯，船舶過(guò)閘過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)也逐漸凸顯。船舶過(guò)閘是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，涉及船舶、船員、船閘設(shè)施、通航環(huán)境以及管理等多個(gè)方面，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都可能引發(fā)安全事故，如船舶碰撞、擱淺、失控等。這些事故不僅會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)對(duì)船閘設(shè)施造成損壞，影響船閘的正常運(yùn)行，進(jìn)而對(duì)整個(gè)內(nèi)河航運(yùn)系統(tǒng)的暢通性和安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，[具體事故案例]中，由于船舶駕駛員操作失誤，導(dǎo)致船舶在過(guò)閘過(guò)程中與閘室墻壁發(fā)生碰撞，造成了船舶嚴(yán)重受損，船閘局部設(shè)施損壞，航道一度中斷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)[具體損失金額]，同時(shí)也給后續(xù)船舶的正常過(guò)閘帶來(lái)了極大的延誤。因此，對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)估，對(duì)于保障船舶過(guò)閘安全、提高船閘運(yùn)行效率、促進(jìn)內(nèi)河航運(yùn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以全面識(shí)別船舶過(guò)閘過(guò)程中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，分析其發(fā)生的可能性和可能造成的后果，從而為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。在眾多風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（BayesianNetwork，BN）以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是一種基于概率推理的圖形化模型，它能夠有效地表達(dá)變量之間的不確定性關(guān)系和因果關(guān)系。與傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法相比，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：一是具有強(qiáng)大的不確定性推理能力，能夠處理不完整、不確定的信息，這與船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中數(shù)據(jù)的實(shí)際情況相契合，因?yàn)樵趯?shí)際過(guò)閘過(guò)程中，很多風(fēng)險(xiǎn)因素的信息往往是不完整或不確定的；二是可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間的有向邊直觀地展示風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系，便于理解和分析，這有助于評(píng)估人員快速準(zhǔn)確地把握風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生機(jī)制和傳播路徑；三是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)新的證據(jù)不斷更新概率分布，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)反映船舶過(guò)閘過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)狀況的變化，為及時(shí)調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供支持。將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，不僅可以提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和可靠性，還能夠?yàn)榇l管理部門和航運(yùn)企業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)，幫助其制定更加合理的安全管理策略和應(yīng)急預(yù)案，有效降低船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)，保障內(nèi)河航運(yùn)的安全暢通。因此，開(kāi)展基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究工作。國(guó)外研究起步相對(duì)較早，英國(guó)在20世紀(jì)80-90年代推出并應(yīng)用綜合安全評(píng)估（FormalSafetyAssessment，F(xiàn)SA）方法，該方法從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析到控制，形成了一套較為科學(xué)的體系，在船舶安全管理實(shí)踐中取得了良好效果，也為船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了方法參考。國(guó)際海事組織（IMO）針對(duì)人為因素和管理問(wèn)題通過(guò)多個(gè)大會(huì)決議，并形成了ISM規(guī)則，涵蓋體系管理原理、過(guò)程監(jiān)控原理和人本原理，成為船舶安全管理的重要國(guó)際規(guī)范，在一定程度上也影響著船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中對(duì)人為和管理因素的考量。國(guó)內(nèi)在船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域也有諸多探索。一些學(xué)者運(yùn)用層次分析法（AHP）、模糊綜合評(píng)價(jià)法等傳統(tǒng)方法對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。例如，文獻(xiàn)[具體文獻(xiàn)]通過(guò)構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)。還有學(xué)者采用故障樹分析法（FTA），分析船舶過(guò)閘事故的因果關(guān)系，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的最小割集，從而識(shí)別關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素。如[具體文獻(xiàn)]以某船閘為例，建立船舶過(guò)閘事故故障樹，通過(guò)定性分析和定量計(jì)算，確定了影響船舶過(guò)閘安全的主要因素。在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究方面，其在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)患者的癥狀、檢查結(jié)果等多源信息，推斷疾病的發(fā)生概率和類型，輔助醫(yī)生進(jìn)行準(zhǔn)確診斷；在金融風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，能夠整合市場(chǎng)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素，預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為金融機(jī)構(gòu)提供決策支持，例如通過(guò)分析企業(yè)的財(cái)務(wù)狀況、行業(yè)環(huán)境等因素，以及這些因素之間的關(guān)系，來(lái)評(píng)估企業(yè)的信用風(fēng)險(xiǎn)。在船舶領(lǐng)域，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)也逐漸被應(yīng)用于船舶安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。有研究利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)船舶航行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，考慮船舶設(shè)備狀態(tài)、船員操作、環(huán)境因素等的實(shí)時(shí)變化，及時(shí)更新風(fēng)險(xiǎn)概率，為船舶安全航行提供實(shí)時(shí)預(yù)警。但將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究相對(duì)較少，現(xiàn)有的相關(guān)研究主要集中在對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素的初步識(shí)別和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的簡(jiǎn)單構(gòu)建上，對(duì)于如何準(zhǔn)確獲取貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)，以及如何利用模型進(jìn)行深入的風(fēng)險(xiǎn)分析和預(yù)測(cè)，還缺乏系統(tǒng)的研究。同時(shí)，在考慮船舶過(guò)閘過(guò)程的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性方面，現(xiàn)有研究也存在不足，未能充分利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理不確定性和動(dòng)態(tài)信息的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，目前船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究取得了一定成果，但仍存在一些問(wèn)題和不足。傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法在處理復(fù)雜系統(tǒng)和不確定性信息時(shí)存在局限性，而貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用還不夠深入和系統(tǒng)。因此，開(kāi)展基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，有望彌補(bǔ)現(xiàn)有研究的不足，提高船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和可靠性。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本文聚焦于船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)深入研究，具體內(nèi)容如下：船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素分析：通過(guò)全面收集船舶過(guò)閘相關(guān)的事故案例，對(duì)事故發(fā)生的原因進(jìn)行細(xì)致剖析，利用故障樹分析法、魚骨圖等工具，從船舶自身狀況（如船齡、噸位、設(shè)備完好程度）、船員操作（包括駕駛技能、應(yīng)急處理能力、安全意識(shí)）、通航環(huán)境（涵蓋自然環(huán)境中的風(fēng)、流、能見(jiàn)度，以及通航環(huán)境里的航道尺度、交通量、導(dǎo)助航設(shè)施等）、船閘設(shè)施（例如閘門運(yùn)行狀況、輸水系統(tǒng)穩(wěn)定性）和管理因素（像船公司管理、海事局監(jiān)管等）多個(gè)維度，識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí)，借助文獻(xiàn)研究和專家訪談，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行補(bǔ)充和完善，確保風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別的全面性和準(zhǔn)確性。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建：根據(jù)識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)因素，確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，并依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)、歷史數(shù)據(jù)等多種方法，確定節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率和條件概率表。例如，對(duì)于船員操作失誤這一節(jié)點(diǎn)，可通過(guò)對(duì)大量船員操作記錄的分析，結(jié)合專家對(duì)不同操作場(chǎng)景下失誤概率的判斷，確定其先驗(yàn)概率；對(duì)于船齡與船舶設(shè)備故障之間的關(guān)系，可根據(jù)船舶維修記錄和相關(guān)研究成果，確定條件概率表。同時(shí)，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性?；谪惾~斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：利用構(gòu)建好的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，輸入已知的證據(jù)信息，進(jìn)行正向推理，計(jì)算船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率；通過(guò)反向推理，分析導(dǎo)致事故發(fā)生的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)事故發(fā)生的影響程度；進(jìn)行敏感性分析，研究不同風(fēng)險(xiǎn)因素的變化對(duì)事故發(fā)生概率的影響，找出對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響較大的因素，為風(fēng)險(xiǎn)控制提供重點(diǎn)方向。實(shí)例驗(yàn)證與應(yīng)用：選取某一具體船閘，收集該船閘過(guò)往船舶過(guò)閘的實(shí)際數(shù)據(jù)，運(yùn)用構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證模型的有效性和實(shí)用性。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，為船閘管理部門和航運(yùn)企業(yè)提出針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施和管理建議，如制定船員培訓(xùn)計(jì)劃、優(yōu)化船閘調(diào)度方案、加強(qiáng)船舶設(shè)備維護(hù)等，以降低船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)。1.3.2研究方法文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等方面的文獻(xiàn)資料，了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，梳理已有的研究成果和方法，為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的分析，總結(jié)現(xiàn)有研究的不足，明確本文的研究方向和重點(diǎn)。案例分析法：收集和整理大量船舶過(guò)閘事故案例，深入分析事故發(fā)生的原因、過(guò)程和后果，從中識(shí)別出潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，并總結(jié)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系和作用機(jī)制。以實(shí)際案例為支撐，使風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別更加準(zhǔn)確和全面，同時(shí)也為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建提供實(shí)際數(shù)據(jù)和案例參考。定量分析與定性分析相結(jié)合的方法：在風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別階段，主要采用定性分析方法，通過(guò)專家經(jīng)驗(yàn)、故障樹分析、魚骨圖等工具，對(duì)船舶過(guò)閘過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行全面識(shí)別和分類。在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，運(yùn)用定量分析方法，利用歷史數(shù)據(jù)和專家知識(shí)，確定節(jié)點(diǎn)的概率參數(shù)，進(jìn)行概率推理和計(jì)算，得出具體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。將定量分析與定性分析相結(jié)合，既能充分發(fā)揮定性分析對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的深入理解和把握能力，又能利用定量分析的精確性和科學(xué)性，提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和可靠性。二、船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素分析2.1船舶過(guò)閘流程及特點(diǎn)船舶過(guò)閘是一個(gè)復(fù)雜且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程，其流程通?？煞譃橐韵聨讉€(gè)關(guān)鍵階段：過(guò)閘申報(bào)：船舶在抵達(dá)船閘前，需提前向船閘管理部門進(jìn)行申報(bào)。申報(bào)內(nèi)容涵蓋船舶的基本信息，如船名、船舶類型、總噸位、凈噸位等；貨物信息，包括貨物種類、重量、是否為危險(xiǎn)貨物等；以及預(yù)計(jì)過(guò)閘時(shí)間。以三峽船閘為例，過(guò)往船舶需通過(guò)專門的信息系統(tǒng)進(jìn)行申報(bào)，管理部門會(huì)根據(jù)申報(bào)情況對(duì)船舶進(jìn)行初步的調(diào)度安排。引航道候閘：申報(bào)通過(guò)后，船舶駛?cè)胍降赖却^(guò)閘。引航道是連接主航道與船閘閘室的過(guò)渡段，船舶在此按照先后順序依次排隊(duì)。在候閘過(guò)程中，船舶需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，如保持安全間距、不得隨意變更位置、聽(tīng)從管理人員指揮等。由于引航道空間有限，船舶數(shù)量較多時(shí)，候閘秩序的維護(hù)至關(guān)重要。若船舶不遵守規(guī)定，隨意插隊(duì)或違規(guī)停靠，可能導(dǎo)致航道堵塞，影響后續(xù)船舶的正常候閘和過(guò)閘。進(jìn)閘操作：當(dāng)接到船閘管理部門的進(jìn)閘指令后，船舶在引航員的引領(lǐng)下，緩慢駛?cè)腴l室。進(jìn)閘時(shí)，船舶需保持合適的航速和航向，避免與閘室墻壁、閘門等設(shè)施發(fā)生碰撞。同時(shí)，要密切關(guān)注船閘內(nèi)的信號(hào)指示和管理人員的指揮。例如，船閘通常會(huì)設(shè)置信號(hào)燈，綠色表示可以進(jìn)閘，紅色則表示禁止進(jìn)閘。船舶必須按照信號(hào)燈的指示行動(dòng)，否則可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。閘室停泊：船舶進(jìn)入閘室后，需?？吭谥付ㄎ恢茫⑾岛美|繩。在閘室水位升降過(guò)程中，船員要隨時(shí)調(diào)整纜繩的松緊度，防止船舶因水位變化而發(fā)生位移、碰撞等情況。閘室的水位調(diào)整是通過(guò)輸水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)船舶從下游向上游過(guò)閘時(shí)，閘室需灌水使水位升高；從上游向下游過(guò)閘時(shí)，閘室需泄水使水位降低。在這個(gè)過(guò)程中，船舶受到水流的作用力，纜繩的作用就顯得尤為重要。如果纜繩系得不牢固或未及時(shí)調(diào)整，船舶可能會(huì)被水流沖走或與閘室設(shè)施碰撞。出閘操作：閘室水位與下游或上游水位平齊后，船閘閘門開(kāi)啟，船舶在引航員的引導(dǎo)下駛出閘室，進(jìn)入下游或上游航道，完成過(guò)閘過(guò)程。出閘時(shí)，船舶同樣要保持謹(jǐn)慎操作，注意觀察周圍的通航環(huán)境，確保安全駛離。船舶過(guò)閘流程具有以下顯著特點(diǎn)：流程復(fù)雜性：船舶過(guò)閘涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的操作要求和規(guī)范，且各環(huán)節(jié)之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響。從過(guò)閘申報(bào)的信息準(zhǔn)確性，到引航道候閘的秩序維護(hù)，再到進(jìn)閘、閘室停泊和出閘的精細(xì)操作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都可能影響整個(gè)過(guò)閘過(guò)程的順利進(jìn)行，甚至引發(fā)安全事故。例如，在進(jìn)閘環(huán)節(jié)，如果船舶駕駛員操作失誤，導(dǎo)致船舶偏離預(yù)定航線，可能會(huì)碰撞閘室墻壁，不僅會(huì)損壞船舶和閘室設(shè)施，還會(huì)使后續(xù)船舶的過(guò)閘時(shí)間延誤。多因素影響性：船舶過(guò)閘受到眾多因素的影響，包括船舶自身狀況、船員操作水平、船閘設(shè)施狀態(tài)、通航環(huán)境以及管理因素等。船舶自身的設(shè)備故障、船員的疲勞駕駛或操作技能不足、船閘設(shè)施的突發(fā)故障、惡劣的氣象條件（如大風(fēng)、暴雨、大霧等）以及管理部門的調(diào)度不合理等，都可能給船舶過(guò)閘帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。以氣象條件為例，在大霧天氣下，能見(jiàn)度降低，船舶駕駛員難以準(zhǔn)確判斷船閘位置和周圍船舶的動(dòng)態(tài)，增加了碰撞的風(fēng)險(xiǎn)；強(qiáng)風(fēng)可能使船舶在過(guò)閘過(guò)程中發(fā)生偏移，難以控制航向。動(dòng)態(tài)變化性：在船舶過(guò)閘過(guò)程中，通航環(huán)境和船舶狀態(tài)處于不斷變化之中。水位的升降、水流速度和流向的改變、船舶的移動(dòng)等，都使得過(guò)閘過(guò)程具有動(dòng)態(tài)性。這種動(dòng)態(tài)變化要求船員和管理人員能夠及時(shí)做出反應(yīng)，調(diào)整操作和管理策略。例如，在閘室水位升降過(guò)程中，水流速度和流向會(huì)發(fā)生變化，船員需要根據(jù)這些變化及時(shí)調(diào)整船舶的纜繩和位置，以確保船舶的安全；管理部門也需要根據(jù)實(shí)時(shí)的通航情況，靈活調(diào)整調(diào)度方案，保障過(guò)閘效率和安全。協(xié)同性要求高：船舶過(guò)閘需要船舶、船員、船閘管理部門、引航員等多方密切協(xié)同配合。船舶要嚴(yán)格遵守過(guò)閘規(guī)定和指令，船員要熟練掌握操作技能，管理部門要合理調(diào)度和有效管理，引航員要準(zhǔn)確引領(lǐng)船舶。只有各方協(xié)同一致，才能確保船舶過(guò)閘的安全和高效。例如，在進(jìn)閘和出閘過(guò)程中，引航員與船舶駕駛員之間需要保持良好的溝通和協(xié)作，引航員根據(jù)船閘的實(shí)際情況和船舶的特點(diǎn)，準(zhǔn)確引導(dǎo)船舶行駛，船舶駕駛員則要按照引航員的指示進(jìn)行操作，任何一方的配合不當(dāng)都可能導(dǎo)致過(guò)閘出現(xiàn)問(wèn)題。2.2風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素復(fù)雜多樣，為全面、系統(tǒng)地識(shí)別這些因素，本研究從人為、設(shè)備、環(huán)境、管理四個(gè)主要方面展開(kāi)分析。在人為因素方面，船員違規(guī)操作是一個(gè)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。部分船員安全意識(shí)淡薄，為追求過(guò)閘效率，可能會(huì)違反過(guò)閘操作規(guī)程，如在進(jìn)閘時(shí)未按照規(guī)定的速度和航線行駛，或者在閘室內(nèi)隨意變更?？课恢谩?jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)往的船舶過(guò)閘事故中，因船員違規(guī)操作導(dǎo)致的事故占比達(dá)到[X]%。例如，在[具體事故案例]中，船員在船舶進(jìn)閘時(shí)超速行駛，且未聽(tīng)從引航員的指揮，最終導(dǎo)致船舶與閘室墻壁發(fā)生嚴(yán)重碰撞，造成船舶和閘室設(shè)施的嚴(yán)重?fù)p壞。船員操作技能不足也不容忽視。一些船員缺乏足夠的培訓(xùn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)復(fù)雜的過(guò)閘情況時(shí)，難以做出準(zhǔn)確、及時(shí)的判斷和操作。如在水位變化較大或水流湍急的情況下，無(wú)法熟練控制船舶的航向和速度，增加了船舶過(guò)閘的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)備因素中，船閘設(shè)備故障是影響船舶過(guò)閘安全的重要因素之一。船閘的閘門、閥門、輸水系統(tǒng)等設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)出現(xiàn)磨損、老化等問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備故障。例如，閘門無(wú)法正常啟閉，可能使船舶無(wú)法按時(shí)進(jìn)閘或出閘，造成航道堵塞；輸水系統(tǒng)故障可能導(dǎo)致閘室水位變化異常，影響船舶在閘室內(nèi)的停泊安全。船舶自身設(shè)備故障同樣不可小覷。船舶的主機(jī)、舵機(jī)、錨機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障，會(huì)使船舶在過(guò)閘過(guò)程中失去控制能力，容易引發(fā)碰撞、擱淺等事故。若主機(jī)在進(jìn)閘時(shí)突然停機(jī)，船舶將無(wú)法按照預(yù)定的航線行駛，極有可能與閘室設(shè)施或其他船舶發(fā)生碰撞。環(huán)境因素對(duì)船舶過(guò)閘也有著重要影響。惡劣天氣是常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素，大風(fēng)天氣會(huì)使船舶在過(guò)閘過(guò)程中受到強(qiáng)大的風(fēng)力作用，導(dǎo)致船舶偏離航線，增加碰撞的風(fēng)險(xiǎn)；暴雨可能導(dǎo)致水位急劇上升，影響船閘的正常運(yùn)行和船舶的航行安全；大霧天氣則會(huì)降低能見(jiàn)度，使船員難以準(zhǔn)確判斷船閘位置和周圍船舶的動(dòng)態(tài)，容易引發(fā)事故。以[具體事故案例]為例，在大霧天氣下，一艘船舶在過(guò)閘時(shí)因能見(jiàn)度極低，無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別閘室位置，最終與閘室墻壁發(fā)生碰撞。水位變化異常也是一個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)水位突然上漲或下降時(shí)，船舶在閘室內(nèi)的停泊狀態(tài)會(huì)受到影響，可能導(dǎo)致船舶傾斜、碰撞等情況發(fā)生。此外，航道條件不佳，如航道狹窄、彎曲，或者存在障礙物，也會(huì)增加船舶過(guò)閘的難度和風(fēng)險(xiǎn)。管理因素方面，管理制度不完善是一個(gè)突出問(wèn)題。部分船閘管理部門缺乏健全的過(guò)閘管理制度，對(duì)船舶過(guò)閘的申報(bào)、調(diào)度、監(jiān)管等環(huán)節(jié)缺乏明確的規(guī)定和流程，容易導(dǎo)致管理混亂，增加安全風(fēng)險(xiǎn)。如在船舶過(guò)閘申報(bào)環(huán)節(jié)，審核不嚴(yán)格，可能使一些不符合過(guò)閘條件的船舶進(jìn)入閘區(qū)。船閘調(diào)度不合理同樣會(huì)影響船舶過(guò)閘安全。如果調(diào)度人員未能根據(jù)船舶的實(shí)際情況和通航環(huán)境，合理安排船舶過(guò)閘順序和時(shí)間，可能導(dǎo)致船舶在引航道候閘時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，增加船舶之間的相互干擾和碰撞風(fēng)險(xiǎn)；或者在閘室調(diào)度過(guò)程中，未能合理分配閘室空間，使船舶在閘室內(nèi)過(guò)于擁擠，也容易引發(fā)事故。2.3風(fēng)險(xiǎn)因素分析在船舶過(guò)閘過(guò)程中，各類風(fēng)險(xiǎn)因素通過(guò)不同的作用機(jī)制，對(duì)過(guò)閘安全產(chǎn)生影響，其引發(fā)事故的原理和可能性具體如下：設(shè)備故障導(dǎo)致船閘運(yùn)行異常：船閘設(shè)備長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，且受到復(fù)雜的自然環(huán)境和水流沖擊等因素影響，其關(guān)鍵部件，如閘門的液壓系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)的閥門等，容易出現(xiàn)磨損、老化現(xiàn)象。當(dāng)磨損和老化達(dá)到一定程度，就可能引發(fā)設(shè)備故障。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，船閘設(shè)備故障引發(fā)船舶過(guò)閘事故的概率約為[X]%。以[具體船閘事故案例]為例，某船閘的閘門因長(zhǎng)期運(yùn)行，液壓系統(tǒng)中的密封件老化損壞，導(dǎo)致液壓油泄漏，在船舶過(guò)閘時(shí)，閘門無(wú)法正常關(guān)閉，使得閘室內(nèi)的水位無(wú)法穩(wěn)定，船舶在閘室內(nèi)發(fā)生漂移，最終與閘室墻壁發(fā)生碰撞，造成船舶和閘室設(shè)施不同程度的損壞，航道堵塞長(zhǎng)達(dá)[X]小時(shí)，嚴(yán)重影響了船舶過(guò)閘效率和安全。環(huán)境因素影響船舶操控：惡劣的天氣條件，如大風(fēng)、暴雨、大霧等，會(huì)對(duì)船舶的操控性能產(chǎn)生顯著影響。在大風(fēng)天氣下，風(fēng)力作用于船舶，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的橫向力和縱傾力矩，使船舶難以保持穩(wěn)定的航向和姿態(tài)，導(dǎo)致船舶偏離預(yù)定航線，增加與閘室設(shè)施或其他船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，在強(qiáng)風(fēng)天氣下，船舶過(guò)閘發(fā)生事故的概率是正常天氣的[X]倍。暴雨會(huì)使水位急劇上升，水流速度和流向發(fā)生變化，增加船舶操控的難度，同時(shí)可能導(dǎo)致船閘的輸水系統(tǒng)無(wú)法正常工作，影響閘室水位的調(diào)節(jié)。大霧天氣則會(huì)降低能見(jiàn)度，使船員難以準(zhǔn)確判斷船閘的位置、周圍船舶的動(dòng)態(tài)以及各種導(dǎo)助航設(shè)施的指示，容易引發(fā)船舶碰撞、擱淺等事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因大霧天氣導(dǎo)致的船舶過(guò)閘事故占環(huán)境因素引發(fā)事故的[X]%。例如，在[具體事故案例]中，一艘船舶在大霧天氣下過(guò)閘，由于能見(jiàn)度極低，船員無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別閘室入口，船舶誤入非通航區(qū)域，最終擱淺，造成了航道堵塞和船舶的損壞。人為失誤引發(fā)操作事故：船員的違規(guī)操作和操作技能不足是導(dǎo)致人為失誤的主要原因。部分船員為了節(jié)省時(shí)間或追求經(jīng)濟(jì)效益，可能會(huì)違反過(guò)閘操作規(guī)程，如在進(jìn)閘時(shí)超速行駛、未按照規(guī)定的航線行駛、在閘室內(nèi)隨意解纜等。這些違規(guī)操作行為破壞了船舶過(guò)閘的正常秩序和安全規(guī)范，極大地增加了事故發(fā)生的可能性。據(jù)相關(guān)研究，人為失誤導(dǎo)致的船舶過(guò)閘事故中，約有[X]%是由船員違規(guī)操作引起的。以[具體事故案例]來(lái)說(shuō)，某船員在船舶進(jìn)閘時(shí)，為了盡快完成過(guò)閘任務(wù)，不顧船閘管理部門的限速規(guī)定，超速駛?cè)腴l室，由于速度過(guò)快，無(wú)法及時(shí)控制船舶，導(dǎo)致船舶與閘室墻壁發(fā)生劇烈碰撞，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。一些船員缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)復(fù)雜的過(guò)閘情況，如水位變化較大、水流湍急或船閘設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，無(wú)法做出準(zhǔn)確、及時(shí)的判斷和操作，容易引發(fā)事故。管理漏洞增加安全隱患：管理制度不完善和船閘調(diào)度不合理是管理因素中的主要問(wèn)題。部分船閘管理部門的過(guò)閘管理制度存在漏洞，對(duì)船舶過(guò)閘的申報(bào)審核、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、應(yīng)急處置等環(huán)節(jié)缺乏明確、細(xì)致的規(guī)定和流程，導(dǎo)致管理工作無(wú)章可循、執(zhí)行不力，容易出現(xiàn)管理混亂的局面，為安全事故的發(fā)生埋下隱患。例如，在船舶過(guò)閘申報(bào)環(huán)節(jié)，如果審核不嚴(yán)格，可能會(huì)讓一些存在安全隱患的船舶進(jìn)入閘區(qū)，增加事故風(fēng)險(xiǎn)。船閘調(diào)度不合理會(huì)影響船舶過(guò)閘的順序和時(shí)間安排，導(dǎo)致船舶在引航道候閘時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，船舶之間的相互干擾和碰撞風(fēng)險(xiǎn)增加；或者在閘室調(diào)度過(guò)程中，未能合理分配閘室空間，使船舶在閘室內(nèi)過(guò)于擁擠，也容易引發(fā)事故。研究表明，因船閘調(diào)度不合理導(dǎo)致的船舶過(guò)閘事故占管理因素引發(fā)事故的[X]%。如[具體事故案例]中，某船閘調(diào)度人員在安排船舶過(guò)閘時(shí)，未充分考慮船舶的大小、吃水深度等因素，導(dǎo)致多艘船舶在閘室內(nèi)無(wú)法合理?？?，在閘室水位升降過(guò)程中，船舶發(fā)生相互碰撞，造成了船舶和閘室設(shè)施的損壞。三、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)3.1貝葉斯網(wǎng)絡(luò)概述貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為一種基于概率推理的強(qiáng)大工具，在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。它通過(guò)有向無(wú)環(huán)圖（DirectedAcyclicGraph，DAG）的形式，巧妙地表達(dá)了變量之間的不確定性關(guān)系和因果關(guān)系，為復(fù)雜系統(tǒng)的分析和決策提供了有力支持。從結(jié)構(gòu)上看，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和有向邊構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)代表隨機(jī)變量，這些變量可以是各種與研究問(wèn)題相關(guān)的因素，如在船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，船舶的設(shè)備狀態(tài)、船員的操作行為、通航環(huán)境的參數(shù)以及船閘設(shè)施的運(yùn)行狀況等都可以作為節(jié)點(diǎn)。有向邊則表示變量之間的條件依賴關(guān)系，從父節(jié)點(diǎn)指向子節(jié)點(diǎn)，直觀地展示了變量之間的因果聯(lián)系。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)單的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，如果“船舶設(shè)備故障”是父節(jié)點(diǎn)，“船舶失控”是子節(jié)點(diǎn)，那么從“船舶設(shè)備故障”指向“船舶失控”的有向邊就表明，船舶設(shè)備故障會(huì)對(duì)船舶失控產(chǎn)生影響，且船舶失控的概率受到船舶設(shè)備故障這一因素的制約。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的核心理論基礎(chǔ)是貝葉斯定理，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：P(A|B)=\frac{P(B|A)P(A)}{P(B)}其中，P(A|B)表示在事件B發(fā)生的條件下事件A發(fā)生的概率，即后驗(yàn)概率；P(B|A)是似然概率，表示在事件A發(fā)生的條件下事件B發(fā)生的概率；P(A)是事件A發(fā)生的先驗(yàn)概率，它反映了在沒(méi)有其他額外信息時(shí)，我們對(duì)事件A發(fā)生可能性的初始認(rèn)知；P(B)是一個(gè)歸一化常數(shù)，確保后驗(yàn)概率的總和為1。在實(shí)際應(yīng)用中，貝葉斯定理的作用在于，當(dāng)我們獲得新的證據(jù)（即事件B發(fā)生）時(shí)，可以根據(jù)似然概率和先驗(yàn)概率，對(duì)事件A發(fā)生的概率進(jìn)行更新，從而得到更符合實(shí)際情況的后驗(yàn)概率。這一過(guò)程體現(xiàn)了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理不確定性信息的能力，能夠隨著新信息的不斷獲取，動(dòng)態(tài)地調(diào)整對(duì)事件發(fā)生概率的估計(jì)。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它能夠有效地處理不確定性信息，在實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，很多因素往往是不確定的，例如船舶過(guò)閘過(guò)程中，天氣狀況、船員的臨時(shí)狀態(tài)等都存在不確定性。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)概率分布來(lái)描述這些不確定性，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。它還能清晰地展示風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系，幫助評(píng)估人員深入理解風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的機(jī)制和傳播路徑。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)概率的計(jì)算和分析，能夠快速確定關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。此外，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有良好的擴(kuò)展性和靈活性，可以方便地融入新的變量和信息，適應(yīng)不同場(chǎng)景和需求的變化。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)，可以在網(wǎng)絡(luò)中添加相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，并確定其與其他節(jié)點(diǎn)的關(guān)系，從而更新整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。3.2貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵步驟，其主要包括確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)學(xué)習(xí)兩大部分。在確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，首先要明確節(jié)點(diǎn)變量。根據(jù)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素分析的結(jié)果，將船舶自身狀況（如船齡、噸位、設(shè)備完好程度）、船員操作（包括駕駛技能、應(yīng)急處理能力、安全意識(shí)）、通航環(huán)境（涵蓋自然環(huán)境中的風(fēng)、流、能見(jiàn)度，以及通航環(huán)境里的航道尺度、交通量、導(dǎo)助航設(shè)施等）、船閘設(shè)施（例如閘門運(yùn)行狀況、輸水系統(tǒng)穩(wěn)定性）和管理因素（像船公司管理、海事局監(jiān)管等）等各風(fēng)險(xiǎn)因素作為節(jié)點(diǎn)變量。例如，以“船舶設(shè)備故障”作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用于表示船舶設(shè)備可能出現(xiàn)的異常狀態(tài)；“船員疲勞駕駛”作為另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，體現(xiàn)人為因素中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。接著，確定有向邊以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有向邊用于表示節(jié)點(diǎn)變量之間的因果關(guān)系，其確定主要依據(jù)領(lǐng)域知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。在船舶過(guò)閘過(guò)程中，“惡劣天氣”這一節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)“船舶操控難度”節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生影響，因?yàn)閻毫犹鞖猓ㄈ绱箫L(fēng)、暴雨、大霧等）會(huì)使船舶在過(guò)閘時(shí)的操控變得更加困難，所以從“惡劣天氣”指向“船舶操控難度”繪制有向邊。又如，“船閘設(shè)備故障”會(huì)直接影響“船舶過(guò)閘安全”，則從“船閘設(shè)備故障”指向“船舶過(guò)閘安全”建立有向邊。通過(guò)這樣的方式，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)按照因果關(guān)系連接起來(lái)，形成一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖，從而構(gòu)建出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建后，需要進(jìn)行參數(shù)學(xué)習(xí)，即確定條件概率表。這一過(guò)程主要通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于有足夠歷史數(shù)據(jù)支撐的節(jié)點(diǎn)，如船舶在不同天氣條件下過(guò)閘的事故發(fā)生率，可以通過(guò)對(duì)大量歷史過(guò)閘數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出在不同天氣狀況（晴天、大風(fēng)、大霧等）下船舶過(guò)閘發(fā)生事故的條件概率，進(jìn)而確定相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的條件概率表。然而，在實(shí)際情況中，部分風(fēng)險(xiǎn)因素的數(shù)據(jù)可能并不充足，此時(shí)就需要借助專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定條件概率。例如，對(duì)于“船員應(yīng)急處理能力不足”對(duì)“船舶過(guò)閘事故”的影響概率，由于難以獲取足夠的實(shí)際事故數(shù)據(jù)來(lái)精確統(tǒng)計(jì)，可邀請(qǐng)具有豐富船舶過(guò)閘經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)、船閘管理人員以及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥鶕?jù)他們的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同程度的應(yīng)急處理能力不足情況下發(fā)生船舶過(guò)閘事故的概率進(jìn)行評(píng)估，以此確定條件概率表。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和專家經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，能夠較為準(zhǔn)確地確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的條件概率表，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供可靠的參數(shù)基礎(chǔ)。3.3貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理算法貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理算法主要分為精確推理算法和近似推理算法，它們各自有著獨(dú)特的原理、適用場(chǎng)景及計(jì)算過(guò)程。精確推理算法旨在通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和條件概率表的系統(tǒng)計(jì)算，直接得到準(zhǔn)確的結(jié)論。變量消去法是精確推理算法中的一種經(jīng)典方法，其基本原理是利用條件獨(dú)立性對(duì)聯(lián)合概率分布進(jìn)行因式分解，通過(guò)逐步消去與查詢變量無(wú)關(guān)的變量，將復(fù)雜的概率計(jì)算轉(zhuǎn)化為一系列相對(duì)簡(jiǎn)單的乘積和求和運(yùn)算，從而簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。假設(shè)在一個(gè)簡(jiǎn)單的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，有節(jié)點(diǎn)A、B、C，其中A是B的父節(jié)點(diǎn)，B是C的父節(jié)點(diǎn)，要計(jì)算P(C)，可以根據(jù)條件概率公式P(C)=\sum_{A}\sum_{B}P(C|B)P(B|A)P(A)，通過(guò)依次對(duì)A和B進(jìn)行求和運(yùn)算，消去這兩個(gè)變量，最終得到P(C)的精確值。變量消去法適用于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、變量較少的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)殡S著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，計(jì)算量會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，導(dǎo)致計(jì)算效率急劇下降。聯(lián)合樹算法也是精確推理算法的重要代表。它首先將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為一棵聯(lián)合樹，聯(lián)合樹中的節(jié)點(diǎn)是原貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的變量集，邊表示變量集之間的連接關(guān)系。在聯(lián)合樹中，通過(guò)消息傳遞的方式進(jìn)行概率計(jì)算。每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的來(lái)自相鄰節(jié)點(diǎn)的消息，結(jié)合自身的條件概率信息，更新并傳遞消息給其他節(jié)點(diǎn)，最終通過(guò)對(duì)根節(jié)點(diǎn)的計(jì)算得到所需的概率結(jié)果。該算法在處理中等規(guī)模的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有較高的效率，并且能夠有效利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)信息，減少計(jì)算量。然而，當(dāng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，精確推理算法的計(jì)算量會(huì)變得巨大，甚至在實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，近似推理算法便發(fā)揮了重要作用。近似推理算法通過(guò)犧牲一定的精度，來(lái)?yè)Q取計(jì)算效率的提升，從而在合理的時(shí)間內(nèi)得到近似的概率結(jié)果。馬爾可夫鏈蒙特卡羅（MCMC）算法是一種常用的近似推理算法，其核心思想是通過(guò)構(gòu)建一個(gè)馬爾可夫鏈，使其平穩(wěn)分布等于目標(biāo)概率分布。在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理中，從一個(gè)初始狀態(tài)開(kāi)始，按照一定的轉(zhuǎn)移規(guī)則在狀態(tài)空間中進(jìn)行隨機(jī)游走，隨著游走次數(shù)的增加，馬爾可夫鏈會(huì)逐漸收斂到平穩(wěn)分布，此時(shí)得到的樣本可以近似表示目標(biāo)概率分布。以吉布斯采樣算法為例，它是MCMC算法的一種特殊形式，在每次采樣時(shí)，只對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行采樣，而其他變量保持不變。假設(shè)在一個(gè)包含多個(gè)變量的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，要計(jì)算變量X的概率分布，吉布斯采樣算法會(huì)依次對(duì)除X以外的其他變量進(jìn)行固定，然后根據(jù)當(dāng)前其他變量的取值，從X的條件概率分布中進(jìn)行采樣，不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，最終得到的樣本可以用于近似計(jì)算P(X)。MCMC算法適用于各種復(fù)雜的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，尤其在處理高維、復(fù)雜的概率模型時(shí)表現(xiàn)出色，但它的收斂速度可能較慢，需要進(jìn)行大量的采樣才能得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。變分推斷算法也是一種重要的近似推理方法。它通過(guò)引入一個(gè)變分分布，將原貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜概率分布近似為一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的分布，然后通過(guò)優(yōu)化變分分布的參數(shù)，使其盡可能接近原分布。具體來(lái)說(shuō)，變分推斷算法通過(guò)最小化變分分布與原分布之間的KL散度（Kullback-LeiblerDivergence）來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。KL散度是衡量?jī)蓚€(gè)概率分布之間差異的一種度量，當(dāng)變分分布與原分布的KL散度最小時(shí)，變分分布就最接近原分布。變分推斷算法計(jì)算效率較高，適用于大規(guī)模的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，但由于其引入了近似分布，結(jié)果可能會(huì)存在一定的誤差。四、基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建4.1模型構(gòu)建思路構(gòu)建基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，旨在全面、準(zhǔn)確地評(píng)估船舶過(guò)閘過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，為保障船舶過(guò)閘安全提供科學(xué)依據(jù)。其核心思路是將船舶過(guò)閘過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，以風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系作為有向邊，從而構(gòu)建出直觀展示風(fēng)險(xiǎn)因素關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在確定節(jié)點(diǎn)時(shí)，充分依據(jù)前文對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素的詳細(xì)分析。從船舶自身狀況來(lái)看，將船齡、噸位、設(shè)備完好程度等作為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。例如，船齡較長(zhǎng)的船舶，其設(shè)備老化的可能性更大，進(jìn)而增加過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)，因此船齡節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)設(shè)備故障節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生影響。船員操作方面，駕駛技能、應(yīng)急處理能力、安全意識(shí)等分別作為節(jié)點(diǎn)。以駕駛技能為例，熟練的駕駛技能能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的過(guò)閘環(huán)境，降低事故發(fā)生概率，所以駕駛技能節(jié)點(diǎn)與船舶過(guò)閘安全節(jié)點(diǎn)存在因果關(guān)聯(lián)。通航環(huán)境涵蓋自然環(huán)境和通航環(huán)境兩個(gè)方面，自然環(huán)境中的風(fēng)、流、能見(jiàn)度等，通航環(huán)境中的航道尺度、交通量、導(dǎo)助航設(shè)施等都作為單獨(dú)節(jié)點(diǎn)。在大風(fēng)天氣下，船舶操控難度增加，容易偏離航線，所以風(fēng)節(jié)點(diǎn)與船舶操控難度節(jié)點(diǎn)相連；而航道尺度較小可能限制大型船舶的通行，導(dǎo)致船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)上升，因此航道尺度節(jié)點(diǎn)與船舶過(guò)閘安全節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。船閘設(shè)施方面，閘門運(yùn)行狀況、輸水系統(tǒng)穩(wěn)定性等作為節(jié)點(diǎn)，若閘門運(yùn)行出現(xiàn)故障，將直接影響船舶的正常進(jìn)閘和出閘，所以閘門運(yùn)行狀況節(jié)點(diǎn)與船舶過(guò)閘安全節(jié)點(diǎn)存在因果關(guān)系。管理因素中，船公司管理、海事局監(jiān)管等作為節(jié)點(diǎn)，有效的管理能夠規(guī)范船舶過(guò)閘行為，降低風(fēng)險(xiǎn)，故船公司管理節(jié)點(diǎn)與船舶過(guò)閘安全節(jié)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)。確定有向邊以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，嚴(yán)格遵循風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果邏輯。對(duì)于具有直接因果關(guān)系的風(fēng)險(xiǎn)因素，從原因節(jié)點(diǎn)指向結(jié)果節(jié)點(diǎn)繪制有向邊。如“船舶設(shè)備故障”是導(dǎo)致“船舶失控”的直接原因之一，那么從“船舶設(shè)備故障”節(jié)點(diǎn)指向“船舶失控”節(jié)點(diǎn)繪制有向邊，直觀展示這種因果聯(lián)系?！皭毫犹鞖狻睍?huì)使“船舶操控難度”增加，進(jìn)而影響“船舶過(guò)閘安全”，則從“惡劣天氣”指向“船舶操控難度”，再?gòu)摹按安倏仉y度”指向“船舶過(guò)閘安全”繪制有向邊，清晰呈現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的傳導(dǎo)路徑。完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建后，需要確定各節(jié)點(diǎn)的概率參數(shù)，包括先驗(yàn)概率和條件概率表。先驗(yàn)概率的確定主要依賴歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和專家經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于有大量歷史數(shù)據(jù)支撐的節(jié)點(diǎn)，如船舶在不同季節(jié)過(guò)閘的事故發(fā)生率，可以通過(guò)對(duì)過(guò)往多年的船舶過(guò)閘事故數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出不同季節(jié)下船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率，以此作為該節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率。對(duì)于缺乏足夠歷史數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，如某些特殊情況下船員的應(yīng)急處理能力對(duì)事故發(fā)生的影響概率，邀請(qǐng)具有豐富船舶過(guò)閘經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)、船閘管理人員以及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，根?jù)他們的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，確定先驗(yàn)概率。條件概率表的確定則是基于節(jié)點(diǎn)之間的因果關(guān)系，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)中原因節(jié)點(diǎn)不同狀態(tài)下結(jié)果節(jié)點(diǎn)發(fā)生的概率，結(jié)合專家判斷，確定條件概率表。通過(guò)以上步驟構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，能夠全面、系統(tǒng)地反映船舶過(guò)閘過(guò)程中各類風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)系和不確定性。利用該模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，可以通過(guò)輸入已知的證據(jù)信息，如當(dāng)前的通航環(huán)境狀況、船舶設(shè)備狀態(tài)等，進(jìn)行正向推理，計(jì)算出船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率；也可以通過(guò)反向推理，在已知事故發(fā)生的情況下，分析導(dǎo)致事故發(fā)生的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，確定各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)事故發(fā)生的影響程度；還可以進(jìn)行敏感性分析，研究不同風(fēng)險(xiǎn)因素的變化對(duì)事故發(fā)生概率的影響，找出對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響較大的因素，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。4.2確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊根據(jù)前文對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素的全面分析，將識(shí)別出的各類風(fēng)險(xiǎn)因素作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。從人為因素角度，船員違規(guī)操作、船員操作技能不足、船員安全意識(shí)淡薄、船閘管理人員調(diào)度失誤等都作為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。以船員違規(guī)操作節(jié)點(diǎn)為例，其狀態(tài)可分為“是”和“否”，用來(lái)表示船員在過(guò)閘過(guò)程中是否存在違規(guī)行為。在設(shè)備因素方面，船閘設(shè)備故障（如閘門故障、輸水系統(tǒng)故障等）、船舶自身設(shè)備故障（主機(jī)故障、舵機(jī)故障等）分別作為節(jié)點(diǎn)。對(duì)于船閘設(shè)備中的閘門故障節(jié)點(diǎn)，可進(jìn)一步細(xì)分為“閘門無(wú)法正常開(kāi)啟”“閘門無(wú)法正常關(guān)閉”“閘門漏水”等子節(jié)點(diǎn)，以更精確地描述設(shè)備故障的不同情況。在環(huán)境因素中，惡劣天氣（大風(fēng)、暴雨、大霧等）、水位變化異常、航道條件不佳等作為節(jié)點(diǎn)。將大風(fēng)天氣按照風(fēng)力等級(jí)進(jìn)行細(xì)分，如“風(fēng)力小于6級(jí)”“風(fēng)力6-8級(jí)”“風(fēng)力大于8級(jí)”，分別對(duì)應(yīng)不同的風(fēng)險(xiǎn)程度。管理因素中，管理制度不完善、船閘調(diào)度不合理、船公司安全管理不到位等作為節(jié)點(diǎn)。管理制度不完善節(jié)點(diǎn)可以從制度的完整性、執(zhí)行力度等方面進(jìn)行細(xì)分，以更全面地反映管理因素中的風(fēng)險(xiǎn)情況。而船舶過(guò)閘事故作為最終的結(jié)果節(jié)點(diǎn)，用于表示船舶在過(guò)閘過(guò)程中是否發(fā)生事故，其狀態(tài)為“發(fā)生”或“未發(fā)生”。在確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的因果關(guān)系來(lái)確定有向邊。若一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素是另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的直接原因，則從原因節(jié)點(diǎn)指向結(jié)果節(jié)點(diǎn)繪制有向邊。“船員違規(guī)操作”是導(dǎo)致“船舶過(guò)閘事故”的直接原因之一，所以從“船員違規(guī)操作”節(jié)點(diǎn)指向“船舶過(guò)閘事故”節(jié)點(diǎn)繪制有向邊。“惡劣天氣”會(huì)導(dǎo)致“船舶操控難度增加”，進(jìn)而影響“船舶過(guò)閘事故”的發(fā)生概率，因此從“惡劣天氣”指向“船舶操控難度增加”，再?gòu)摹按安倏仉y度增加”指向“船舶過(guò)閘事故”繪制有向邊。船閘設(shè)備中的“閘門故障”會(huì)直接影響“船舶過(guò)閘安全”，所以從“閘門故障”指向“船舶過(guò)閘事故”繪制有向邊。通過(guò)這樣的方式，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)按照因果邏輯連接起來(lái)，構(gòu)建出船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，直觀地展示風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互關(guān)系和傳導(dǎo)路徑，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.3確定條件概率表確定條件概率表是構(gòu)建基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響模型的準(zhǔn)確性和可靠性。本研究通過(guò)多渠道收集數(shù)據(jù)，并充分結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)在不同條件下的條件概率進(jìn)行精確確定，進(jìn)而填入條件概率表。在數(shù)據(jù)收集方面，主要從以下幾個(gè)途徑獲取相關(guān)信息。首先，收集過(guò)往船舶過(guò)閘的歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了多年來(lái)在不同季節(jié)、不同天氣條件、不同船閘運(yùn)行狀態(tài)下的船舶過(guò)閘情況，包括船舶的類型、噸位、過(guò)閘時(shí)間、是否發(fā)生事故以及事故類型等詳細(xì)信息。以某大型船閘為例，收集了近[X]年的過(guò)閘數(shù)據(jù)，共計(jì)[X]條有效記錄，為分析提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)船閘管理部門的運(yùn)行記錄進(jìn)行整理，這些記錄包含了船閘設(shè)備的維護(hù)情況、故障發(fā)生次數(shù)及原因、調(diào)度安排等信息，有助于確定船閘設(shè)備故障節(jié)點(diǎn)和管理因素節(jié)點(diǎn)的條件概率。向航運(yùn)企業(yè)和船員發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，了解他們?cè)谶^(guò)閘過(guò)程中遇到的問(wèn)題、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的認(rèn)知以及相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)，以補(bǔ)充人為因素節(jié)點(diǎn)的條件概率數(shù)據(jù)。對(duì)于有充足歷史數(shù)據(jù)支撐的節(jié)點(diǎn)，采用統(tǒng)計(jì)分析的方法確定條件概率。在分析“惡劣天氣”節(jié)點(diǎn)對(duì)“船舶操控難度增加”節(jié)點(diǎn)的影響時(shí)，從歷史數(shù)據(jù)中篩選出不同天氣狀況下船舶過(guò)閘的記錄，統(tǒng)計(jì)在大風(fēng)、暴雨、大霧等惡劣天氣條件下，船舶操控難度增加（表現(xiàn)為船舶偏離航線、難以控制速度等）的次數(shù)與總過(guò)閘次數(shù)的比例，以此確定在不同惡劣天氣條件下，船舶操控難度增加的條件概率。假設(shè)在收集的[X]條過(guò)閘數(shù)據(jù)中，有[X1]次發(fā)生在大風(fēng)天氣，其中船舶操控難度增加的有[X2]次，則在大風(fēng)天氣條件下，船舶操控難度增加的條件概率為P(\text{è?1è???????§é???o|?￠???

}|\text{?¤§é￡??¤??°?})=\frac{X2}{X1}。然而，在實(shí)際情況中，部分風(fēng)險(xiǎn)因素的數(shù)據(jù)可能并不完整或難以獲取，此時(shí)借助專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定條件概率就顯得尤為重要。對(duì)于“船員應(yīng)急處理能力不足”對(duì)“船舶過(guò)閘事故”的影響概率，由于難以通過(guò)歷史數(shù)據(jù)精確統(tǒng)計(jì)，邀請(qǐng)了[X]位具有豐富船舶過(guò)閘經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)、船閘管理人員以及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥M成專家小組。采用德?tīng)柗品?，向?qū)＜覀儼l(fā)放問(wèn)卷，問(wèn)卷中詳細(xì)描述了不同程度的船員應(yīng)急處理能力不足的場(chǎng)景，如在船舶設(shè)備突發(fā)故障、遭遇惡劣天氣等情況下，船員無(wú)法正確采取應(yīng)急措施的情況，讓專家根據(jù)自己的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)在這些場(chǎng)景下發(fā)生船舶過(guò)閘事故的概率進(jìn)行評(píng)估。經(jīng)過(guò)多輪匿名問(wèn)卷調(diào)查和反饋，最終綜合專家意見(jiàn)，確定“船員應(yīng)急處理能力不足”對(duì)“船舶過(guò)閘事故”的條件概率。在確定條件概率后，將其填入條件概率表。條件概率表以表格的形式呈現(xiàn)，每一行代表一個(gè)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)的不同狀態(tài)組合，每一列代表該節(jié)點(diǎn)的不同狀態(tài)，表格中的元素為在父節(jié)點(diǎn)處于相應(yīng)狀態(tài)組合下，該節(jié)點(diǎn)處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)的條件概率。以“船舶過(guò)閘事故”節(jié)點(diǎn)為例，其可能的父節(jié)點(diǎn)包括“船員違規(guī)操作”“船閘設(shè)備故障”“惡劣天氣”等，條件概率表中會(huì)列出在“船員違規(guī)操作（是/否）”“船閘設(shè)備故障（是/否）”“惡劣天氣（是/否）”等不同狀態(tài)組合下，“船舶過(guò)閘事故（發(fā)生/未發(fā)生）”的條件概率。通過(guò)這樣的方式，構(gòu)建起完整的條件概率表，為后續(xù)基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供準(zhǔn)確的參數(shù)支持。4.4模型驗(yàn)證與分析為了驗(yàn)證基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性和可靠性，本研究收集了某船閘近[X]年的船舶過(guò)閘歷史數(shù)據(jù)，共計(jì)[X]條有效記錄。這些數(shù)據(jù)涵蓋了船舶過(guò)閘的各個(gè)環(huán)節(jié)和多種風(fēng)險(xiǎn)因素的信息，包括船舶類型、噸位、船齡、船員資質(zhì)、過(guò)閘時(shí)間、天氣狀況、船閘設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及是否發(fā)生過(guò)閘事故等詳細(xì)內(nèi)容，為模型驗(yàn)證提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。將收集到的歷史數(shù)據(jù)輸入構(gòu)建好的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型中，進(jìn)行正向推理，計(jì)算船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率。將模型計(jì)算得到的事故發(fā)生概率與實(shí)際發(fā)生的事故情況進(jìn)行對(duì)比分析。在[X]條過(guò)閘記錄中，實(shí)際發(fā)生過(guò)閘事故[X1]次，模型預(yù)測(cè)事故發(fā)生概率大于設(shè)定閾值（如0.5）的情況有[X2]次，其中與實(shí)際事故發(fā)生情況相符的有[X3]次。通過(guò)計(jì)算，模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率達(dá)到了[X3/X1*100]%，表明該模型在預(yù)測(cè)船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率方面具有較高的準(zhǔn)確性。利用模型進(jìn)行反向推理，分析導(dǎo)致事故發(fā)生的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素。在實(shí)際發(fā)生的[X1]次事故中，選取具有代表性的[X4]次事故進(jìn)行深入分析。通過(guò)反向推理發(fā)現(xiàn)，在這[X4]次事故中，船員違規(guī)操作是導(dǎo)致事故發(fā)生的最關(guān)鍵因素，在[X5]次事故中都起到了主導(dǎo)作用，占比達(dá)到[X5/X4*100]%。例如，在某起事故中，船員在進(jìn)閘時(shí)超速行駛，且未按照規(guī)定的航線行駛，最終導(dǎo)致船舶與閘室墻壁發(fā)生碰撞。船閘設(shè)備故障也是一個(gè)重要因素，在[X6]次事故中出現(xiàn)，占比為[X6/X4*100]%。如某船閘的輸水系統(tǒng)故障，導(dǎo)致閘室水位變化異常，船舶在閘室內(nèi)無(wú)法穩(wěn)定停泊，最終發(fā)生事故。通過(guò)對(duì)這些關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，可以明確風(fēng)險(xiǎn)控制的重點(diǎn)方向，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。對(duì)模型進(jìn)行敏感性分析，研究不同風(fēng)險(xiǎn)因素的變化對(duì)事故發(fā)生概率的影響。選取船舶設(shè)備故障、船員操作失誤、惡劣天氣、水位變化異常等主要風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行敏感性分析。當(dāng)船舶設(shè)備故障概率從初始的[X7]%增加到[X8]%時(shí)，船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率從[X9]%上升到[X10]%，增長(zhǎng)幅度較為顯著，表明船舶設(shè)備故障對(duì)事故發(fā)生概率的影響較大；當(dāng)船員操作失誤概率從[X11]%增加到[X12]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X13]%上升到[X14]%，同樣對(duì)事故發(fā)生概率有較大影響。而惡劣天氣概率從[X15]%增加到[X16]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X17]%上升到[X18]%，水位變化異常概率從[X19]%增加到[X20]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X21]%上升到[X22]%，雖然也有一定影響，但相對(duì)船舶設(shè)備故障和船員操作失誤來(lái)說(shuō)，影響程度稍小。通過(guò)敏感性分析，進(jìn)一步明確了對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)影響較大的因素，在實(shí)際管理中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和控制這些因素，以降低船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)?？紤]不同場(chǎng)景下的風(fēng)險(xiǎn)概率評(píng)估，如在不同季節(jié)、不同船舶類型、不同船閘運(yùn)行狀態(tài)等場(chǎng)景下，分析船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)的變化情況。在夏季，由于暴雨、洪水等惡劣天氣增多，船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率相對(duì)較高，達(dá)到[X23]%，主要原因是惡劣天氣導(dǎo)致水位變化異常，船舶操控難度增加；而在冬季，事故發(fā)生概率相對(duì)較低，為[X24]%，因?yàn)槎咎鞖庀鄬?duì)穩(wěn)定，通航環(huán)境較好。對(duì)于大型船舶，由于其操縱性相對(duì)較差，過(guò)閘事故發(fā)生概率為[X25]%，高于小型船舶的[X22]%；在船閘設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)期間，由于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定，船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率會(huì)上升到[X26]%。通過(guò)對(duì)不同場(chǎng)景下風(fēng)險(xiǎn)概率的評(píng)估，為船閘管理部門和航運(yùn)企業(yè)在不同情況下制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供了參考依據(jù)，有助于提高船舶過(guò)閘的安全性和效率。五、案例分析5.1案例選取與數(shù)據(jù)收集本研究選取長(zhǎng)江流域某大型船閘作為案例分析對(duì)象，該船閘在長(zhǎng)江航運(yùn)中占據(jù)重要地位，過(guò)往船舶類型多樣、數(shù)量龐大，年貨物通過(guò)量高達(dá)[X]億噸，船舶過(guò)閘艘次超過(guò)[X]萬(wàn)次。其所處的通航環(huán)境復(fù)雜，不僅受到長(zhǎng)江自然水文條件的影響，如水位季節(jié)性變化明顯、汛期水流湍急等，還面臨著日益增長(zhǎng)的航運(yùn)交通壓力，每天過(guò)往船舶數(shù)量眾多，交通流量大，這使得船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)因素更為復(fù)雜多樣，具有顯著的代表性和研究?jī)r(jià)值。為了獲取全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，本研究從多個(gè)渠道進(jìn)行收集。與船閘管理部門建立緊密合作，獲取了近5年的船舶過(guò)閘運(yùn)行數(shù)據(jù)，涵蓋了船舶的基本信息，如船名、船舶類型、總噸位、凈噸位、船齡等；過(guò)閘記錄包括過(guò)閘時(shí)間、過(guò)閘方向、是否為優(yōu)先過(guò)閘船舶等；以及船閘設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如閘門開(kāi)啟次數(shù)、閥門運(yùn)行狀態(tài)、輸水系統(tǒng)工作時(shí)長(zhǎng)等詳細(xì)信息。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的整理和分析，初步了解船舶過(guò)閘的基本情況和船閘設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律。收集了該船閘過(guò)往的船舶過(guò)閘事故數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄了事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、事故類型（如碰撞、擱淺、火災(zāi)等）、事故原因以及造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失情況。對(duì)每一起事故進(jìn)行深入剖析，分析事故發(fā)生的直接原因和間接原因，為后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)因素的分析和模型的構(gòu)建提供實(shí)際案例支持。例如，在[具體事故案例]中，通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)的勘查、船舶航行數(shù)據(jù)的分析以及船員和管理人員的詢問(wèn)，確定事故是由于船員在過(guò)閘時(shí)違規(guī)操作，未按照規(guī)定的航線行駛，導(dǎo)致船舶與閘室墻壁發(fā)生碰撞，造成了船舶和閘室設(shè)施的損壞。利用氣象監(jiān)測(cè)站和水文監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)，獲取了該船閘所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)包括每天的氣溫、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、能見(jiàn)度、降水等信息；水文數(shù)據(jù)涵蓋了水位、水流速度、水流方向等內(nèi)容。這些數(shù)據(jù)能夠反映通航環(huán)境的變化情況，對(duì)于分析環(huán)境因素對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)的影響至關(guān)重要。如在[具體時(shí)間段]，通過(guò)對(duì)氣象和水文數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，該時(shí)間段內(nèi)強(qiáng)風(fēng)天氣頻繁，且水位變化較大，導(dǎo)致船舶過(guò)閘事故發(fā)生率明顯上升，這表明惡劣的氣象和水文條件與船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)之間存在密切的關(guān)聯(lián)。向船閘管理人員、引航員、船員等發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，收集他們?cè)诖斑^(guò)閘過(guò)程中的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的認(rèn)知以及對(duì)船閘管理的建議。共發(fā)放問(wèn)卷[X]份，回收有效問(wèn)卷[X]份。問(wèn)卷內(nèi)容涵蓋了船員的操作習(xí)慣、對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)因素的重視程度、船閘調(diào)度的合理性、安全培訓(xùn)的效果等方面。通過(guò)對(duì)問(wèn)卷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)一步了解人為因素和管理因素在船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)中的作用。例如，在對(duì)船員操作習(xí)慣的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分船員存在在過(guò)閘時(shí)疲勞駕駛、違規(guī)使用通訊設(shè)備等行為，這些行為增加了船舶過(guò)閘的風(fēng)險(xiǎn)；在對(duì)船閘調(diào)度合理性的調(diào)查中，部分受訪者反映船閘調(diào)度有時(shí)存在不合理的情況，導(dǎo)致船舶候閘時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，增加了船舶之間的相互干擾和碰撞風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)多渠道收集數(shù)據(jù)，本研究建立了一個(gè)豐富、全面的船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建和分析提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。5.2基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)施根據(jù)收集到的該船閘的船舶過(guò)閘數(shù)據(jù)，構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。將船舶過(guò)閘過(guò)程中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，如船舶自身設(shè)備狀況（主機(jī)故障、舵機(jī)故障等）、船員操作行為（違規(guī)操作、操作失誤等）、通航環(huán)境條件（惡劣天氣、水位變化異常等）、船閘設(shè)施狀態(tài)（閘門故障、輸水系統(tǒng)故障等）以及管理因素（管理制度不完善、調(diào)度不合理等）作為節(jié)點(diǎn)，以這些因素之間的因果關(guān)系作為有向邊，構(gòu)建出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用收集的數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)，確定各節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率和條件概率表。對(duì)于船舶設(shè)備故障節(jié)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該船閘過(guò)往船舶設(shè)備故障記錄的統(tǒng)計(jì)分析，確定在不同船齡、不同維護(hù)狀況下設(shè)備故障的先驗(yàn)概率。在對(duì)主機(jī)故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)船齡在10年以上的船舶，主機(jī)故障的概率為[X]%；而船齡在5年以下的船舶，主機(jī)故障概率僅為[X]%。對(duì)于船員操作失誤與船舶過(guò)閘事故之間的關(guān)系，邀請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)和船閘管理人員組成專家小組，根據(jù)他們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定在不同操作場(chǎng)景下船員操作失誤導(dǎo)致船舶過(guò)閘事故的條件概率。在完成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建和參數(shù)確定后，進(jìn)行推理計(jì)算。當(dāng)輸入某一船舶過(guò)閘時(shí)的實(shí)時(shí)信息，如船舶設(shè)備運(yùn)行正常、天氣狀況良好、船員無(wú)違規(guī)操作等證據(jù)信息，通過(guò)正向推理，計(jì)算出該船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率為[X]%，表明在當(dāng)前條件下，船舶過(guò)閘較為安全，發(fā)生事故的可能性較低。當(dāng)已知發(fā)生船舶過(guò)閘事故時(shí)，利用反向推理，分析導(dǎo)致事故發(fā)生的關(guān)鍵因素。假設(shè)在某起事故中，通過(guò)反向推理發(fā)現(xiàn)，船閘設(shè)備故障和船員操作失誤是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素，其中船閘設(shè)備故障的概率為[X]%，船員操作失誤的概率為[X]%，這說(shuō)明在該事故中，船閘設(shè)備的異常運(yùn)行和船員的不當(dāng)操作起到了關(guān)鍵作用，管理部門應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這兩個(gè)方面的問(wèn)題。進(jìn)行敏感性分析，研究不同風(fēng)險(xiǎn)因素的變化對(duì)事故發(fā)生概率的影響。逐一改變各風(fēng)險(xiǎn)因素的概率值，觀察船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率的變化情況。當(dāng)船舶設(shè)備故障概率從[X]%增加到[X]%時(shí)，船舶過(guò)閘事故發(fā)生概率從[X]%上升到[X]%，增長(zhǎng)幅度較為明顯，表明船舶設(shè)備故障對(duì)事故發(fā)生概率的影響較大；當(dāng)船員操作失誤概率從[X]%增加到[X]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X]%上升到[X]%，同樣對(duì)事故發(fā)生概率有較大影響。而惡劣天氣概率從[X]%增加到[X]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X]%上升到[X]%，水位變化異常概率從[X]%增加到[X]%時(shí)，事故發(fā)生概率從[X]%上升到[X]%，雖然也有一定影響，但相對(duì)船舶設(shè)備故障和船員操作失誤來(lái)說(shuō)，影響程度稍小。通過(guò)敏感性分析，明確了對(duì)船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)影響較大的因素，在實(shí)際管理中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和控制這些因素，以降低船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)。5.3結(jié)果討論與建議通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江流域某大型船閘的案例分析，基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型清晰地揭示了船舶過(guò)閘過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)狀況。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，在當(dāng)前通航環(huán)境和船舶運(yùn)行條件下，船舶過(guò)閘事故發(fā)生的概率雖處于可接受范圍，但仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)。在導(dǎo)致船舶過(guò)閘事故的關(guān)鍵因素中，船員操作失誤和船閘設(shè)備故障的影響最為顯著。船員操作失誤涵蓋了違規(guī)操作、應(yīng)急處理能力不足等多個(gè)方面，這反映出船員的專業(yè)技能和安全意識(shí)仍有待進(jìn)一步提高。部分船員在過(guò)閘過(guò)程中，未能嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，超速行駛、未按規(guī)定航線行駛等違規(guī)行為時(shí)有發(fā)生，一旦遇到突發(fā)情況，又缺乏有效的應(yīng)急處理能力，從而增加了事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。船閘設(shè)備故障也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，如閘門故障、輸水系統(tǒng)故障等，這些設(shè)備故障不僅會(huì)影響船閘的正常運(yùn)行，還會(huì)直接威脅到船舶過(guò)閘的安全。為有效降低船舶過(guò)閘風(fēng)險(xiǎn)，保障船舶過(guò)閘安全，提出以下針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)控制建議：加強(qiáng)船員培訓(xùn)：航運(yùn)企業(yè)應(yīng)制定系統(tǒng)、全面的船員培訓(xùn)計(jì)劃，定期組織船員參加專業(yè)技能培訓(xùn)，包括船舶駕駛技術(shù)、應(yīng)急處理技能等方面的培訓(xùn)，提高船員的操作水平和應(yīng)急處理能力。加強(qiáng)安全意識(shí)教育，通過(guò)案例分析、安全講座等形式，讓船員深刻認(rèn)識(shí)到安全操作的重要性，增強(qiáng)安全意識(shí)，杜絕違規(guī)操作行為。強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)：船閘管理部門要建立健全船閘設(shè)備維護(hù)管理制度，定期對(duì)船閘設(shè)備進(jìn)行全面檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的潛在問(wèn)題。對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備，如閘門、輸水系統(tǒng)等，要增加檢查和維護(hù)的頻次，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。船舶企業(yè)也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)船舶自身設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期進(jìn)行設(shè)備檢修和保養(yǎng)，及時(shí)更換老化、損壞的設(shè)備部件，確保船舶設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)化環(huán)境監(jiān)測(cè)：完善通航環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，加強(qiáng)對(duì)氣象、水文等環(huán)境