一种适用于内河水域的拖轮组救助有效性检验方法

摘要

本发明涉及一种适用于内河水域的拖轮组救助有效性检验方法，包括：获取商船和拖轮组活动时的一段离散时间序列；计算商船的吨位与所有拖轮的功率比K

说明书

技术领域

本发明涉及内河水上救助技术领域，特别是涉及一种适用于内河水域的 拖轮组救助有效性检验方法。

背景技术

为了降低海事执法部门安全生产管理的难度与险情救助的成本，提升内 河运输安全性和安全生产效率，现有的海事管理部门通常会把具有社会性质的拖 轮作为救助手段，参与日常船舶的事故险情救助。而在现有条件下，这些拖轮公 司配备的拖轮具有散乱，组织性差，以经济效益为目的分布等特点，在真正险情 发生时，存在拖轮调度主观性强，导致调度拖轮存在参与救助的时效性差，救助 能力不匹配，救助效果不佳等问题。因此，合理评判这些拖轮组的救助有效性， 是作为事故险情发生时调度拖轮的重要参考意见，同时也是对现有拖轮组分布有 效性的有效反馈，帮助及时调整拖轮组或调动空闲拖轮待命。而目前来看，并未 有一个具体有效的方法来评判拖轮组救助的有效性。

船舶自动识别系统AIS(Automatic identification System)是一种船舶导航 设备，不仅能够显示船舶的实时位置，还能对应显示船舶某时刻的活动状态，从 内河来看，目前我国绝大多数内河船舶已经安装了船舶自动识别系统，由于其使 用的广泛性和位置识别有效性，通过船舶自动识别系统收集的拖轮船位信息，可 以建立拖轮的时空轨迹模型，从而便可在时空轨迹数据的研究方法和思想下探究 拖轮组的救助有效性问题。

目前，时空轨迹数据研究的应用范围涵盖了驾驶者行为、水情信息、交 通流状态等诸多方面，提取时空轨迹数据中的相似和异常特征，寻找合适的轨迹 重合点等多种方法，都是作为轨迹研究的常用手段。本发明通过AIS自动识别系 统识别追踪所有拖轮组的活动轨迹，分析编组内所有拖轮之间的活动规律、模式、 关系，从而最终建立一种量化分析拖轮配置救助有效性的方法。

发明内容

本发明所针对的特定环境为内河条件下的险情事故救助，所要解决的技 术问题是提供一种适用于内河水域的拖轮组救助有效性检验方法，作为内河险情 发生时海事部门调度的重要参考依据，减少现有内河救助时拖轮调度的主观性和 随意性影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种适用于内河水域 的拖轮组救助有效性检验方法，包括以下步骤：

获取商船和拖轮组活动时的一段离散时间序列；

计算商船的吨位与所有拖轮的功率比Ki，按照比率K筛选救助效果较优 的拖轮，建立新拖轮组；

通过AIS系统获取各个时刻商船以及各艘拖轮的船位信息，并根据船位信 息和时间序列建立各艘商船以及拖轮的时空轨迹三维模型；

计算在各个时刻，商船与其它所有新拖轮组内拖轮在此时的船位的欧式 距离，并计算与每一艘拖轮的最短距离Si，依次判断得到的最短距离是否小于最 远救援距离S；

计算在离散时间序列内符合最短距离小于最远救援距离的次数t，获得商 船在离散时间序列内符合拖轮最佳营救条件的比例，按照比例参考Q筛选具有 较优救援条件的拖轮；

计算具有较优救援条件的拖轮总数占拖轮组中所有拖轮总数的百分比D。

此外，本发明还包括对拖轮组进行有效性分级的步骤，判断方式为：

其中，Glv为拖轮组的救援有效性指标，该指标按实际需要被划分为P个等级，lv1、lv2、……、lvP为分别表示P个不同的等级，D为步骤(7)计算的适合救助 的拖轮总数占该拖轮组中所有拖轮总数的百分比，Dlv1、Dlv2、……、DlvP为各 分级的比例数。

将检验对象商船轨迹更换为固定的内河流域内各事故多发点，可用于评 判现有拖轮组配置状态的有效性，针对事故多发点进行拖轮配置的调整。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点 和积极效果：本发明将拖轮组救援有效性检验被转换为救助效果和轨迹间距问题 求解，从救援的的有效性和时效性对拖轮组的救援有效性进行评价，通过具有实 际救援效果，且救援时效性高的拖轮轨迹进行辨别，计算此类拖轮占所有拖轮的 比例，从而进行判断，并按实际需要进行分级，从而克服现有船舶互助组在编组 计划安排中存在的管理者主观性和随意性影响，为海事管理部门设计、调整编组 方案提供一个较为科学、量化的参考标准。

附图说明

图1为适用于内河流域的拖轮组救助有效性检验方法流程图， 显示了方法使用的流程。

图2为判断单独拖轮有效性的计算流程图，其中Sk为Tk时刻 商船与拖轮的欧式距离，m为离散时间序列总数，Q为比例参考。

图3为判断有效拖轮比例D的计算流程图，其中N为所有拖轮 总数。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及一种适用于内河水域的拖轮组救助有效性检验方 法，包括以下步骤：

计算商船的吨位与所有拖轮的功率比Ki，按照比率K筛选Ki(Ni代表组内各拖轮),获取拖轮 组活动时(包括禁止状态的拖轮)的一段离散时间序列。

在各个时刻Tk获取各艘拖轮Ni的船位信息Ni(Xik,Yik,Tk)

(i∈[1,n],k∈[1,m])，其中，Xik，Yik为拖轮在Tk时刻在内河流域平面上的横纵坐 标，从而可以建立各艘拖轮的时空轨迹。

计算在Tk时刻，救助对象商船Mj(Xjk,Yjk,Tjk)与其它所有拖轮 Ni(Xik,Yik,Tk)在此时的船位的欧式距离Sk，并计算Sk＝min。

判断Tk时Nj是否能获得组内救助：即判断Sk是否小于最远救援距离S。 其中，最远救援距离为在满足救援时效性的基础上，拖轮抵达商船位置的最远距 离，此距离是通过内河水上救助部门结合拖轮的类型和不同商船险情的救援响应 要求来确定的。

判断Sk是否小于最远救援距离S的次数占总离散时间序列的占比，比较 占比与比例参考Q的大小，从而判断该拖轮的救援有效性。其中，比例参考Q 也是通过内河水上救助部门结合拖轮的类型和不同商船险情的救援响应要求来 确定的。

对新拖轮编组中的其他拖轮，重复以上步骤，计算救援有效性较优的拖 轮总数占所有拖轮总数的百分比D，将D作为检验拖轮救援有效性的标志。

对拖轮组进行有效性分级的步骤，判断方式为：

其中，Glv为一个拖轮组的救援有效性指标，该指标按实际需要被划分为P个等级，lv1、lv2、……、lvP为分别表示P个不同的等级，D为步骤(7)计算的适合 救助的拖轮总数占该拖轮组中所有拖轮总数的百分比，Dlv1、Dlv2、……、DlvP 为各分级的比例数。

计算内河流域内各海事辖区现有拖轮组配置状态的有效性，针对事故多 发点进行拖轮配置的调整，即可直接将步骤[0020]中的救助对象商船改为事故高 发地Wj(Xj,Yj,Tjk),唯一区别在于事故高发地为一个固定的点位，空间位置不会随 着离散时间序列Tk的变化而变化，计算方式与上述方式相同。