Safe-economic decision making model of ship's avoidance routing to tropical cyclone
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摘要: 为了同时对多个来源的热带气旋预报进行综合处理, 对可供船舶选用的绕避方案从安全和经济效益两方面同时给予定量评价和分析, 基于神经网络的多源热带气旋路径集成预报和未来风浪场确定技术、风险分析理论和模糊信息优化处理技术以及气象-经济决策理论等方面的最新研究成果, 提出了一种可用于大洋中船舶绕避热带气旋方案选优的安全-经济决策模型。在对“天丽海”轮7个不同绕避热带气旋方案进行的模拟优选计算中, 该模型能够根据决策者的具体要求, 优选出效益最佳或效用最佳的绕航方案, 得到的结论与多位具有丰富绕避热带气旋经验的船长分析的最佳绕航方案基本一致。Abstract: In order to take TC (tropical cyclone) forecasts from different observatories into consideration, make quantitative assessment and analysis for avoiding TC routes from the views of safety and economic benefit, a new safe-economic decision making method of TC avoidance routing on ocean was put forward. The model is based on the combining forecast of TC route neural networks, the technical method to determine future TC wind and wave fields, the technical method of fuzzy information optimization, risk analysis theory and meteorological-economic decision making theory. It was applied to the simulation of MV Tianlihai's shipping on ocean. The result shows that the model can select the best plan from 7 plans, the selected plan is in accordance with the one selected by experienced captains.
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表 1 风险等级
Table 1. Risk degrees
风险等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 风险趋势 基本无风险 有较小风险 有一定风险 风险极大 意义 基本没有风险, 可以按此方案航行 除非船舶的船体结构、稳性、平衡、水密等方面有严重缺陷, 否则可以按此方案航行 如果船舶不能够完全满足公司对大风浪中航行船舶的具体要求, 则禁止按此方案航行 发生事故的可能性极大, 应严格禁止按此方案航行 
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表 2 结果比较
Table 2. Comparison of results
发生概率 指标 航线 W1 W2 W3 75% 结果代号 C11 C21 C31 遭遇4 h以上最大横浪高度/m 3~4 4~5 4~5 遭遇4 h以上最大浪高/m 4~5 4~5 5~6 额外费用/万USD 3.01 1.94 1.64 25% 结果代号 C12 C22 C32 遭遇4 h以上最大横浪高度/m < 3 3~4 3~4 遭遇4 h以上最大浪高/m 3~4 3~4 4~5 额外费用/万USD 2.86 1.76 1.35
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表 3 效用函数取值
Table 3. Utility function values
绕航方案 大浪发生概率 75% 25% W1 UC11=0.00 UC12=0.45 W2 UC21=0.85 UC22=0.95 W3 UC31=0.70 UC32=1.00
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图(5) / 表(3)
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