船舶海上碰撞事故影響因素分析

涂敏 胡遠程

[摘要]為了確保海上絲綢之路的通暢，海上運輸安全問題亟待研究解決，確定和控制海上安全主要影響因素是防止碰撞事故發生的有效途徑，采用二元邏輯回歸方法進行單變量和多變量分析相關影響因素的內在規律。研究結果表明：（1）碰撞事故與發生時問、船速、載貨情況、船齡、地點之問具有顯著相關性；（2）時問在夜晚，船速較高，船齡較低，發生地點在受限水域時發生碰撞事故的概率較高。

[關鍵詞]海上安全；海上絲綢之路；海上碰撞事故；影響因素；邏輯回歸模型

[中圖分類號]U698.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-152X（2018）02-0053-04

1 引言

2013年9月，中國提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”兩大倡議，被稱為“一帶一路”。“一帶一路”戰略是中國新一輪全方位對外開放的重大舉措，是新時代中國周邊戰略的重要依據，也是實施經濟外交的新平臺。“一帶一路”不僅推動中國經濟的發展，也推動沿路國家經濟的發展，是夯實世界經濟長期穩定發展的基礎，推動全球化再平衡。

21世紀海上絲綢之路提出之后，沿線國家之間的貿易往來更加頻繁，貨物運輸量增加，船舶密度加大，發生海上事故風險加大。2015年沿線海域共發生810起海上事故，其中碰撞事故多達211起，占比26.0%，共計造成人員死亡92人，人員失蹤78人，碰撞事故作為最重要的事故類型，造成嚴重的人員、財產和環境損失，可見該地區目前海上安全形勢依然嚴峻。大型船舶的航行安全仍然是當前緊迫的問題，如果不采取措施加以控制會危害海上絲綢之路的建設，從地緣政治和地緣經濟的角度來看，研究海上船舶碰撞事故影響因素也是至關重要的。

在過去的幾十年里，國內外專家學者對船舶碰撞事故的調查、分析、控制做了大量的研究，主要集中在計算船舶碰撞的概率、風險的預測和管控。在碰撞事故致因分析中，最早出現的是單因素分析，如美國USCG（United States Coast Guard）對人為因素進行系統研究最早可以追溯到1992年。單因素分析能夠抓住事故發生的主要原因，卻忽視了其他次要因素的影響，具有一定的局限性。如今，眾多學者認為碰撞事故是“人、船、環境、管理”多因素共同作用的結果，最早相關研究見于日本學者于1991年發表的《海上交通系統環境安全評價研究模擬》，我國相關研究最早見于陳偉炯教授在1998年提出的影響船舶航行安全的“人一機環境一管理”系統模型。在碰撞事故風險評估預測方法中，最常見的理論模型有故障樹、貝葉斯網絡、邏輯回歸、神經網絡等。Logistic回歸模型是一種高效的數據處理方法，被廣泛應用于生物學、統計學等多個領域，應用在海事研究中也較多，本文即采用該方法對船舶海上碰撞事故影響因素展開研究。

本文主要的數據和信息獲取來源于IHS Mari-time Fairplay海事情報信息數據庫，獲取2015年在21世紀海上絲綢之路沿線82個國家所屬海域發生海上事故共計810份調查報告。

2 海上碰撞事故影響因素分析

對于海上碰撞事故的影響因素，目前國內外大多數專家學者是基于“人一船一環境”系統進行的，研究其相互之間的作用關系。綜合來看，可以將海上碰撞事故的影響因素從“人為因素”、“船舶因素”和“環境因素”三個方面來考慮。由于事故調查報告中關于“人為因素”記錄較少，“人為因素”統計主觀性較強，資料采集較為困難，而且，碰撞過程中人的行為往往通過船舶的運動狀態表現出來，因此本文將“人為因素”通過“船舶動態因素”間接表達。

2.1 船舶動態因素

2.1.1 發生時間。研究表明，夜間發生碰撞次數要多于白天發生碰撞次數，因此，我們將事故發生時間以晝夜進行劃分，6：00到18：00為白天時段，18：00到第二日的6：00為夜晚時段。發生時間=f白天，夜晚）={0，1）。

2.1.2 船速。船舶在碰到緊急情況一般會采取降速、停車、轉向等緊急避讓措施，船速過快會導致停車沖程過長，反應時間過短，引起事故發生。根據船舶發生事故時船速的不同，本文將其劃分為O-10kn之間、lOkn及其以上兩類。船速={0-10kn，10kn及其以上）_（0'1）。

2.1.3 載貨情況。載貨情況主要針對貨船而言，載貨情況不同，船員的工作狀態不同，船速和吃水不同，重載與輕載導致的碰撞結果也不同。根據貨物載貨情況不同可分為“重載”與“輕載”兩類。本文研究碰撞結果與是否重載有關，將客船、漁船、拖船等非貨船作“輕載”處理。載貨情況=（輕載，重載）={0，1}。

2.2 船舶靜態因素

2.2.1 船旗國。船舶所有人為了降低運營成本，在船舶登記開放或者寬松的國家進行登記，從而取得該國國籍，并懸掛該國國旗，根據船舶懸掛國旗是否為方便旗，將其劃分為方便船旗國、非方便船旗國兩類。船旗國=（非方便船旗國，方便船旗國）={0，1）。

2.2.2 船級社。國際船級社協會是促進和提高海上安全標準，加強各船級社之間聯系的非政府組織。國際船級社協會目前共有12個正式會員，根據船舶是否為加入國際船級社成員，本文劃分為國際船級社和非國際船級社兩類。船級社=f非國際船級社，國際船級社）={0，1）。

2.2.3 船舶類型。船舶類型不同，船舶用途不同，船體結構也就不同，導致船舶碰撞結果也會不同。按照船舶類型的不同，本文將其劃分為干散貨船、液散貨船、客船及滾裝船、集裝箱船、件雜貨船、拖船漁船等其他類型船舶共6類。具體分為：（件雜貨船）=0，（客船及滾裝船）=1，（其他）=2，（液散貨船）=3，（干散貨船）=4，（集裝箱船）=5。

2.2.4 船齡。本文船齡系指自船舶建造完成時起至船舶發生事故年份的差值。隨著船齡的增長，船體強度易受到腐蝕，船體結構的可靠性會慢慢降低。根船齡的不同，本文將其劃分為5年之內、5-10年之間、10年及其以上等三類。具體分為：{0-5年}=0，{5-10年}_1，{10年及其以上}=2。

2.3 環境因素

2.3.1 發生地點。事故發生地點可能在海上，可能在港口，也可能在水深較淺、寬度較窄的受限水域，如海峽、河口等，發生地點類型不同，航道條件不同，對船舶通航安全造成的影響也不同。具體分為：{海上}=0，（港口/碼頭）=1，{其他}=2，{受限水域}=3。

2.3.2 天氣情況。船舶發生事故很大一部分原因是因為碰上惡劣天氣，根據事故報告中出現“能見度低”、“大風”、“惡劣天氣”、“濃霧”、“臺風”、“大浪”、“冰凍天氣”等類似描述，我們將其天氣情況定義為“差”，其他則將天氣情況定義為“好”。天氣情況={好，差}={0，1}。

3 海上碰撞事故影響因素Logistic回歸模型分析

3.1 Logistic回歸模型介紹

Logistic回歸是一種將概率作為因變量的回歸分析方法。設P為事件發生的概率，P的取值范圍為（0，1），則1-P表示事件不發生的概率。首先對P做Logit轉換，即對P/1-P取自然對數InP/1-P作為因變量，即可建立線性回歸方程：

In P/（1 - P）=β0+1x1+-…+βmβm

（1）

其中：xi表示第i個影響因素，iβ（i=1，2，…，m）表示第i個影響因素的偏回歸系數，β0表示截距項。

優勢比（ Odds Ratio，OR）表示同一組中事件發生與不發生概率之間的比值，即當其他白變量不變時，xi每增加變化一個單位所引起的發生概率的變化，影響量為eβi。

本文選取在21世紀海上絲綢之路沿線82個國家所屬海域已發生的海上事故數量作為樣本，而非所有海上交通量，研究發生碰撞事故的影響因素，因此因變量為是否發生碰撞事故，最終的結果只有兩個，即“發生碰撞事故”和“發生其他類型事故”，是一個[0，1]-分類變量。對是否發生碰撞事故屬于離散問題，采用概率模型比較理想，因此選取對被解釋變量是二分類變量進行多元回歸分析的二元Logistic模型。自變量選取為碰撞事故影響因素，包括發生時間、船速、載貨情況、船旗國、船級社、船舶類型、船齡、發生地點、天氣情況，即i=1，2，…，9。通過擬合出回歸模型中的截距參數β0和偏回歸系數βi，便可建立發生碰撞事故概率P與發生時間X1、船速X2、載貨情況X3、船旗國X4、船級社X5、船舶類型X6、船齡X7、發生地點X8、天氣情況X等影響因素之間的二元Logistic回歸模型。具體初始變量賦值見表1。

3.2 單因素變量分析

考慮發生碰撞事故與單因素單獨之間是否具有相關性，即對各影響因素進行獨立性檢驗，需對各影響因素進行單因素分析，為了盡可能不遺漏與碰撞結果相關的單因素，故顯著度水平取為0.1。碰撞事故單因素的二元Logistic回歸分析結果見表2。

注：***表示顯著性水平在0.001，**表示顯著性水平在0.05，*表示顯著性水平在0.1。

由表2可知，發生時間、船速、載貨情況、船級社、船舶類型、船齡、發生地點通過檢驗，船旗國和天氣情況未通過檢驗，即與碰撞事故是否發生的有關因素包括發生時間、船速、載貨情況、船級社、船舶類型、船齡、發生地點共7個因素。

3.3 多因素變量分析

在多因素二元Logistic回歸分析中，依次進入方程的總計有7項白變量：發生時間、船速、載貨情況、船級社、船舶類型、船齡、發生地點。從模型輸出結果來看，回歸方程總共接受了5項白變量，分別是發生時間、船速、載貨情況、船齡、發生地點，淘汰了船級社與船舶類型2項白變量，因此，發生碰撞類事故與發生時間、船速、載貨情況、船齡、發生地點具有顯著相關性。具體見表3。

碰撞事故多因素的二元Logistic回歸分析結果見表3，回歸模型中的截距參數β0=0.842，在表3中，優勢比即在發生某個影響因素在兩個不同水平下的P/1-P的比值，P為發生碰撞事故的概率，Wald值和顯著度Sig.是對偏回歸系數βi檢驗的結果。

由表3的相關性分析可知，就發生時間而言，當發生時間在白天時，發生碰撞事故的概率最小（OR=1），當發生時間在夜晚時該概率提高了約43%（OR=1.427）。就船速而言，船速在O-10Kn時發生碰撞事故的概率最小（0R=1），當船速在lOKn及其以上時該概率提高了約75%（OR=1.748）。就載貨情況而言，未滿載時船舶發生碰撞事故的概率較小（0R=1），滿載時該概率提高了約65%（ OR=1.649），就船齡而言，船齡在0-5年的新船發生碰撞事故的概率最大（0R=1），船齡在5-10年之間的船舶發生碰撞事故的概率降低了約55%（OR=0.454），船齡在10年及其以上的老舊船舶發生碰撞事故的概率降低了約40%（ OR=0.575）。就發生地點而言，在海上航行時該概率最低（0R=1），在港口或碼頭時該概率提高了約1倍（ OR=2.071），在其他地區該概率又在港口或碼頭的基礎上提高了約60%（ OR=1.629）.在受限水域時該概率又比其他地區提高了約70%（ OR=1.663）。

4 結論

本文主要探索在21世紀海上絲綢之路沿線船舶海上碰撞事故發生的相關影響因素的內在規律，通過二元logistic回歸分析得出如下結論：

（1）21世紀海上絲綢之路沿線發生船舶海上碰撞類事故與發生時間、船速、載貨情況、船齡、發生地點5個影響因素之間具有顯著相關性。

（2）碰撞事故發生在夜晚的概率相對于白天要高約42%，主要因為夜晚能見度幾乎為零，操作困難，而且夜晚船員更容易產生駕駛疲勞。

（3）船速越快，碰撞事故發生的概率越高，船速過快會導致停航沖程過長，反應時間太短，船速過快是導致碰撞事故發生的～個重要因素。

（4）滿載時船舶發生碰撞事故的概率比輕載要高約65%，滿載時會影響船舶性能，因此，載貨情況是影響碰撞事故發生的一個重要因素。

（5）船齡與碰撞事故發生概率負相關，船齡越大發生碰撞事故概率越低，該結果與預期的結果相反。

（6）在受限水域發生碰撞事故概率最大，在海上發生事故概率最小，受限水域水深較淺、寬度較窄，通航條件差，因此發生地點是影響碰撞事故發生的一個重要因素。