北极冰区船舶安全航行过程风险动态仿真

近年来随着北极冰区航道的开辟与成功通航,船舶航行安全广受重视,因冰区通航条件对船舶交通安全影响因素特殊且变化大,有必要分析极地冰区船舶航行时航路过程中的风险。探讨低温、浮冰、高纬度等特殊属性对船舶极地冰区航行安全的影响,结合船舶交通风险的特点,提出北极冰区东北航道船舶航行风险状态概率转移的过程风险,构建北极冰区东北航道船舶航行过程风险模型。基于马尔科夫过程假设,建立基于马尔科夫链-蒙特卡洛方法的云仿真模型,利用该模型对北极冰区东北航道船舶航行进行时间连续的过程风险动态仿真。研究表明:夏季时期船舶在北极冰区东北航道航行过程风险整体上处于可通航状态,离散风险程度随时间而连续变化,总体呈现"M"型趋势,风险波动明显。     

柔性工程理论在极地船舶航行风险防控中的应用

为预防和减少极地水域交通事故,提高船舶在极地水域通航风险防控能力,根据柔性工程理论的内涵特征和极地水域船舶通航风险,提出极地水域船舶航行风险防控柔性系统的体系构架。根据柔性系统构建的四要素(学习、预测、监测和应对)及其与环境之间的联系,从环境分析、脆性机理、风险预测、状态监测和危机应对等五个方面,讨论了极地水域船舶航行风险防控柔性系统构建所涉及的关键技术,为提升极地水域船舶航行风险防控能力和技术水平,建设安全、便捷、高效、经济、绿色的现代化海运体系,提供理论基础支持。     

海水酸化对日角猛水蚤和日本虎斑猛水蚤摄食率的影响

以日角猛水蚤(Tisbe sp.)和日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为试验生物,采用高纯度CO_2和空气的混合气体调配试验所需酸化海水(pH值8.10、7.70、7.30、6.90、6.50),研究了海水酸化对2种桡足类摄食率的影响。海水酸化对日角猛水蚤摄食率的影响极显著(P0.01),对日本虎斑猛水蚤摄食率的影响显著(P0.05)。2种猛水蚤的摄食率随着海水pH值的下降呈现不同的变化趋势:日角猛水蚤的摄食率在pH值8.10和7.70时保持稳定,之后显著下降,而日本虎斑猛水蚤摄食率在pH8.10~7.30之间保持稳定,之后却显著上升。研究结果表明海水酸化对桡足类摄食率的影响具有物种差异,来自不同生境类型的桡足类对酸化的耐受能力也有所不同。     

青岛沧口潮间带小型底栖生物的时空分布研究

于2008年7、10月,2009年1、4月对青岛沧口潮间带进行了小型底栖生物调查。结果表明,小型底栖生物的年平均丰度为(936.02±565.31)ind.10cm-2,平均生物量为(561.89±322.57)μg.10cm-2(干重)。共鉴定出10个类群,线虫在丰度上占绝对优势(95.41%),按生物量,线虫占63.58%,多毛类居次,占13.21%。丰度有潮区差异,生物量呈现季节和潮区差异。在垂直分布上,表层0～4层分布最多(42.57%),向深层呈现递减趋势,并且垂直分布表现出季节变化。高潮带春季表层的小型底栖动物数量百分比最高,冬季表层的数量百分比显著的低于其他3个季节。相反,中潮带冬季表层数量百分比却明显高于其他3个季节。Pearson相关分析未表明小型底栖生物总丰度和环境因子的显著相关。但对各层的小型底栖生物丰度和环境因子的Pearson相关分析表明,0～4cm的小型底栖生物丰度和叶绿素及中值粒径显著相关,8～12cm的小型底栖生物丰度和中值粒径显著相关。BIOENV分析表明,能够解释小型底栖动物空间分布的的最佳环境因子组合为有机质、中值粒径和含沙量。     

北极水域船舶事故特征及关联规则分析

北极海冰的大量融化,加速了北极航道开发和利用,对北极水域船舶事故风险管理提出了更高的要求。本文以2008—2017年的北极水域船舶事故数据为样本,运用数据挖掘技术和方法,对北极水域船舶事故进行了时空特征分析,并对船舶属性与事故属性之间的潜在映射关系进行了关联规则挖掘。结果表明:北极水域事故数逐年呈上升的趋势,事故主要发生在巴伦支海东部的俄罗斯摩尔曼斯克港口水域和挪威北部水域;北极水域严重事故受船舶总吨、船旗国、船舶类型、事故类型、事故水域等变量的影响,船舶尺度较大的船舶更容易造成严重事故;北极水域俄罗斯籍渔船的严重事故,很多是由机损事故引发的,但很少造成环境污染。研究结论可辅助海事管理部门和航运企业开展北极水域船舶事故预防和风险管理工作。     

北极西北航道船舶通航风险分析

北极海冰的融化使得北极西北航道通航成为可能,有必要探讨北极西北航道的安全通航风险控制问题。针对北极西北航道冰情和复杂通航环境下的船舶通航窗口期,本研究采用时间维度上的过程风险评估方法,构建了基于系统动力学的北极西北航道通航风险评估模型,结合北极西北航道6条航线的场景条件,通过2015—2021年7年间风、雾、浪、海冰的月平均变化的数据分析,进行北极西北航道船舶通航过程风险仿真,提出了北极西北航道船舶通航窗口期。仿真结果表明:北极西北航道全年可通航的时间窗口为8月下旬至9月上旬,而选择阿蒙森湾—威尔士亲王海峡—巴罗海峡—巴芬湾和阿蒙森湾—维多利亚海峡—皮尔海峡—巴芬湾两条航线的船舶通航风险相对较低,从发展上看,随着海冰快速融化北极西北航道具有较高的通航潜力。