摘要：交通运输是国民经济发展的先导性和基础性产业，党的十九大报告正式将交通强国战略上升为国家战略，而交通安全问题是实现交通强国的前提和保障。本文以水路运输的安全性为研究对象，全面分析新技术变革条件下水路运输系统面临的主要问题和挑战，进而从建立水路交通系统安全治理体系和技术体系两个方面提出应对挑战的总体思路，为交通强国战略目标的实现发挥应有的作用。

关键词：交通强国；水路运输；交通安全

中图法分类号：U698 文献标志码：A DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2018.0307

1 背景

党的十九大报告中明确提出了我国要努力建设成为世界交通强国，“交通强国” 正式上升为国家战略[1-3]。交通安全是实现交通强国战略的重要前提和保障，水路运输是交通运输体系的重要组成部分，在内外贸运输和物流体系中发挥着不可替代的作用。我国的外贸运输93%依靠水运，其中原油运输占95%、铁矿石运输占99%，港口年货物吞吐量约100亿t，内河通航里程12.4万km，船员155万人，其中海员65万人，均位居世界第一[4]。水路运输系统所处的通航环境较为复杂，水文气象特征多变，港口、繁忙水域、桥区、闸区水域航行环境复杂，通航风险涉及人员、船舶、环境、管理等多个要素和环节，事故致因复杂，通航风险管理存在较大的挑战。此外，水上交通事故往往会造成严重的经济损失、人员伤亡和环境污染，而且会影响到周围水域正常通航秩序的维护，降低水路运输系统的效率。因此，水路运输系统的安全问题一直受到高度重视，交通运输部部长李小鹏在“交通强国战略研究”座谈会上指出：安全生产是基础，要完善制度，加强法律法规，重视隐患排查和治理，杜绝重特大交通事故，减少一般交通事故。

2 水运安全存在的问题

从目前我国水路运输系统的现状来看，水路运输安全存在的问题主要体现在船舶航行过程中重大风险源依然存在，事故前对风险的预警和事故致因的理解不够深刻，事故后的应急救助能力薄弱，应急决策水平偏低等方面。

2.1 内河船舶重大风险

作为水路运输系统的重要组成部分，内河水域船舶长期存在多种重大风险源，对船舶的安全运营带来很大的威胁。以长江为例，长江干线共有800余处渡口和900余艘渡船，年渡运量近1亿人次[5]。客渡船一直是海事监管部门重点关注的船舶类型，其安全运营直接关系到人民群众生命和财产的安全，一旦发生事故，往往造成大量的人员伤亡。长江干线客渡船的安全隐患主要体现在三个方面：（1）客渡船船龄大。湖北299艘渡船中船龄超过24年的有18艘，最大船龄33年。（2）客渡船航行时需要穿越长江航道，与航道顺行船舶交叉会遇频率较高，尤其是在弯曲航段船舶航行风险较大。（3）客渡船自身安全应急能力严重不足。由于客渡船自身应急设备较少，救助能力不足，且载客人数较多，一旦发生事故，容易造成严重的后果。

危险品船舶是水路运输系统的另外一个重大风险源，以长江干线为例，长江海事局辖区有超过

2 000艘危险品船舶[6]，在航行中面临通过船闸水域、枯水期水域、桥区水域等，运输的危险货物往往具有易燃易爆性、毒性、易感染性，一旦发生事故，可能会给当地的生态环境造成毁灭性破坏。

经济发展对跨江、河交通的需求增加，跨江桥梁数量日益增多，例如，仅长江武汉段就有11座桥梁，桥区水域受到桥梁净空尺度、水文条件变化等影响，船舶的航行安全影响因素更加复杂，桥梁的建设改变了原有的航道通航秩序，导致船船碰撞、船桥碰撞风险进一步增加，尤其是船桥碰撞事故会给船舶和桥梁造成灾难性的损失。例如，2007年6月15日，一艘散货船由于人为失误，与广东九江大桥发生碰撞，导致船舶沉没，九江大桥23号、24号、25號三个桥墩倒塌，并引发所承载桥面坍塌，共造成8人死亡，桥梁严重损毁，经济损失4 500余万元。

2.2 风险预警能力不足

风险预警是风险控制的前提和基础，从风险管理的角度来看，目前水路运输系统风险预警存在的问题主要体现在以下几个方面：（1）通航系统涉及人、船、环境、管理等多方面要素，以及航行、锚泊、靠离泊等多个环节，对不同风险因素数据的获取可靠性不高，导致风险评价结果存在很大的不确定性。（2）影响通航风险的不同要素之间内在关联关系复杂，不同水域、不同事故类型中多要素耦合致灾机理尚不明确。（3）内河水域复杂，宏观层面上对通航风险以及对通航安全管理水平的客观评价，面临着数据不完备、主客观数据标准不统一等问题，通航风险水平的客观量化存在困难，水上交通事故受到多种内外因素影响、风险演化内在规律有待深入。

2.3 应急能力薄弱

先进的应急救援装备是一个国家应对重大事故能力的重要体现，是事故发生后降低事故损失，减少人员伤亡的有效手段。经过多年的发展，我国的搜救装备水平整体上有了大幅度的提升，目前我国饱和潜水人员出舱作业深度达到了约300m，但是在应对更加极端的搜救环境，如大水深（海上300m以上，内河180m以上），大流速（1.5m/s以上），以及浑浊水域的搜救装备还比较缺乏。此外，在大吨位特种救捞船舶优化设计与集成、运行健康状态监控技术，以及复杂条件下救捞辅助的智能化水平方面与实际需求还有一定的差距[7]。以“东方之星”号打捞为例，受到船舶吨位过大、水文条件复杂、救捞装备打捞能力有限等限制，在救捞过程中只能先用多艘500吨级浮吊船将船舶固定，然后用钢缆牵拉将船舶扳正，最后用塔吊打捞出水，整个扶正起吊过程用了5个小时。

2.4 应急决策水平偏低

高效的应急水平除了要有先进的应急救援装备，还需要解决应急资源配置和调度问题。水上交通事故的应急决策具有时间紧迫、应急资源有限、多部门间信息不对称、事故演化规律复杂等特点和约束条件，往往造成应急决策的水平不高，甚至在紧急情况下做出错误的决策[8]。目前水上交通事故应急决策的研究在很大程度上仍然停留在理论阶段，有必要进一步推动相关理论研究成果的实用化。

此外，目前多部门协同下的水上交通事故应急水平的提升是通过现场演练来实现，这种方式具有成本高、无法大规模应用、参与人员决策水平很难量化等缺点，而利用仿真技术，开发出船岸协同下内河多元救助力量的决策指挥与演练系统，将会大大降低海事应急演练的成本，有利于大规模推广，而且能够对人员的决策进行实时评估，提出改进建议，这将对应急人员应对紧急状况并做出正确判断具有重要的现实意义。

3 水运安全存在的主要挑战

船舶自身运营的安全和可靠性是水路运输安全性的根本保障，船舶自身的安全性所面临的挑战主要包括船舶动力系统、推进系统、电力系统的可靠性，船舶航行中的实时决策（包括航线规划、避碰决策等），还包括智能船舶技术下的自主航行技术带来的挑战，以及航运通信网络的安全性等。

3.1 船舶推进系统可靠性

随着技术的进步和人们对环境问题的重视，LNG、燃料电池等技术在船舶推进系统中的应用越来越广泛，新型动力系统和传统动力系统的混合使用大大增加了系统的复杂性，例如LNG—柴油机混合推进系统结构更加复杂，在设计阶段就需要考虑系统的可靠性方面的挑战。船舶混合动力系统结构主要包括串联式、并联式和混合式，在设计中需要综合考虑不同结构复杂带来的可靠性和安全问题，选取最优设计方案。

此外，在混合推进系统运行过程中也面临安全监控、故障诊断等新问题的挑战。燃料电池动力技术具有容量大、续航能力强等特点，在汽车上的应用越来越广泛，在船舶动力系统中也有广阔的应用前景，但也需要重点考虑来自安全方面的挑战，一旦发生事故，将造成毁灭性后果，因此燃料电池技术应用于船舶动力系统，将大大提高对安全性的要求。

3.2 船舶机电系统可靠性

船舶机电系统是对船舶工作状态监控的重要组成部分，主要包括主机系统、辅机系统、舵机系统、甲板机械系统、救生消防系统等，机电系统运行过程中需要实时监控设备的压力、动力、震动状况，利用大数据技术，对系统的可靠性和故障诊断整体框架进行设计，构建在役船舶、诊断中心和机务中心的三级机务管理平台。此外，随着智能船舶技术的不断发展，对在航船舶的远程诊断与维修决策的需求也会越来越大，而开发一套远程船舶机电系统智能运维系统软件将面临很大的机遇与技术上的挑战。

3.3 智能船舶自主航行安全

不同于智能车辆技术，智能船舶技术面临的外部环境更加复杂，船舶的运动属于三维空间，其运动特性与船舶装载、航行环境、气象条件、运动速度等多种因素的耦合作用相关，货运船舶尺度大，运动惯性大，操纵控制难度大，预测要求高，控制精度的实用性挑战，需要系统解决水动力学、多源信息融合技术、船舶航行规则下的避碰决策、船舶运动控制中的稳定性等一系列技术难题，以上每一项都给智能船舶技术带来很大的挑战。此外，智能船舶的发展将经历传统船舶和智能船舶同时存在的过渡阶段，而这两种船舶之间的协同问题将是航行安全面临的全新课题和挑战。

3.4 航运网络安全

网络安全问题是目前全球面临的共同威胁之一，水路运输同样存在网络安全问题，航运网络遭受黑客攻击造成巨大损失的案例时有发生[9]。例如，2012年，Ice fog网络袭击事件造成中国、日本、韩国军工、造船业和海事部门遭到攻击，超过4 000个IP被感染；2017年5月，Wanna Cry病毒传播，至少30万用户受影响，造成损失达80亿美元；2017年6月，Petya病毒攻击马士基集团IT系统，造成系统瘫痪，损失3亿美元，7天后才恢复一部分业务；2017年克拉克航运公司遭黑客账号入侵，导致数据泄露。这些案例说明航运网络面临越来越多的安全挑战，而应对航运网络安全的有效途径是促进不同国家之间的协作，共同打击网络病毒的袭击。

4 未来水运安全展望

4.1 建立水路交通系统安全治理体系

水路交通系统安全治理体系的核心目标是充分调动各方力量，建立政府主导、企业主体、技术驱动和全社会参与的治理体系，进一步明确政府和企业的责任边界，政府从人民根本利益出发制定法规、政策、规则，给市场提供良好发展环境，引导市场发展，发挥在公共领域的宏观主导、引领和监管作用，不介入市场微观环节。企业一方面要落实安全生产管理责任，加强航运企业安全生产信用管理，另一方面需要强化社会责任感，合理反馈市场需求，努力推动水路运输系统安全相关技术的突破和技术的进步。高校及研究单位要努力促进先进安全技术研发与应用，积极推广科技成果转化和应用。

4.2 建立智能航运系统安全技术体系

从技术角度来看，智能航运系统安全体系的目标是构建一个涵盖交通基础设施、运载工具、运行控制、运营管理、风险防控、交通安全文化等6个安全技术体系。在此基础上，进一步建立智能运输系统相关产品技术标准、工程建设标准，以及运营维修技术体系，最后上升为法律法规。智能航运系统安全技术体系如图1所示。

水路运输的智能化主要包括船舶智能化、航道智能化、港口智能化和海事管理智能化。为了实现这些目标，有必要引入一些新理论和新技术，例如近年来安全科学领域提出的韧性理论（RESILIENCE ENGINEERING，RE）打破了传统安全理论主要关注对事故的事前预防和事后处理这一传统逻辑，而将安全性定义为系统自身的抗干扰能力，即在一定时空内面对风险的冲击与扰动时，维持、恢复和优化系统安全状态的能力。利用韧性理论，可以从环境特征分析、机理分析、风险预测、状态监测、危机应对五个方面提升水路运输系统的环境特征分析能力、风险影响因素耦合机理学习能力、风险评价和预测能力、高敏感知状态监测能力、风险调控和决策能力。在技术层面，海事大数据技术在多源信息整合，通航安全数据分析等方面具有广泛的应用前景，在船舶通航风险评估、船舶异常行为检测、水上交通安全态势感知、极端天气预警、船舶废气排放测度、重点船舶识别与跟踪、船舶违法违规报警等方面有望发挥重要的作用，实现从数据到信息再到知識的提升，为智能航运系统提供更加高效的安全信息服务。

5 結语

党的十九大报告提出的交通强国战略给水上交通安全提出了更高的要求，交通“零死亡”愿景是我国人民对美好生活的需要的必然追求。一方面，从目前水路运输安全的现状来看，所面临的挑战既来自现实问题，也来自新技术的持续变革，导致未来可能面临的挑战同时存在。另一方面，智能船舶技术、大数据技术等一系列新技术在水路交通安全系统中的应用前景十分广阔，而且受到政府、企业和高校等高度重视。可以说，水路运输安全是实现交通强国战略的基础，机遇与挑战并存，而建立水路交通安全治理体系和技术体系是提升水路交通系统安全的有效途径。

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[9]刘萧.航运网络安全预警升级[J].中国船检，2016（2）： 68-71.

Abstract： Transportation is one of the guiding and fundamental industries in national economic development. The report of the 19th National Congress of the Communist Party of China ascertained that transportation power has become one of the most important national strategies. Transportation safety is one of the key issues and the prerequisite of the transportation power strategy. The paper， taking waterway transportation safety as the target， comprehensively analyzes the major issues confronted with in waterway transportation system under advancing technology innovations， and puts forward overall considerations in dealing with the challenges in both management and technological systems for establishment of a waterway transportation safety system， so as to play its due role in realization of the strategy of strength in transportation.

Key words： the Strategy of strength in transportation， waterway shippment， safety