基于碰撞風(fēng)險(xiǎn)特征的海上平臺(tái)保障體系研究

袁志濤++劉存龍

摘要：隨著全球海洋油氣勘探開發(fā)的迅速發(fā)展，海上油氣平臺(tái)不斷涌現(xiàn)，為保障海上平臺(tái)與船舶的安全，對(duì)海上平臺(tái)通航安全保障體系的研究迫在眉睫。基于海上平臺(tái)通航安全保障體系尚未有統(tǒng)一的國際或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，且不同水域的海上平臺(tái)對(duì)船舶安全航行構(gòu)成的危險(xiǎn)程度各異，本文基于海上平臺(tái)事故數(shù)據(jù)，利用安全保障理論、船舶操縱理論分析船舶/平臺(tái)碰撞的風(fēng)險(xiǎn)特征，進(jìn)而分析相關(guān)保障設(shè)施建設(shè)需求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出船舶/平臺(tái)通航安全保障體系架構(gòu)，可為海上平臺(tái)的通航安全保障提供參考。

關(guān)鍵詞：海上平臺(tái) 船舶 碰撞風(fēng)險(xiǎn) 保障體系

0 引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國對(duì)石油、天然氣等能源的需求不斷增加。全球范圍內(nèi)的油氣勘探與開采由陸地逐漸轉(zhuǎn)向海洋，并逐漸形成高投資、高風(fēng)險(xiǎn)、高科技的能源工業(yè)新領(lǐng)域。海上平臺(tái)被譽(yù)為“流動(dòng)的國土”，作為海洋資源開發(fā)的基礎(chǔ)性設(shè)施，是海上生產(chǎn)和生活的基地，而船舶在航經(jīng)或?？科脚_(tái)過程中，由于船舶駕駛員操作失誤或外界環(huán)境影響而引起的船舶與海上平臺(tái)碰撞事故時(shí)有發(fā)生，近年來海上平臺(tái)的安全性問題受到了極大的關(guān)注。

目前，國內(nèi)外大都是對(duì)海上平臺(tái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與碰撞概率計(jì)算，并沒有真正意義上給出平臺(tái)通航安全保障的具體方法或建議。孫彥杰[1]等對(duì)碰撞、爆炸災(zāi)害下海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究初探，指出了碰撞和爆炸災(zāi)害作用下海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。孫海濤[2]等運(yùn)用船舶失控漂移模型分析了失控船舶對(duì)平臺(tái)的影響，進(jìn)而提出了相應(yīng)的緩解措施。李奇[3]等提出了海上石油平臺(tái)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，并提出降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)的建議。蔣鵬[4]闡述了平臺(tái)通信的特殊性和功能要求，總結(jié)了平臺(tái)無線電設(shè)備的配備和檢驗(yàn)方法。何沙[5]采用改進(jìn)的 AHP方法，建立了各項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)和警限范圍，得到鉆井平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)的警度。Haugen Stein[6]等提出一種計(jì)算過往船舶與海洋平臺(tái)發(fā)生碰撞頻率的模型，通過蒙特卡羅方法對(duì)模型和參數(shù)中的不確定性因素進(jìn)行了研究，給出確定的概率分布，并對(duì)參數(shù)的靈敏度進(jìn)行了研究。Olav Furnes [7]等運(yùn)用數(shù)值模擬和數(shù)值積分，依據(jù)歐洲北海的實(shí)際海況結(jié)合NMI的推薦方法，研究了失控船舶與海上平臺(tái)發(fā)生碰撞的概率及碰撞過程中的損傷程度。John Andrew [8]等并入模糊故障樹分析（FFTA）來分析海上供應(yīng)船舶（OSV）與平臺(tái)的不確定性碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

目前，我國海上油氣作業(yè)及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)屬快速發(fā)展時(shí)期，海上平臺(tái)保障體系尚未建立。本文進(jìn)行的海上平臺(tái)通航安全保障體系研究對(duì)于海上平臺(tái)碰撞風(fēng)險(xiǎn)控制與安全保障具有一定的學(xué)術(shù)及實(shí)踐意義。

1 船舶/平臺(tái)事故風(fēng)險(xiǎn)特征分析

挪威船級(jí)社（Det Norske Veritas， DNV）對(duì)1965-2015年全球海上平臺(tái)的損傷情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，由船舶碰撞引起的平臺(tái)損傷約占25%。根據(jù)《全球海上事故數(shù)據(jù)庫》[9]（WOAD）統(tǒng)計(jì)，1980-2013年間，全球范圍內(nèi)共發(fā)生船舶與海上平臺(tái)碰撞事故約374起，其中，過往船舶引起的事故有90起，工作船引起的事故有284起。

1980年后，全球有約10起船舶碰撞引起的平臺(tái)全損事故，事故主要發(fā)生在墨西哥灣和中東地區(qū)。另外，在歐洲北海也有相當(dāng)一部分接近坍塌的損傷是由船舶與平臺(tái)間的碰撞引起的。2009年6月8日，工作船舶Big Orange XVIII撞上了Ekofisk海上油氣平臺(tái)。2013年7月23日，在美國墨西哥灣作業(yè)的“Hercules 265”號(hào)自升鉆井平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)事故。

根據(jù)英國海洋石油和天然氣工業(yè)協(xié)會(huì)（The United Kingdom Offshore Oil and Gas Industry Association， Oil & Gas UK）為英國健康與安全執(zhí)行局（Health and safety Executive， HSE）提供的研究報(bào)告[10]，1990-2007年間，英國大陸架發(fā)生的海上平臺(tái)碰撞的事故中有51起是由過往船舶引起的，416起是由平臺(tái)工作船引起的。

根據(jù)WOAD數(shù)據(jù)庫以及HSE的相關(guān)數(shù)據(jù)，船舶與海上平臺(tái)碰撞事故有如下特征：

（1）船舶類型特征

船舶與平臺(tái)的碰撞事故，主要由平臺(tái)工作船引起，過往船舶引起的事故較少但一般后果較為嚴(yán)重。對(duì)于工作船的威脅，平臺(tái)方可以制定工作船安全操作規(guī)范，還可以通過有效的監(jiān)控設(shè)施、通信手段及防護(hù)措施等來保障海上油氣平臺(tái)的安全。

（2）事故成因特征

船舶與海上平臺(tái)發(fā)生碰撞的主要原因有人為因素、平臺(tái)因素、船舶因素以及外界環(huán)境因素等。人為因素主要包括：值班駕駛員未按照值班規(guī)則履行瞭望責(zé)任、交接班駕駛員溝通不充分、駕駛員操作不當(dāng)或過失以及未運(yùn)用良好船藝等。從平臺(tái)角度講，主要是未能通過有效途徑確保平臺(tái)相關(guān)信息提前為船舶所獲悉，或在過往船舶處于“后期避讓”階段時(shí)未能有效提醒或警告來船。從船舶角度來講，主要由于船舶（特別是小型船舶）導(dǎo)助航儀器的局限，值班駕駛員發(fā)現(xiàn)平臺(tái)不及時(shí)，導(dǎo)致船舶不能采取有效避讓行動(dòng)。此外，外部環(huán)境（能見度不良、臺(tái)風(fēng)等）影響也是導(dǎo)致船舶與海上平臺(tái)生碰撞的一個(gè)重要原因。

（3）事故空間特征

船舶與平臺(tái)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)與二者間的距離密切相關(guān)。當(dāng)船舶與平臺(tái)相距小于12n mile，且船舶與平臺(tái)之間的DCPA小于1n mile時(shí)，其碰撞風(fēng)險(xiǎn)值與平臺(tái)之間的距離成反比，根據(jù)咨詢船長經(jīng)驗(yàn)，將4n mile距離作為船舶“后期避讓”臨界值，將平臺(tái)周圍1n mile水域作為安全區(qū)域。

2 通航安全保障建設(shè)需求

為避免過往船舶對(duì)海上平臺(tái)的安全構(gòu)成威脅，船舶與平臺(tái)需保持1～2n mile的安全距離，并要求駕駛?cè)藛T加強(qiáng)瞭望。根據(jù)《1972年國際海上避碰規(guī)則》，船舶在采取避碰行動(dòng)時(shí)，如當(dāng)時(shí)環(huán)境許可，應(yīng)積極的，并應(yīng)及早地注意和運(yùn)用良好的船藝。這意味著船舶欲采取避讓平臺(tái)的行動(dòng)，首先應(yīng)及早地發(fā)現(xiàn)平臺(tái)。從通航安全角度制定完備的海上平臺(tái)安全管理體系，包括布置有效標(biāo)識(shí)、助航標(biāo)志管理與維護(hù)、安全管理聯(lián)系人制度、應(yīng)急預(yù)案、工作船以及守護(hù)船安全操作管理規(guī)定等。endprint

基于前述船舶/平臺(tái)碰撞統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果及船舶/平臺(tái)碰撞風(fēng)險(xiǎn)特征，本節(jié)主要根據(jù)船舶駛近海上平臺(tái)的過程，分析不同階段的海上平臺(tái)的保障設(shè)施建設(shè)目標(biāo)和需求。

（1）當(dāng)過往船舶距離平臺(tái)大于12 n mile時(shí)，一般要求船舶駕駛員能夠通過航海圖書資料、航海警（通）告、目測(cè)、望遠(yuǎn)鏡、雷達(dá)等有效手段發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。從平臺(tái)角度講，平臺(tái)主要通過向海事主管部門申報(bào)，通過海事和航標(biāo)部門以航海警（通）告、航海圖書資料、航路指南等形式發(fā)布信息，此外，平臺(tái)也可設(shè)置雷達(dá)應(yīng)答器、AIS等以便于過往船舶識(shí)別。

（2）當(dāng)過往船舶距離平臺(tái)8～12n mile時(shí)，平臺(tái)需加強(qiáng)進(jìn)行跟蹤及識(shí)別，船舶需確定避讓方案，一般要求過往船舶在平臺(tái)2n mile之外通過?？紤]到該階段需船舶通過雷達(dá)、AIS、望遠(yuǎn)鏡等準(zhǔn)確獲取平臺(tái)信息。

（3）當(dāng)過往船舶距離平臺(tái)4～8n mile時(shí)，若船舶仍然處于碰撞航跡向上，船舶/平臺(tái)之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增加，船舶需平臺(tái)設(shè)置的導(dǎo)助航標(biāo)志（聲響、燈光信號(hào)、航標(biāo)等）識(shí)別平臺(tái)，從平臺(tái)角度講，海上平臺(tái)可通過有效的通信手段（VHF、衛(wèi)星電話等）與過往船舶進(jìn)行溝通，提醒船舶注意避讓平臺(tái)。

（4）當(dāng)過往船舶距離平臺(tái)小于4n mile但尚未進(jìn)入平臺(tái)安全水域（1n mile）時(shí)，船舶應(yīng)需根據(jù)航向規(guī)則，采取良好的船藝避讓平臺(tái)。若來船仍然處于某平臺(tái)的碰撞航跡向上，這需平臺(tái)一方高度重視，從平臺(tái)角度講，應(yīng)及早地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及概率計(jì)算（估算DCPA），必要時(shí)，平臺(tái)守護(hù)船、直升機(jī)等應(yīng)采取應(yīng)急措施，做好應(yīng)對(duì)險(xiǎn)情的準(zhǔn)備。

（5）當(dāng)過往船舶闖入平臺(tái)安全區(qū)水域且守護(hù)船無法及時(shí)解除碰撞危險(xiǎn)時(shí)，可視為船舶與平臺(tái)碰撞危險(xiǎn)已經(jīng)發(fā)生，平臺(tái)方必須啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，停止生產(chǎn)作業(yè)，釋放救助艇撤離人員。

3 通航安全保障體系架構(gòu)

海上平臺(tái)安全作業(yè)區(qū)水域通航安全保障由海事主管部門、業(yè)主單位（岸上）、海上平臺(tái)現(xiàn)場安全監(jiān)管以及守護(hù)船等幾個(gè)主要部分組成。其中，海上平臺(tái)現(xiàn)場安監(jiān)以及守護(hù)船由業(yè)主單位統(tǒng)一管理，海上平臺(tái)通航安全保障力量及形式關(guān)系如圖3-1所示。

業(yè)主單位應(yīng)承擔(dān)海上平臺(tái)的相關(guān)安全主體責(zé)任，以下從業(yè)主單位角度分析平臺(tái)通航安全保障架構(gòu)。平臺(tái)通航安全保障設(shè)施首先必須同步建設(shè)，綜合考慮安全監(jiān)控、通信、消防、救助等安全要素；其次必須統(tǒng)籌規(guī)劃，可以一站多用、一船多用，避免重復(fù)建設(shè)?；谝话闫脚_(tái)的實(shí)際情況，總結(jié)海上平臺(tái)通航安全保障設(shè)施配備原則如下：

（1）通航安全保障設(shè)施配備須符合相關(guān)法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

（2）通航安全保障設(shè)施包括導(dǎo)助航標(biāo)志（雷達(dá)應(yīng)答器、雷達(dá)反射器、AIS虛擬航標(biāo)、燈光、聲響信號(hào)及視覺標(biāo)志等）、無線電通信設(shè)備（VHF、單邊帶、衛(wèi)星電話等）、遠(yuǎn)程監(jiān)管設(shè)施（CCTV等）、防撞設(shè)施（碰墊、防撞樁等）、現(xiàn)場保障設(shè)備（平臺(tái)救助艇、守護(hù)船、直升機(jī)等）以及其他相關(guān)應(yīng)急設(shè)施。

（3）通航安全保障設(shè)施應(yīng)根據(jù)通航水域船舶流量以及風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行配備，保障設(shè)施應(yīng)標(biāo)識(shí)清晰、作用明確、特征顯著、便于識(shí)別。

（4）統(tǒng)籌考慮通航安全保障設(shè)施配備水域的自然條件、導(dǎo)助航標(biāo)志的分布現(xiàn)狀以及與新設(shè)標(biāo)志設(shè)施間的相互影響，避免標(biāo)識(shí)混淆或資源浪費(fèi)。

為了從整體上構(gòu)建海上平臺(tái)安全保障系統(tǒng)，從系統(tǒng)安全理論出發(fā)，針對(duì)上述通航安全保障目標(biāo)及需求，結(jié)合海上平臺(tái)通航安全保障設(shè)施配備原則，可構(gòu)建如圖3-3所示的海上平臺(tái)通航安全保障體系架構(gòu)圖。

本節(jié)提出的通航安全保障體系主要依據(jù)船舶由遠(yuǎn)及近接近平臺(tái)過程中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)特征變化進(jìn)行構(gòu)建。海上平臺(tái)通航安全保障體系應(yīng)包括設(shè)施設(shè)備配備、航道航路規(guī)劃、安全管理制度、相關(guān)應(yīng)急預(yù)案等，需特別說明的是，平臺(tái)工作船的管理應(yīng)主要通過管理制度予以保障。

4 結(jié) 語

本文通過分析世界范圍內(nèi)（主要是歐洲北海水域）船舶與平臺(tái)的碰撞事故數(shù)據(jù)，對(duì)相關(guān)事故數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和分析，挖掘船舶/平臺(tái)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)特征。結(jié)合航海實(shí)踐及習(xí)慣，從船舶避碰及操縱角度分析船舶/平臺(tái)碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)船舶距離平臺(tái)不同階段分析平臺(tái)通航安全保障建設(shè)需求及相關(guān)通航安全保障設(shè)施配備原則，最后提出海上平臺(tái)通航安全保障體系。本文研究對(duì)海上平臺(tái)通航安全保障設(shè)施的配備具有一定的參考價(jià)值及實(shí)踐指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫彥杰， 李良碧， 尹群. 碰撞、爆炸災(zāi)害下海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究初探[J]. 中國海洋平臺(tái)， 2007， 22（5）：38-43.

[2]孫海濤， 李昌偉. 海上平臺(tái)對(duì)通航安全的影響及應(yīng)對(duì)措施[J]. 中國水運(yùn)， 2009（9）：30-31.

[3]李奇， 牟善軍， 姜巍巍等. 海上石油平臺(tái)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 中國海洋平臺(tái)， 2007， 2（6）：38-42.

[4]蔣鵬. 鉆井平臺(tái)無線電設(shè)備配備及檢驗(yàn)[J]. 學(xué)術(shù)研究， 2010（9）：73-75.

[5]何沙， 陳東升， 朱林， 姬榮斌. 海上鉆井平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型應(yīng)用研究[J]. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)， 2012， 8（04）： 148-154.

[6]Haugen Stein， Moan Torgeir. Frequency of collision between Ships and platforms[A]. Proceedings of 11th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering 1992[C]. 1992.

[7]Olav Furnes， Jurgen Amdahl. Ship collisions with offshore platforms [J]. Norway.

[8]John Andrew， Osue Umukoro Johnson. Collision Risk Modelling of Supply Vessels and Offshore Platforms Under Uncertainty[J]. JOURNAL OF NAVIGATION， 2017， 70 （4）： 870-886.

[9]DNV. WOAD - Worldwide Offshore Accident Databank [R]. 2014.

[10]Oil & Gas UK. Accident Statistics for Offshore Units on the UKCS 1990-2007 [R]. 2009.endprint