散装化学品船货物作业安全综合评价模糊安全评价的研究硕士学位论文.docx
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散装化学品船货物作业安全综合评价模糊安全评价的研究硕士学位论文
分类号
密级
UDC
单位代码10151
散装化学品船货物作业安全综合评价的研究
指导教师
职称
教授
学位授予单位
大连海事大学
申请学位级别
工学硕士
学科与专业
航海科学与技术
论文完成日期
论文答辩日期
答辩委员会主席
StudyonsafetyAssessmentofCargoOperationonChemicalTanker
AthesisSubmittedto
DalianMaritimeUniversity
Inpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeof
MasterofEngineering
by
ZhangQiang
(Nauticalscienceandtechnology)
ThesisSupervisor:
ProfessorDongFang
June2008
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原创性声明
本人郑重声明:
本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成硕士学位论文“散装化学品船货物作业安全综合评价的研究”。
除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:
年月日
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本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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保密□,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于:
保密□
不保密□(请在以上方框内打“√”)
论文作者签名:
导师签名:
日期:
年月日
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所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
摘要
安全是永恒的主题,特别是在散化船运输这个高风险行业。
散装化学品船是高技术、高附加值的船型,其造价为巨型油船的五倍左右,而其运输的货物种类众多,物理、化学性能各异,特别是很多货品有腐蚀性或毒性。
与一般油轮相比,散化船吨位普遍比较小,其危险性主要表现在货物作业上。
随着世界经济和科学技术的快速发展,散化船在现代化和快速化的同时,也对人类安全和环境带来了越来越大的威胁。
虽然国际社会一直到度关注散化船运输安全,制定了一系列国际公约规则指南以及有关国内法律法规和规则等,但多年散化事故却一直未能有效避免,这些事故给人类带来了巨大的经济损失、人命伤亡和环境损害。
本文以散化船货物作业安全为研究目标,从“人—机—环境—管理”系统入手,用系统论的观点逐一分析了影响散化货物作业安全的各种因素的特征,选取了散化货物作业的评价指标,确立了散化货物作业安全综合评价体系。
由于评价指标的数目较多,并且分属不同的层次,故采用了层次分析法。
借鉴了今年来比较成熟和理想的定量化评价方法,模糊综合评判,建立了散化船货物作业安全综合评价模型,通过广泛专家调查,确立了各相应指标的权重以及各评价因素的隶属度。
通过精确的数学计算,确定了各评价因素在散化作业过程中,对保证安全的重要程度,并通过正反两个实例分析验证了评判模型的实用性。
本模型给船舶公司的安全管理,船舶的安全管理和有关部门的监管提供了较为可靠的规避风险和决策的依据。
关键词:
散装化学品船;货物作业;评价指标;层次分析法;模糊评判
StudyonAssessmentofCargoOperationonChemicalTanker
Withthedevelopmentofinternationalmaritimeindustry,wideuseofmodernscienceandtechnology,growingimprovementofshipconstructionandmaritimeequipmentandthereliabilityofcommunicationscience,navigationsafetyisfullyensured.However,asthenavigationsafetyisinfluencedbynaturalconditions,trafficconditions,theeligibilityofseafarersandshippingmanagementlevel,andmanyotherfactors,inadditiontotheshipconditions,shipinaccident(orseaaccident)isstilldifficulttoavoid.ThemaintasksofIMOandnationaldepartmentsinchargeofsafetyatseaaretoimproveshipandthecrewescapingcapabilities,tocarryoutsearchandrescuetimelyandeffectivelyandtoavoidorreducethelossoflifeandproperty.
Decision-makingisoneofideologicalactivities,whichwidelyusedinthefieldsofthesocial,scientific,military,andmanyothers.Atinformationage,usingDecisionSupportSystem(DSS)insearchandrescueatseaisofpracticalapplicationvalueandsignificance.Therefore,thispaperdesignsandresearchesSARDSS.
Thefunctionsofthissystemasfollows:
(1)Selectionandoptimizingofsearchandrescueforce;
(2)Supportsearchandrscuingprocedureontheseaandtherelatedruleoflaw;(3)Contingencyplansforsearchandrescueatsea;(4)SARcasesdatabase;(5)Evaluationofthesearchandrescue.
ThispaperexpatiatesSARstatusinlandandoverseas,thetheoryofDecisionSupportSystemandactionofSAR,completesselectionandoptimizingofsearchandrescueforceundertheapplicationofanalytichierarchyprocess.Onthebaseoftheabove-mentioned,thispaperintroducesthedesignofthewholesystemandallmodules,embedsCLIPSintoObjectOrientedprogramminglanguageVC++6.0andrealizethedesignofSARDSS.
KeyWords:
SearchandRescueatSea;DecisionSupportSystem;AnalyticHierarchyProcess;SearchandRescuePower
目录
第1章绪论1
1.1研究的背景1
1.1.1散装危险化学品船发展状况1
1.1.2我国散装危险化学品船发展及展望2
1.2研究的必要性3
1.2.1散化船的特殊危险性3
1.2.2散化船安全形势十分严峻4
1.3研究的目的7
1.4本文的思路和研究重点7
第2章国内外对散化船运输安全管理的研究现状9
2.1散装化学品危险性评价的研究9
2.1.1散装化学品危险性评价的发展9
2.1.2经修订的化学品危险性评估程序及标准9
2.2国际上对散化船安全运输的管理研究现状13
2.3国内对散化船安全运输管理研究现状14
第3章散化船货物作业安全综合评价体系16
3.1散化船货物作业安全综合评价的特点16
3.2评价因素的选取原理与原则17
3.3评价因素的分析与选取18
3.3.1人的因素19
3.3.2船舶和货物因素25
3.3.3环境因素28
3.3.4管理因素30
3.4散化船货物作业安全综合评价体系32
第4章散化船货物作业安全综合评价模型34
4.1船舶安全评价方法概述34
4.1.1灰色关联度分析评价法34
4.1.2模糊综合评价法37
4.2散化船货物作业综合安全评价模型的建立44
4.2.1评价因素集的确定44
4.2.2评价集的确定45
4.2.3权重集的确定46
4.2.4评价指标隶属度的确定50
4.2.5模糊综合评价55
4.2.6综合评价的结果处理56
第5章实例分析57
5.1某轮装货作业安全评价57
5.1.1评价要素调查结果57
5.1.2综合评价计算和计算结果分析58
5.2某轮装货作业事故的模型验证60
5.2.1评价要素调查结果61
5.2.2综合评价计算结果分析61
第6章结论与展望63
6.1本论文的主要结论63
6.2展望64
参考文献65
攻读学位期间公开发表的论文70
致谢71
研究生履历72
第1章绪论
1.1研究的背景
随着世界工业技术的发展,化学工业越来越向大型化,高效率的新水平发展,向连续化,流水化,机械化和自动化发展,这种方式的改变,使得用陈旧的包装运输方法难以适应新的需要。
一种新的运输方式——散装化学品船舶运输产生。
1.1.1散装危险化学品船发展状况
根据国际海事组织(IMO)制定的《散装运输危险化学品船舶构造与设备规则》(以下简称《散化规则》)对化学品船有以下定义:
化学品船系指建造或改建成用于《散化规则》第17章所列任何液体化学品货物的货船。
第一条化学品船是在1949年,美国把T-2型油船“MarineChemicalTransport”改装成化学品船,投入运营。
自那时起,世界液态化学品船得到飞速发展,到今天已经经历了四代其基本特点分别如下:
第一代(50年代):
仅仅是将原来的单底油船改装成双层底化学品船,同时也增加了一些纵横舱壁数量。
第二代(60、70年代):
货舱区域双底双壳结构;货舱舱壁开始采用特殊涂层,以避免或减少船体结构的腐蚀;但能够装运的化学品种类有限。
第三代(80年代):
单船载重吨有所增加;可装运的货物品种逐渐增加,可达上百种,与货物适应的特殊保护系统增多;特殊涂层的抗强腐蚀性逐渐加强;舱壁结构开始采用不锈钢或其复合材料;货舱数量已达20多个;开始采用深井泵装卸系统。
第四代(90年代):
单船载重吨进一步增大,达到4万吨以上;货舱数量进一步增多,可达30~50个,可装运的货品更加繁多,超过600种;普遍采用深井泵装卸系统,使营运性更加灵活。
尽管化学品船属于世界船队中的小船种,但随着世界经济的发展,各国的出口产品正在从初级产品,逐步向工业制成品或高附加值产品转化。
化学品船作为一种要求严格的危险液货船,由于技术要求更加严格等因素,促进了化学品船需求量的增加。
从1949年第一艘由油船改建的化学品船投入运营以来,化学品船队在经过了五十多年的发展后,已经成为世界海上运输中一股举足轻重的运输力量,而且随着世界化学品贸易的发展,仍将保持较高的增长势头。
据统计资料表明,1972年全球化学品船拥有量为233艘,50万总吨,1993年为1201艘,751.3万总吨,20年间艘数和总吨分别增长了4倍和14倍。
据德鲁里统计,截至2004年1季度,1000载重吨以上化学品船船队保有量为1787艘,就吨位而言,截至到2004年1季度,1000载重吨级以上化学品船船队保有量总吨位达2541.7万载重吨,从下图可以看出,就艘数而言,化学品船每年的完工数量相差较大。
历年化学品船新增量
(资料来源:
德鲁里咨询报告)
1.1.2我国散装危险化学品船发展及展望
随着改革开放的需要,八十年代初上海海运局用“大庆20”号小型油船代替化学品液货专用船进行试运;1983年11月自日本购进一艘3,860t“化运1”号,才填补了空白。
我国化学品需求量增长迅速,进出口货物主要依赖外轮运输。
广东尤其以珠江三角洲地区化学工业较发达,液态硫磺、硫酸、沥青、甲醇、苯乙烯的进口需求量大,一般在广州、珠海等港集散,国际航段多为大型外轮承运,由下表可知,世界化学品船公司主要集中在挪威、美国和俄罗斯,他们控制着世界化学品运输市场,而且平均年龄也比较低。
全球十大化学品公司与我国主要化学品船公司之比较(按国际船舶计)
船公司
注册国家
载重吨/万t
船舶数量/艘
平均船龄/a
Odfjell
挪威
176.8
56
14
StoltNielsen
挪威
157.1
65
15
OMI
美国
99.8
25
3
JoTanker
挪威
71.1
27
13
IMC
新加坡
67.4
15
4
Overseas
美国
62.4
14
6
Soveomflot
俄罗斯
61.7
13
5
Bistad
美国
58.3
16
16
Novorossiysk
俄罗斯
58.2
14
8
I.aurin
美国
57.4
15
13
海南中化
中国
10
19
-
长航南油
7.6
13
-
中海海盛
3.3
4
-
国内的小型化工船多数由油轮改建而成,结构和管线布置等都较为简单,在我国沿海和内河化学品运输市场起着十分重要的作用。
根据交通部统计,截至2006年底,国内沿海跨省运输化学品船共有173艘/33.6万载重吨,分别比上年末增加37%和40%;长江水系省际内河运输化学品船共有2180艘/74.8万载重吨,分别比上年末增加30.6%和52%。
随着我国经济飞速发展及对化工品的需求增大,世界著名石化集团BASF,Shell,BP等将在我国开展业务,同时ExxonMobil集团和Dow化学公司也准备于2008年在我国开展业务。
由此可预测我国的化学品运输需求将在今后的一段时间内快速上升。
然而在运输市场发展可观的同时,散化船的运输安全管理也面临着巨大的挑战。
1.2研究的必要性
1.2.1散化船的特殊危险性
散装化学品船从油轮发展而来,但由于化学品的特殊危险性,船舶的危险性也不断增大。
化学品船所从事散装运输的液体,是指除石油或具有火灾危险程度超过石油产品的易燃品,及具有其他重大危险性的货品以外的,其蒸气压力在温度为37.8℃时,不超过0.28MPa绝对压力的液体。
《散化规则》第17章所列液体化学品,大致可分为以下4类:
石油化学产品、酒精和碳水化合物、动植物油和脂肪、酸和无机化合物。
普遍认为散化船比普通油轮的的危险性更大,主要危险性表现在:
(1)作业强度增大。
由于化学品的种类繁多,各种化学品都有自己严格的操作要求,这就增加了操作的复杂性。
并且化学品船这种舱多票数多的特点,就要求船舶频繁的靠离码头,靠码头时间短,再加上港内装卸货,航行洗舱的高强度,长时间的持续作业,是船员身心疲惫
(2)健康危险性大。
液体化学品及其蒸气一般都具有刺激性和毒性,有的还是剧毒品,半致死浓度较低,有的还有对皮肤的腐蚀作用或者致癌性和敏感性,严重威胁工作人员的健康。
(3)火灾危险大,爆炸范围大。
许多液体化学品燃烧的危险性甚至比石油及其制品还要大,闪点低,爆炸范围宽;有的则自然点底,如:
乙醚的闪点-40℃,爆炸范围为1.85%-36.5%;二氧化硫的自然点为100℃。
(4)污染性大。
液体化学品本身对生物有毒性,再加上在环境中的扩散特性,进入水体后对海洋环境,海洋资源会产生很大的危害。
可见,与一般油轮相比,散化船吨位普遍比较小,其危险性主要表现在货物作业上(根据《散化规则》散化船的货物作业是指散装液体货物的装载、储存、卸货、循环和过驳、以及相关的洗舱和除气等作业[9]。
),因此笔者选取散化船货物作业作为本文的研究对象
1.2.2散化船安全形势十分严峻
散装化学品的海上运输为我们提供了长距离、大批量运输化学品的手段。
由于化学品的化学物理特性,在储运化学品的过程中具有以下的潜在危险性:
①易燃易爆性;②毒害性;③化学反应性;④腐蚀性⑤污染性。
所以若发生泄漏、碰撞、火灾、爆炸等事故,后果必然是触目惊心的,对人身的伤害是无法估计的,造成污染及损失会相当严重。
虽然国际社会一直到高度关注散化船运输安全,制定了一系列国际公约规则指南以及有关国内法律法规和规则等,但多年散化船事故特别是货物操作引发的事故却一直未能有效避免,这些事故给人类带来了巨大的经济损失,人命伤亡和环境损害。
散化运输事故常常伴随着对海洋环境的污染。
例如,1987年12月,载运一千多吨危险货物的C轮,在西班牙附近海面上,因遇到恶劣气候和海况,船舱起火,继而沉没,造成23名船员丧生。
该船所载的二异氰酸酷是剧毒的物质,对海洋环境造成严重的污染危害。
同样的灾难还有很多。
1997年12月18日,马尔他籍“芬奴”轮在南京装载对二甲苯过程中,因值班人员疏忽,货舱切换不及时,造成对二甲苯外溢,约8吨剧毒对二甲苯流入长江。
2000年3月广州锚地,卸完500吨甲醇的一化学品船,由于违章明火作业,船舶发生爆炸,造成船舶严重损坏,三死一伤的严重后果。
2003年6月3日一法国籍化学品船CHASSIRON轮在法国南部也是因为洗仓过程中发生爆炸起火,一人失踪,整个甲板面目全非。
2004年2月28新加坡船BOWMARINER轮美国维吉尼亚沿岸航行,在清洗某舱内残留的甲基丁醚时引发爆炸起火沉没,18人失踪,3人死亡,3千多吨的甲醇和200多吨燃油泄漏。
2004年12月15日一巴拿马籍SUNNYJEWEL轮在日本内海由于错误地洗仓程序,造成舱内可燃气体爆炸起火,导致3名船员失踪,船舶沉没。
2005年4月30一马耳他籍化学品船METANOL轮在法国港口卸货甲醇由于卸货作业的失误造成甲醇爆炸起火造成重大损失。
2007年9月2日汉江武汉江段陈家墩码头四艘成排化学品船在装卸甲醇作业过程中起火爆炸,造成载49吨甲醇的化学品船沉没一人伤亡的重大损失。
如此散化运输严重事故不胜枚举,引起社会很大关注。
从近几年IMO海上事故统计报告的重大事故数据看出,由于货物作业不当操作而引发的船舶爆炸起火,人员伤亡等事故占散化船事故的54%,全球72%的液体货品泄漏事故发生在港口,码头船舶装卸期间;而装卸期间的泄漏,不管是由于风浪,潮差等自然原因或何种其他自然条件限制,其中80%都可归结为人的因素。
所以对预防事故的发生,评价散化船在货运作业中的安全是十分有必要的。
而对于国内化学品船而言,情况更不乐观。
下表为芜湖海事局对我国126条散化船检查情况表。
危险化学品船检查具体情况
项目
缺陷数量
占缺陷总数的%
船舶证书及文书情况
5
8%
船舶《油类记录簿》、《货物记录簿》、《垃圾记录簿》情况
7
11%
船员配备情况及专业培训证书的持有情况
3
5%
《船/岸安全检查表》签署及落实情况
12
18%
船舶最低安全配员情况
2
3%
装卸设备情况
5
8%
消防设施情况
5
8%
应急与人员防护装备情况
7
11%
货物软管的定期测试情况
4
6%
应急及人员防护设备配备情况
7
11%
安全和防污染应急计划或预案制定和执行情况
6
9%
其它
2
3%
缺陷总数:
65
100%
结合上表可以看出,国内散化船存在的主要问题有:
(1)人员业务素质较低,缺乏专业知识,某些船员在思想上不重视安全,心存侥幸心理,不能认真执行安全制度、开展应急演习等;一些船员未经过液货船特殊培训,不了解液货船安全特殊要求,一些船舶船员流动性大,更换太频繁,以致安全管理工作缺少持续性、长效性;
(2)化学品船舶技术状况较差,一些船舶缺少应有的安全设施及设备,或者一些重要设施及设备失效,有些船舶甚至存在结构缺陷。
维修保养不到位是造成运输事故的原因之一。
(3)船上消防设备的配备不符合要求,所载货物消防要求缺乏针对性也是普遍存在的一个问题。
(4)公司安全管理漏洞较多,制度不健全。
水上安全监督管理工作也存在不同程度的疏漏,一些公司安全机制不健全,缺少安全管理部门,无法实施有效的内部安全管理。
事实证明我国散化船舶问题更加严重,安全度较低,散化船安全管理工作到了非抓不可的地步。
1.3研究的目的
危险化学品的安全问题历来受到广泛重视,而接连发生的散化船事故和我国散化船的现状体现了散化船作业安全工作的长期性、艰巨性和复杂性,因此加强散化船作业安全管理工作的研究,确保船舶安全是亟待解决的问题。
希望通过本文的研究达到以下目的:
(1)提供综合评价散化船货物作业安全工作的手段
散化船货物作业安全是一项复杂的工作,它涉及到船员因素,船舶及货物因素,环境和管理等诸多因素,要客观地评价安全问题并非易事。
而本文所研究的船舶货物作业安全评价就是对船舶货物作业系统所处的危险状态进行定量和定性的估计,并根据评价结果,可以对船舶安全进行预评价,通过评价影响安全的因素,找出危及船舶安
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