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在受限水域，船舶超车因船船相互作用等因素易引发碰撞事故。研究人员开展 “Modelling of ship overtaking risk in restricted waters considering ship-ship interaction” 研究，构建三层超车风险框架评估风险。结果表明该模型实用合理，能为船舶航行决策提供支持。
在繁忙的水域中，船舶的航行安全始终是人们关注的焦点。想象一下，狭窄的航道上船只来来往往，每一次超车操作都如同在钢丝上跳舞，稍有不慎就可能引发碰撞事故，后果不堪设想。在新加坡海峡、芬兰湾以及我国江苏段下游等水域，船舶超车导致的碰撞事故频繁发生，给生命财产安全和水域环境带来了巨大威胁 。
过往的研究大多聚焦于公海的超车风险，或者侧重于精确预测超车船与被超车船之间的安全距离，但这些研究在实际船舶导航应用中存在诸多问题。比如，预测安全距离的方法耗时久，难以在船舶航行过程中快速实施；而且，很多模型忽略了受限水域中船船相互作用这一关键因素，无法准确评估内陆狭窄水道的超车风险。在实际的内陆航行中，由于航道条件限制，船舶间相对距离较小，船船相互作用和船舶的定向保持能力对超车风险影响极大。因此，开展针对受限水域船舶超车风险的研究迫在眉睫。
为了解决这些问题，相关研究人员进行了 “Modelling of ship overtaking risk in restricted waters considering ship-ship interaction” 这一主题的研究。该研究成果发表在《Applied Ocean Research》上，具有重要的理论和实践意义。
研究人员在此次研究中用到了以下几个主要关键的技术方法：
- 场景分析法：通过分析船舶超车过程，确定影响超车风险的因素，包括自动识别系统（AIS）数据、环境因素和船舶参数等。
- 建立数学模型：分别计算横向和纵向安全距离。利用船船相互作用力和力矩以及船舶的定向保持能力来估算横向安全距离；考虑船舶的操纵性，通过停止和转向等措施来评估纵向安全距离。
- 模糊逻辑法：将横向和纵向距离作为输入变量进行模糊化处理，建立模糊规则库，通过模糊推理得出综合超车风险。
研究结果如下：
- 船舶超车风险评估模型的建立：通过三步建立了船舶超车风险评估模型。首先，确定影响船舶超车的因素；其次，分别建立数值模型计算横向和纵向安全距离；最后，运用模糊逻辑开发超车风险模型。在计算横向安全距离时，研究人员根据船船相互作用的原理，通过一系列公式计算出相关系数和力、矩，再结合船舶的操纵性指数等因素得出横向安全距离。在计算纵向安全距离时，考虑到超车船在被超车船失控等情况下应采取的措施，如停止和转向，分别通过相应的公式计算出不同措施下的安全距离，最终确定纵向安全距离。
- 模型在长江的应用：研究人员以长江南京段下游的超车场景为例进行验证。选取一艘 5000t 的普通货船和一艘 14635t 的散货船，根据船舶的详细参数，运用上述模型计算出横向和纵向安全距离的模糊化标准。在该场景下，通过模糊推理得出此次超车风险相对较低。同时，研究人员还对 100 个历史案例进行分析，进一步验证了模型的可行性。结果显示，多数案例的超车风险为低风险，但也有部分案例存在中、高和极高风险，这些风险主要与船舶间的距离、速度差等因素有关。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，该模型考虑了船船相互作用和船舶操纵性，通过分析模型计算安全距离的不确定性，发现其对结果可靠性的影响在受限水域中较为有限。该模型能够在船舶上实施，为船舶驾驶员提供实时警报，支持航行决策，减少驾驶员的工作负担。然而，模型中使用的经验公式可能会影响安全距离估计的准确性，未来在应用于自主导航时，引入大数据有望克服这一局限性，同时还应考虑风、流和波浪等因素对超车风险的影响。总体而言，该研究为繁忙水道的船舶航行安全提供了有效的风险评估方法，对保障水域航行安全具有重要意义。
