利用光学方法研究人工和自然珊瑚礁中鱼类的潜在分布：来自亚热带近海风电场的见解

《Fisheries Research》：Investigating potential fish distributions in artificial and natural reefs using an optical method: Insights from subtropical offshore wind farms

本研究通过整合模糊贝叶斯网络（FBN）与有限元法（FEM），系统评估休闲渔船撞击风险。结果表明：船员缺乏经验及保持清醒状态是主要风险因素，且橡木船 hull结构在撞击中表现更优。建议加强船员培训并优化船舶材料选择。

　　随着休闲航海活动的日益普及，特别是在社交媒体的推动下，越来越多的人开始参与到水上娱乐和捕鱼活动中。这一趋势不仅反映了人们对户外活动和自由生活的向往，也对社会经济和生态环境产生了深远的影响。然而，随着参与人数的增加，相关的安全问题也愈发突出，尤其是在涉及业余航海者时，由于缺乏必要的培训和经验，事故的发生率显著上升。因此，建立一套科学有效的风险评估和管理机制，对于保障航海安全和实现可持续发展至关重要。

本研究旨在通过整合模糊贝叶斯网络（FBN）和有限元法（FEM）的方法，对休闲渔船可能面临的碰撞风险进行全面评估和量化分析。该研究的创新之处在于将概率风险分析与物理冲击分析相结合，从而提供一个系统化的框架，支持航海安全管理和风险决策。通过这一方法，研究不仅能够识别和排序最关键的风险因素，还能够为提升航行安全和减少碰撞相关风险提供量化的决策支持工具。研究结果表明，事故发生的两个主要根源是饮酒和缺乏经验。此外，FEM分析进一步揭示了在碰撞情况下，橡木船相较于玻璃纤维船表现出更优的结构性能，包括更高的抗冲击能力和更小的形变。

为了实现这一目标，本研究首先对相关文献进行了全面回顾，分析了近年来关于休闲航海活动的研究成果。研究发现，许多学者已经关注到人类因素和环境条件在事故中的重要性。例如，美国海岸警卫队（USCG）2023年的数据显示，美国当年发生了3844起休闲航海事故，造成564人死亡、2126人受伤，并带来约6300万美元的经济损失。这些数据凸显了在休闲航海活动中，实施全面安全措施和风险评估策略的紧迫性。同时，研究也表明，船舶的大小、障碍物的尺寸以及碰撞频率等因素对碰撞风险模型的预测能力具有重要影响。

在方法论方面，本研究采用FBN模型对风险因素进行识别和优先排序。该模型基于专家判断和历史数据，通过概率依赖关系来评估碰撞事故发生的可能性。关键变量包括接近速度和角度、操作者经验水平、船舶类型以及碰撞环境条件等。这些变量不仅影响事故发生的概率，还决定了碰撞的严重程度和后果。通过FBN模型，研究能够提供一个动态的风险评估框架，帮助决策者更好地理解风险的来源和影响范围。

同时，FEM模型被用于分析船舶在碰撞情况下的结构响应。通过模拟不同材料和碰撞条件下的船舶行为，研究能够评估船舶在遭遇碰撞时的抗冲击能力、形变模式以及能量分布情况。这为船舶设计和材料选择提供了重要的参考依据，特别是在提升船舶安全性和降低碰撞风险方面。例如，研究发现，橡木材料在碰撞情况下表现出更优的抗冲击性能，而玻璃纤维材料则容易产生较大的形变和局部损坏。因此，在船舶设计和材料选择上，应更加重视材料的抗冲击能力和整体结构的稳定性。

在研究过程中，还对相关文献中的研究方法进行了分析。例如，Chalmers和Morrison（2003）研究了休闲动力艇中经验不足和高速碰撞对事故严重性的影响，并强调了螺旋桨设计和保护装置在减少创伤性后果方面的重要性。Ryan等人（2016）则指出，酒精使用是导致帆船事故的主要风险因素之一，而船体和桅杆的失效则加剧了碰撞和倾覆的危险性。Viauroux和Gungor（2016）则通过实证分析探讨了救生衣在休闲航海中的作用，发现正确使用救生衣能够显著降低溺水风险，从而强调了安全设备在提升航海安全方面的重要性。

此外，研究还发现，近年来关于休闲航海活动的研究逐渐扩展到环境影响和生态后果方面。例如，Carre?o和Lloret（2021）研究了地中海沿岸水域中休闲航海活动对海洋生态系统和沿海栖息地的影响，指出增加的航海活动可能导致海洋生态系统的压力增大。Ruciński等人（2023）则探讨了Sentinel-1卫星数据在检测小型休闲船只方面的潜力，认为遥感技术能够为航海活动的监测和管理提供有价值的信息。Yao等人（2023）则采用动态贝叶斯网络（DBN）对游艇活动的风险因素进行评估，并提出了有效的风险管理和评估策略，以促进游艇旅游业的安全发展。

本研究的创新点在于将FBN与FEM相结合，以提供一个更全面的风险评估框架。这一框架不仅能够识别碰撞事故的关键风险因素，还能够评估不同材料和碰撞条件下的船舶行为，从而为船舶设计和安全管理提供科学依据。通过这一方法，研究能够揭示碰撞事故中人类因素、环境条件和船舶结构之间的相互作用，为制定更加有效的安全措施和管理策略提供支持。

研究的结构分为五个主要部分，分别是引言、材料与方法、结果、讨论以及结论与建议。引言部分概述了休闲航海活动的流行趋势及其带来的安全挑战，并引用了相关文献和统计数据。材料与方法部分详细描述了FBN和FEM的整合方法，以及研究中使用的变量和模型。结果部分展示了FBN和FEM模型的分析结果，包括关键风险因素的识别和船舶结构响应的评估。讨论部分进一步分析了这些结果的意义，并探讨了其在实际应用中的潜力。结论与建议部分总结了研究的主要发现，并提出了相应的建议，以促进休闲航海活动的安全发展。

在研究过程中，研究团队采用了多种方法和技术，以确保研究结果的准确性和可靠性。例如，FBN模型通过专家判断和历史数据对风险因素进行评估，而FEM模型则通过详细的结构分析来模拟碰撞情况下的船舶行为。这种结合方法不仅能够提供更全面的风险评估，还能够揭示不同因素对事故的影响程度。此外，研究还考虑了船舶类型、材料选择、操作者经验以及环境条件等因素，以构建一个更加科学和系统的风险评估模型。

本研究的成果对于休闲航海活动的安全管理和风险控制具有重要意义。首先，研究明确指出，饮酒和缺乏经验是导致碰撞事故的两个主要根源。因此，在培训和教育方面，应更加重视对操作者经验的培养和对酒精使用的管理。其次，研究发现，橡木材料在碰撞情况下表现出更优的结构性能，而玻璃纤维材料则容易产生较大的形变和损坏。因此，在船舶设计和材料选择上，应更加注重材料的抗冲击能力和整体结构的稳定性。此外，研究还强调了安全设备的重要性，指出正确使用救生衣等安全装备能够显著降低溺水风险。

研究还指出，当前关于休闲航海活动的研究大多集中在风险因素的识别和量化分析上，而较少将概率风险分析与机械评估方法相结合。因此，本研究的创新之处在于填补了这一研究空白，通过整合FBN和FEM的方法，提供了一个更加科学和系统的风险评估框架。这一框架不仅能够帮助决策者更好地理解风险的来源和影响范围，还能够为船舶设计和安全管理提供科学依据。

此外，研究还强调了在实际应用中，如何将这些研究成果转化为具体的政策和措施。例如，针对饮酒和缺乏经验等关键风险因素，可以制定相应的培训和教育计划，以提高操作者的安全意识和技能。同时，针对不同材料的抗冲击性能，可以优化船舶设计，以提升船舶的安全性和耐用性。此外，还可以通过加强安全设备的使用和管理，来降低事故发生的概率和严重性。

总之，本研究通过整合FBN和FEM的方法，为休闲航海活动的风险评估和管理提供了一个新的视角。研究不仅揭示了碰撞事故的主要风险因素，还评估了不同材料和碰撞条件下的船舶行为，为提升航海安全和实现可持续发展提供了科学依据。未来，研究团队将继续深入探讨这些风险因素的相互作用，并进一步优化风险评估模型，以更好地支持航海安全管理和风险控制措施的制定。