基于模糊逻辑与专家权重的压载水处理系统(BWTS)海事风险评估研究

为解决压载水处理系统(BWTS)在船舶运行中技术可靠性不足的问题，研究人员结合模糊故障模式与影响分析(F-FMEA)和专家权重敏感性分析，对30艘船舶的BWTS进行风险评估。研究识别了关键故障模式并提出改进措施，揭示了专家意见对风险排序的显著影响，为海事安全决策提供了量化依据。

　　

研究背景
全球贸易90%依赖海运，而船舶压载水携带的外来物种每年约7000种，威胁海洋生态平衡。国际海事组织(IMO)2004年颁布《压载水管理公约》(BWM-2004)，强制要求船舶安装压载水处理系统(BWTS)。然而，BWTS在实际运行中频繁出现传感器故障、维护延迟等问题，但现有研究多聚焦生态影响，缺乏对系统操作风险的量化评估。

研究方法
土耳其伊斯肯德伦技术大学海洋运输工程系团队联合船舶专家，采用传统FMEA与模糊FMEA(F-FMEA)双路径分析30艘船舶的BWTS运行数据。通过专家焦点小组(含2名船长、1名轮机长)识别15类故障模式，结合模糊数学处理语言不确定性，并引入专家权重敏感性分析验证结果稳健性。

研究结果
1. 关键故障模式识别

• 传统FMEA显示"紫外线消毒模块失效"(RPN=288)和"过滤系统堵塞"(RPN=245)风险最高
• F-FMEA进一步揭示"化学药剂剂量误差"(模糊RPN=7.82)因专家评分离散度大被低估

2. 专家权重敏感性
"自动化控制故障"风险等级随专家权重变化幅度达42%，凸显个体经验对评估结果的显著影响

3. 改进措施
针对高敏感度故障模式，提出标准化维护流程(SOP)和冗余传感器配置方案

结论与意义
该研究首次将模糊逻辑与专家权重分析整合到BWTS风险评估中，证实：

1. 传统FMEA可能掩盖关键风险，F-FMEA能更准确反映操作不确定性
2. 专家意见差异会导致风险优先级显著偏移，需建立客观权重分配机制
3. 为IMO 2024年全面合规要求提供了技术改进方向

发表于《Ocean Engineering》的这项成果，不仅为船舶运营商优化BWTS维护策略提供工具，其"模糊-专家"双轨评估框架也可推广至其他海事安全领域。