船舶运输系统投资策略贝叶斯分析研究.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家重点研发计划项目()作者简介:李成海()男 山东青岛人 副教授 :浙江交通职业技术学院学报 第 卷第 期 年 月 船舶运输系统投资策略贝叶斯分析研究李成海 王志鹏 冯曰林 胡甚平(山东交通职业学院 山东 潍坊 上海海事大学 上海 )摘 要:随着航运市场的高速发展 船舶航行安全和经济效益地位日益凸显 船舶运输系统装备更智能化 装备可有效提高船舶航行安全性且大幅提升航运经济效益 但使用先进智能装备初期因巨大投入导致了航运成本上涨 为了减少投资决策失误 运用贝叶斯网络法对船舶海难事故致因影响因素及船舶运输系统装备相关影响因素进行分析 构建船舶海难事故贝叶斯网络 并对航海专家调
2、查问卷相关数据进行处理取得相关条件概率与先验概率 将先验概率及条件概率数值键入贝叶斯网络取得后验概率 对比使用船舶运输系统装备和更智能装备期望经济效益的计算结果 做出购买智能装备的决策关键词:水上运输 航运经济 贝叶斯网络 船舶运输系统 投资决策中图分类号:文献标识码:/文章编号:()引 言随着航运市场的高速发展 船舶大型化、绿色环保航运已成发展的主流 近年来船舶海难事故逐年减少 但单船海难事故造成的经济损失比历史事故大的多 因此 提高航行船舶安全性成为各方研究的重点 而船舶航行安全性与船舶运输系统体系完善和更新装备投入密不可分 运用具有可操作性的方法对船舶运输系统装备投资方案进行研究 达到提
3、高船舶航行安全和经济效益的目的对于船舶运输系统研究 我国已经取得了较多的研究成果 例如 王力波从政府政策、常规因素和特定因素三个方面指出电动船舶投资的影响因素 并从实践和理论角度进行验证分析 总结出电动船投资的策略 陈威运用 法对散杂货船舶 年投资影响环境因素指标实际数据值进行分析验证 取得各指标因素重要度及相关性 并选择强驱动型影响因素及特征型影响因素 对散杂货航运船舶的投资提供理论依据 黄丽琴基于项目的投放资金 提出投资项目管理的控制与会计记录的有效措施 建立合法和符合实际项目资金的管理体系 从而形成内部控制的环境 张云通过综合分析交通运输体系中船舶运输的重要作用 构建高质量交通运输体系并
4、以绍兴港为例 从船舶运输现状出发 分析发展优势及潜力 从港城融合、综合规划、低碳环保、安全保障和治理体系五个方面对交通运输体系发展提出了发展思路 武毅捷基于航运运营周期理论 利用时间序列模型分析运费价格、二手船价新造船价在航运市场内相互关联关系 运用 模型计算求取船价和运费波动参数本研究从使用船舶运输系统减少船舶海难事故、提高航运公司经济收益的角度出发 对其影响因素及其相互关系进行分析 构建贝叶斯网络船舶运输系统模型 对分析结果进行计算 取得船舶运输系统装备和船舶智能运输系统装备情形下船舶海难事故的后验概率 在考虑船舶海难事故的概率及船舶海难事故导致的经济收益和损失的前提下 通过航海专家调查问
5、卷数据结果计算期望值 船舶运输系统影响因素船舶海上运输交通事故致因影响因素 业内普遍认为致因作用机制主要有四个分系统 即“人机管理和环境”在船员分系统中 有多个影响因素导致或加剧海难事故的发生 从而提高船员分系统风险致因的重要性 其中船员应急能力和船员业务技能是海难事故的主要致因因素 例如:船员业务技能不合格操作规程不熟悉安全意识差合作不协调服从意识差自成体系违章操作船员分系统导致海难事故高发 船员应急能力差反应迟缓事态扩大船员分系统导致海难事故损失增大 对硬件分系统具有影响的主要因素有港口、锚地、航道、船舶和货物等方面 对外部环境分系统具有影响的主要因素有潮汐和海上风浪等气象问题 对管理分系
6、统具有影响的主要因素有公司管理(体系)、船舶管理(规范)和船员管理(制度)等方面 此研究仅分析船员管理的影响 不再研究其他分系统因素的影响各类别船舶运输系统装备对各分系统存在差异化:不同类别的船舶装备对船员业务技能和应急反应能力需求不尽相同 不同类别的装备对港口、锚地、航道、船舶和货物的影响程度不同 不同类别的装备对海上潮汐、风浪等水文和气象因素的预报、追踪检测精度不同 不同类别的装备对航运公司、管理体系内的船舶和船员团队管理水平要求不同根据船舶海上运输交通事故致因作用机制 可得到船舶运输系统装备主要影响因素图 如图 所示图 船舶运输系统影响因素网络图 置信网络具有各个变量节点和节点连接的有向
7、边组成的()方向性无环图即为置信网络 又称贝叶斯网络 贝叶斯网络的 个节点可用 表示 它含有两个部分:第一部分 以 代表有向性无环图 的 个节点 节点的变量集 相对应的 中各变量节点 ()表示各节点间组成的有向边 从而代表变量间随机性相互依存关系 节点的变量是因素抽象体现 而变量之间关联性以有向边来表示 相对于关联的有向边()而言 称之为 的子节点 节点无子节点时称叶节点 节点无父节点时称根节点 ()和()表示无后代节点集合 父节点集使用含有假设了独立性条件的有向图 即在假定()条件下 ()和()条件相互独立如式()所示()()()()第二部分 代表某一个和每一节点的相关条件概率及其分布 从假
8、定的贝叶斯网络独立性条件可看出 条件概率及其分布可以用 ()进行表达 它描述了父节点和节点间的相关性 假如非根节点和给定根节点的条件概率及其分布与先验概率及其分布一致 则可取得含有一第 期李成海 王志鹏 冯曰林 等:船舶运输系统投资策略贝叶斯分析研究切节点的联合概率及其分布 如式()所示()()()()建立贝叶斯网络的船舶运输系统 建立贝叶斯网络贝叶斯网络架构主要有采用大量样本数据模拟练习法、专家数据指定法和综合手段相结合确定法三种方法 贝叶斯网络的建立需选取大量的样本数据在各网络架构进行练习 但成本运输系统影响了相关因素 从而难以取得相关数据 基于“人机管理和环境”理论及已有的研究成果 分析
9、“人机管理和环境”的影响因素 明确这些因素可导致海上运输船舶风险 结合航海专家调查问卷结果和相关文献 构建船舶海难事故致因主要影响因素贝叶斯网络图 如图 所示图 船舶海难事故网络图 每一个网络的节点均含有 和 两个值域 值域描述异常情况 即此节点表示所发生的事件 值域描述正常状态 即此节点表示某时间段没有发生事件 建立贝叶斯网络船舶海难事故影响因素概率表建立了贝叶斯网络架构以后 可取得中子节点贝叶斯网络概率表 ()处于贝叶斯网络的节点可分为两类:第一类的父节点间具有逻辑“与”和“或”关联关系 一旦父节点不发生或发生的时候 此节点发生的概率值为 或 此节点为 类节点 类节点的概率表 经逻辑分析结
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