一种船撞桥安全风险评估系统及方法

技术领域

本发明涉及桥梁风险评估技术领域，尤其涉及对船舶撞击桥墩安全风险进行评估的系统和方法。

背景技术

目前，随着交通设施的建设，公路桥、铁路桥、跨海大桥等桥梁日趋增多，同时船舶的年通行量逐渐增大，这使得船撞桥造成的事故也日益增多。船撞桥事故不仅会造成很大的经济损失，严重时还会造成人员伤亡。因此，为提高既有桥梁的通行安全性，对船舶撞桥进行风险分析评估具有十分重要的意义。由于绝大多数船桥相撞事故都是由船撞桥墩引起的，所以本发明重点涉及船撞桥墩的风险评估。

中国《公路桥梁抗撞设计规范》(JTG/T 3360-02-2020)提出了船撞桥的碰撞概率计算方法，但依靠人工手算极其艰难，耗时耗力，且评估流程不清晰，很难为设计人员使用。

因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种能够完整且高效的完成船撞桥安全风险评估的技术显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种能够完整且高效的完成船撞桥安全风险评估的技术方案。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种船撞桥安全风险评估系统，包括基础资料模块、通航净空评估模块、失效概率评估模块，

所述基础资料模块，用于保存桥梁、航道、船舶的基础信息；

所述通航净空评估模块，用于调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，并计算所述船舶通航所需净空要求，同时计算所述桥梁中的航道实际净空，判断所述航道实际净空是否满足所述船舶的通航所需净空要求；

所述失效概率评估模块，用于调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，对航道实际净空满足通航所需净空要求的船舶进行可达性分析，对满足可达性的船舶进行几何碰撞概率计算，再结合所述船舶的航行数据得到失效概率，根据所述失效概率分析出风险等级。

本申请实施例提供的船撞风险评估系统，只需要获取到船舶、桥梁和航道的基础信息，就可以自动实现对船撞桥梁进行失效概率分析和风险等级风险，为桥梁安全保护提供详细的数据支持，并为后续进行桥梁的防撞性能验算、桥梁防撞方案设计提供基础，有利于保护桥梁的安全。

优选地，还包括抗撞性能验算模块，用于根据失效概率评估模块的分析结果，通过调整桥墩设防撞击力，并进行若干次迭代计算，当失效概率刚满足要求时，再通过设防撞击力反算出船舶撞击质量，获得杆系模型和精细化模型的计算工况。

优选地，还包括防撞方案分析模块，用于管理船撞桥主动预警方案、被动预警方案，并结合保存的主动预警碰撞概率减小率和撞击力削减率，调用所述失效概率评估模块，计算出新的设防后的失效概率，并对设防前后失效概率对比进行可视化。

优选地，所述通航净空评估模块，包括通航净高评估子模块和通航净宽评估子模块；

所述通航净高评估子模块，用于进行净高复合分析，对比船舶通航所需净高要求与桥梁中的航道实际净高，当船舶通航所需要净高要求小于航道实际净高时，且根据航道类型留有富裕高度，净高复合通过，否则，净高复合不通过；

所述通航净宽评估子模块，用于对通过净高复合分析的船舶进行净宽复合，对比船舶通航所需净宽要求与桥梁中的航道实际净宽，当船舶通航所需要净宽要求小于航道实际净宽时，净宽复合通过，否则，净宽复合不通过；其中，航道实际净宽等于航道宽度减去紊流宽度。

根据本发明公开的另一方面，提供了一种船撞桥安全风险评估方法，包括以下步骤：

S1：调用基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，计算所述船舶通航所需净空要求，同时计算所述桥梁中的航道实际净空，判断所述航道实际净空是否满足所述船舶的通航所需净空要求；

S2：调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，对航道实际净空满足通航所需净空要求的船舶进行可达性分析，对满足可达性的船舶进行几何概率计算，再结合所述船舶的航行数据得到失效概率，根据所述失效概率分析出风险等级。

优选地，还包括步骤S3：

S3：根据失效概率分析结果，通过调整桥墩设防撞击力，并进行若干次迭代计算，当失效概率刚满足要求时，再通过设防撞击力反算出船舶撞击质量，获得用于数值模拟的计算工况。

优选地，还包括步骤S4：

S4：管理船撞桥主动预警方案、被动预警方案，并结合保存的主动预警碰撞概率减小率和撞击力削减率，计算出新的设防后的失效概率，并对设防前后失效概率对比进行可视化。

优选地，所述步骤S1包括以下步骤：

S11：进行净高复合分析，对比船舶通航所需净高要求与桥梁中的航道实际净高，当船舶通航所需要净高要求小于航道实际净高时，且根据航道类型留有富裕高度，净高复合通过，否则，净高复合不通过；

S12：对通过净高复合分析的船舶进行净宽复合，对比船舶通航所需净宽要求与桥梁中的航道实际净宽，当船舶通航所需要净宽要求小于航道实际净宽时，净宽复合通过，否则，净宽复合不通过；其中，航道实际净宽等于航道宽度减去紊流宽度。

优选地，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：简化桥梁、航道、船舶几何信息，桥梁几何信息至少包括桥墩几何尺寸、抗撞力、桥墩坐标；航道几何信息至少包括航道宽度、水位信息；船舶几何信息至少包括船舶主要尺寸、船舶吨位、吃水深度；

S22：进行船舶航行数据分类，按照船舶吨位、上下行、水位、所在航道将船船舶航行数据进行分类；

S23：进行船舶可达性分析，根据船舶吃水深度与桥墩实际水深的关系，判断船舶是否可达；并得到船舶可达性分析表

S24：进行几何碰撞概率计算，筛选出可达的船舶，确定随机变量正态分布参数，计算出各工况的几何碰撞概率；

S25：进行失效概率计算，首先筛选出各工况中满足船舶撞击力大于桥墩实际抗撞力的船舶数量，然后与对应工况的几何碰撞概率相乘，得到各工况的失效概率，再把各工况的失效概率求和，得到整座桥梁的失效概率；

S26：风险等级决策分析，根据失效概率所对应的风险后果，生成风险等级报告。

根据本发明公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上一种船撞桥安全风险评估方法的步骤。

本发明的有益效果：本申请的一种船撞桥安全风险评估方法，评估系统完善，包含基础资料管理，通航净空评估、失效概率评估、抗撞性能验算以及防撞方案分析五大功能，其评估流程思路清晰，过程快速高效、结果详尽。

附图说明

通过结合附图对于本发明公开的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明实施例1的船撞桥安全风险评估系统示意图；

图2为本发明实施例1的基础资料模块示意图；

图3为本发明实施例1的通航净空评估模块示意图；

图4A为本发明实施例1单向航道有效宽度示意图、图4B为本双向航道有效宽度示意图；

图5为本发明实施例1的失效概率评估模块示意图；

图6为发明实施例1中番禺大桥航道几何简化示意图；

图7为本发明实施例2的船撞桥安全风险评估方法示意性流程图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

实施例1

请参阅图1，本实施例提出一种船撞桥安全风险评估系统，包括基础资料模块、通航净空评估模块、失效概率评估模块，

所述基础资料模块，用于保存桥梁、航道、船舶的基础信息；

所述通航净空评估模块，用于调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，并计算所述船舶通航所需净空要求，同时计算所述桥梁中的航道实际净空，判断所述航道实际净空是否满足所述船舶的通航所需净空要求；

所述失效概率评估模块，用于调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，对航道实际净空满足通航所需净空要求的船舶进行可达性分析，对满足可达性的船舶进行几何碰撞概率计算，再结合所述船舶的航行数据得到失效概率，根据所述失效概率分析出风险等级。

本申请实施例提供的船撞风险评估系统，通过基础资料模块来管理和保存船舶、桥梁和航道的基础信息，只需要获取到船舶、桥梁和航道的基础信息，就可以自动实现对船撞桥梁进行失效概率分析和风险等级风险，为桥梁安全保护提供详细的数据支持，并为后续进行桥梁的防撞性能验算、桥梁防撞方案设计提供基础，有利于保护桥梁的安全。

下面将以本申请提供的船撞桥安全风险评估系统对番禺大桥和沙溪二桥进行安全风险评估作为实例，具体说明本申请提供的技术方案。

如图2所示，本申请提供的基础资料模块，用于对桥梁、航道、船舶等涉及船撞桥梁各个方面的主要基础信息进行保存、查阅和管理，也提供给其他模块，如通航净空评估模块、失效概率评估模块等调用相关基础信息。基础资料模块可以采用云端服务器模式，可持续性地使用和管理。

基础资料模块保存的桥梁、航道、船舶等的基础信息，具体包括桥梁的设计参数、桥墩形状、桥墩坐标、抗撞力等；航道的基础信息，具体包括航道宽度、水位信息、上行航道、下行航道等，船舶基础信息，主要包括船舶主要尺寸、船舶吨位、吃水深度等。实例性的，如针对番禺大桥，船舶的基础信息如表1所示：

表1

如图3所示，本申请实施例提供的通航净空评估模块，具体包括通航净高评估子模块和通航净宽评估子模块。

所述通航净高评估子模块，用于进行净高复合分析，对比船舶通航所需净高要求与桥梁中的航道实际净高，当船舶通航所需要净高要求小于航道实际净高时，且根据航道类型留有富裕高度，净高复合通过，否则，净高复合不通过。

所述通航净宽评估子模块，用于对通过净高复合分析的船舶进行净宽复合，对比船舶通航所需净宽要求与桥梁中的航道实际净宽，当船舶通航所需要净宽要求小于航道实际净宽时，净宽复合通过，否则，净宽复合不通过；其中，航道实际净宽等于航道宽度减去紊流宽度。

结合区段通航代表船型、现状船舶及规划船型，本实施例中番禺大桥、沙溪二桥代表船型分别选取5000t级海轮、500t级内河船。

番禺大桥净高要求：

根据《海轮航道通航标准》(JTS180－3-2018)，跨越航道建筑物、构筑物通航净空高度应为代表船型水线以上高度与富裕高度之和，起算面为设计最高通航水位。富裕高度在通航海轮的内河水域或有掩护的海域，取2m。

表2

如表2所示，收集了广东沿海现行5000t级海轮的船型，5000t级海轮最大船舶空载高度为29.59m，加2m富裕高度后，净高要求为31.59m。

沙溪二桥净高要求根据《内河通航标准》(GB50139-2014)，天然和渠化河流水上过河建筑物内河Ⅳ级航道净高为8m。

番禺大桥净宽要求：

按《海轮航道通航标准》(JTS180－3-2018)规定计算，通航海轮桥梁通航净空宽度(B

B

式中：B

单向航道有效宽度W

W

W

A＝n(Lsinγ+b) (4)

式中：W

表3

表4

根据代表船型船舶主尺度和通航净空宽度的计算公式，计算结果如表5所示，根据上表，5000t级海轮的单孔双向通航孔净宽计算结果最大值为281.4m。

表5

沙溪二桥净宽要求

根据《内河通航标准》附录C中“天然和渠化河流水上过河建筑物通航宽度的计算方法”中规定，天然或渠化河流水上过河建筑物轴线法线方向与水流交角不大于5°时，通航净空可按下列公式计算：

B

Bm

B

式中：B

500t级船舶的通航净空宽度计算如表6所示，根据表6，单孔双向通航孔净宽计算结果最大值为80.3m。另外，根据《内河通航标准》(GB50139－2014)，内河Ⅳ级航道单孔双向通航孔的净空宽度不应小于90m。综合考虑净宽计算结果、强制性标准要求的规定，大桥单孔双向通航孔净宽不应小于90m。

表6

实际通航净空复合：

实际净高，根据实测资料，番禺大桥最高通航水位时通航孔净高为34m，满足规划5000t级海轮通航净高不小于31.59m要求。沙溪二桥最高通航水位时通航孔净高为7.8m，满足现状Ⅵ级净高不小于7.4m的要求，不满足规划Ⅳ级航道通航净高不小于8m要求。

实际净宽

(1)紊流宽

桥梁通航净空宽度还应考虑到桥梁两侧产生的紊流区：根据武汉理工大学庄元、刘祖源等为系统研究桥墩紊流宽度的试验研究，采用动床条件下不同尺寸，不同墩形桥墩两侧紊流总宽度与流速之间的关系，得出桥墩紊流宽度公式推导，根据上述分析可得，影响桥墩紊流宽度的因素为：行近流速、行近水深、桥墩尺寸和桥墩墩型。用函数关系表示为：

E＝K

式中：E—桥墩紊流总宽度(m)；K

通过引入无量纲的佛汝德数F

E＝K

利用量纲分析法对实测资料进行整理、分析可得：

K

将上述系数值代入公式中可得：

E＝0.88K

对于圆柱墩和片状墩：K

如图6所示，番禺大桥：通航孔桥墩在设计最高通航水位情况下，墩前最大流速1.9m/s，墩前最大水深9.0m，桥墩为圆头墩，宽b为23.5m(含防撞设施)，由此可得：E＝0.88K

沙溪二桥：通航孔桥墩在设计最高通航水位情况下，墩前最大流速1.5m/s，墩前最大水深9.0m，桥墩为圆头墩，宽b为6.5m(含防撞设施)，由此可得：E＝0.88K

实际净宽确定：

番禺大桥：桥轴线法线方向与水流流向的交角约为14°，实测资料通航孔净宽为314.3m，减去紊流宽度8m后实际通航孔有效净距为306.3m，再扣除承台长度投影后为283.2m。因此，复核后桥梁实际净宽满足规划5000t级海轮单孔双向通航净宽不小于281.4m的要求。

沙溪二桥：桥轴线法线方向与水流流向的交角约为9°，实测资料通航孔净宽为65.4m，减去紊流宽度7m后实际通航孔有效净距为58.3m，再扣除承台长度投影后为52.7m。因此，复核后桥梁实际净宽满足现状级(通航100t级船舶)单孔双向通航净宽不小于50m的要求，不满足规划级航道单孔双向通航净宽不小于90m的要求。

如图5所示，本申请实施例提供的失效概率评估模块，用于调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，对航道实际净空满足通航所需净空要求的船舶进行可达性分析，对满足可达性的船舶进行几何碰撞概率计算，再结合所述船舶的航行数据得到失效概率，根据所述失效概率分析出风险等级。

风险等级确定方法是采用多风险事态综合评价方法,其基本思路是将风险事态发生的概率和相应的后果置于一个矩阵中,并将矩阵各个元素位置的风险概率和后果的意义进行细化和明确，形成风险事态严重度和概率水平分级，然后就可以根据经验或是业主要求制定基本风险对策。

对船撞风险概率水平分级如表7所示：

表7

A：看来不可能，但仍存在发生可能性，仅在极个别的情况下会发生；

B：虽不可能，但有理由会发生，仅在少数情况下会发生；

C：有理由发生，但发生次数不多；

D：在某些时候会发生，可能多次发生；

E：在多数情况下可能会发生，将频频发生；

F：绝大多数情况下会发生，可能接二连三地发生。

根据结构的损伤程度、经济损失和社会影响，制定了船撞风险后果水平分级，如

表8所示：

表8

几何信息简化：

统计得到的各吨位区间的船舶型深较大，均大于《内河通航标准》中标准船舶的型深，仅采用型深均值进行描述，最终用于风险评估分析的船舶信息如表9所示。碰撞概率计算时，船长和船宽均取上限值，此为最不利情况。

表9

桥梁信息搜集方面，主要关注桥梁结构的几何尺寸。如图6所示，在船舶可达区域范围内，81(辅助墩)、82(主墩)号桥墩存在发生船撞事故的风险。水流向与桥梁纵向夹角为76°，桥墩碰撞尺寸如表10所示，撞击首着力点均在承台，因此以承台外接矩形作为碰撞尺寸。

表10

番禺大桥航道规划为5000t级海轮航道，采用单孔双向通航设计方案，航道宽度根据实际的航迹线取值，经过测量取190m。图6简化后的航道，用直线便可描述其特征。上、下行航道宽95m，长度取800m。航道边缘距离桥墩承台边缘垂直距离为76m。

船舶航行数据分类，按照船舶吨位、上下行、水位、所在航道将船舶航行数据进行分类。

船舶的速度分类按水位、上下行、船舶吨位数分，船舶计算吨位DWT根据实际情况分为1000t(不超过1000t)、2000t(大于1000t不超过2000t)、3000t(大于2000t不超过3000t)、5000t(大于3000t不超过5000t)、7500t(大于5000t)五种。水位分为洪水期(4-9月)、中水期(3、10、11月)、枯水期(12、1、2月)。航道分为上下行航道。得到30个不同工况的速度直方图。

临界撞击和航行速度：

首先求出桥墩的极限抗力，然后通过静力加载的方式求得对应的船撞力。具体计算过程为现有技术所采用的通用方法，在此不用限制。求得的桥墩极限抗力及其对应的船撞力如表11所示。考虑《新规》的船舶撞击点以及承台托盘的防护作用，没有撞到桩的情况发生。无需确定代表船型时，船舶撞击力着力点为水面以上2m。

船舶吨位排水量的关系根据《公路桥梁抗撞设计规范》的附录D确定。船舶计算吨位1000t、2000t、3000t、5000t、7500t对应的排水量分别为：1364t、3660t、5118t、6710t、11705t。1000t和2000t计算吨位的驳船撞击力公式可按下式计算：

F＝0.0115M

3000t及以上计算吨位的轮船撞击力公式可按下式计算:

F＝a·η·γ·V·[(1+C

确定最终的临界撞击速度和临界航行速度。水流速度洪水期为1.9m/s，中水期为1.4m/s，枯水期为0.8m/s。

表11

船舶可达性分析，船舶的可达性通过比较吃水深度与实际的通航水深来确定，只有通航水深大于船舶吃水深度，船舶才能通行，否则将搁浅，撞击桥墩的几何概率为0。船舶的可达性分析如表12所示。表中认为可达的意思是：按实际满载排水量其是不可达的，但为安全起见，考虑到未满载情况，把吃水要求按原来降一级。

表12

撞击力超越桥墩抗撞力F

式中：N

P

式中：N(C

式中：I

P

式中：λ—船舶单位航程失效强度；

G(x,y,h,w

式中：f

某个吨位的船舶撞击力超过了设防撞击力的概率是通过撞击速度的概率密度函数来确定，表达式如下：

式中：V

几何碰撞概率与失效概率：

通过几何碰撞概率积分公式求得各墩的几何碰撞概率。对于所有类型的船舶均采用相同的船舶单位航程失效强度λ，据现有文献资料，计算中取λ＝1.0×10

表13

与预期相同的是，82号主墩由于较大的几何尺寸和距离航道较近的位置，其被船撞击的几何概率最大，为1.04×10

根据得到的桥墩年失效概率，可得番禺大桥船撞风险等级，如表14所示。由表可知，81号辅助墩近期为4A—低风险，82号主墩近期为4B—中风险。总风险为中风险。

这个风险是有条件接受，高层管理决策，最好进一步降低风险。

表14

本申请的进一步优选实施方式中，还包括抗撞性能验算模块，用于根据失效概率评估模块的分析结果，通过调整桥墩设防撞击力，并进行若干次迭代计算，当失效概率刚满足要求时，再通过设防撞击力反算出船舶撞击质量，获得杆系模型和精细化模型的计算工况。

概率设防船型：

根据失效概率计算，81#辅助墩失效概率为4.65×10

表15

通过对桥区船舶航行速度的分析，确定在正常环境条件下航道内典型船只的航速为4.35m/s，典型水流速度为1.4m/s。通过速度内插公式反算得到各墩撞击速度。以速度不利为原则，取下行船舶最大撞击速度。根据《海港总体设计规范》(JTS165-2013)分级：1000t级杂货船吨级范围为1000t-1500t，5000t海轮的吨级范围为4500t-7500t，得到各桥墩设防船型如表16所示。

表16

本申请的优选实施方式中，还包括防撞方案分析模块，用于管理船撞桥主动预警方案、被动预警方案，并结合保存的主动预警碰撞概率减小率A

主动预警方案主要为通过设置在桥梁或者船舶上的预警装置，及时检测船舶与桥梁的位置关系，并在船舶存在撞击桥梁风险时，及时发出报警，从而提醒船员及时控制船舶的方向和速度、方位等，达到避免船舶撞击桥梁的目的。

为防止桥梁因船舶撞击力超过桥墩的设计承受能力而受损，需要通过采用不同形式的被动预警方案，即防撞设施，阻止船舶直接撞击桥墩或撞击力传到桥墩(或桥梁)；或通过各种缓冲消能防撞设施，延长船舶的撞击时间，减小船舶撞击力，从而实现保护桥梁安全的目标。防撞措施的方案设计主要依据桥梁自身抗撞能力、桥梁的位置、桥梁的外形、水流的速度、水位变化的情况，通航船舶的类型以及碰撞速度等多方面因素进行设防。

防撞设施分为直接结构和间接结构，直接结构如护弦防撞装置、绳索防撞装置、缓冲体防撞装置、重力式防撞装置；间接结构如防撞桩、围堰及人工岛等。

实施例2

如图7所示，本申请实施例还提供一种船撞桥安全风险评估方法，包括以下步骤：

S1：调用基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，计算所述船舶通航所需净空要求，同时计算所述桥梁中的航道实际净空，判断所述航道实际净空是否满足所述船舶的通航所需净空要求。

步骤S1具体包括以下步骤：

S11:进行净高复合分析，对比船舶通航所需净高要求与桥梁中的航道实际净高，当船舶通航所需要净高要求小于航道实际净高时，且根据航道类型留有富裕高度，净高复合通过，否则，净高复合不通过；

S12：对通过净高复合分析的船舶进行净宽复合，对比船舶通航所需净宽要求与桥梁中的航道实际净宽，当船舶通航所需要净宽要求小于航道实际净宽时，净宽复合通过，否则，净宽复合不通过；其中，航道实际净宽等于航道宽度减去紊流宽度。

S2：调用所述基础资料模块中的桥梁、航道和船舶的基础信息，对航道实际净空满足通航所需净空要求的船舶进行可达性分析，对满足可达性的船舶进行几何概率计算，再结合所述船舶的航行数据得到失效概率，根据所述失效概率分析出风险等级。

其中，步骤S2具体包括如下步骤：

S21:简化桥梁、航道、船舶几何信息，桥梁几何信息至少包括桥墩几何尺寸、抗撞力、桥墩坐标；航道几何信息至少包括航道宽度、水位信息；船舶几何信息至少包括船舶主要尺寸、船舶吨位、吃水深度；

S22：进行船舶航行数据分类，按照船舶吨位、上下行、水位、所在航道将船舶航行数据进行分类；

S23:进行船舶可达性分析，根据船舶吃水深度与桥墩实际水深的关系，判断船舶是否可达；并得到船舶可达性分析表；

S24:进行几何碰撞概率计算，筛选出可达的船舶，确定随机变量正态分布参数，计算出各工况的几何碰撞概率；

S25：进行失效概率计算，首先筛选出各工况中满足船舶撞击力大于桥墩实际抗撞力的船舶数量，然后与对应工况的几何碰撞概率相乘，得到各工况的失效概率，再把各工况的失效概率求和，得到整座桥梁的失效概率；

S26:风险等级决策分析，根据失效概率所对应的风险后果，生成风险等级报告。

本申请的优选实施方式中，还包括步骤S3：

S3：根据失效概率分析结果，通过调整桥墩设防撞击力，并进行若干次迭代计算，当失效概率刚满足要求时，再通过设防撞击力反算出船舶撞击质量，获得用于数值模拟的计算工况(表17)。

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表17

本申请的进一步优选实施方式中，包括步骤S4：

S4：管理船撞桥主动预警方案、被动预警方案，并结合保存的主动预警碰撞概率减小率和撞击力削减率，计算出新的设防后的失效概率，并对设防前后失效概率对比进行可视化。

本实施例提供的船撞桥安全风险评估方法，用于实施例1提供的船撞桥安全风险评估系统中，其与实施例1相同部分可参考对实施例1的说明，在此不予赘述。

综上所述，根据示例性实施例，本发明的本申请的一种船撞桥安全风险评估方法，评估系统完善，包含基础资料管理，通航净空评估、失效概率评估、抗撞性能验算以及防撞方案分析五大功能，其评估流程思路清晰，过程快速高效、结果详尽。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储一种船撞桥安全风险评估装置，被处理器执行时实现实施例2的船撞桥安全风险评估方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

流程图中或在此以其它方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本技术领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。