船舶事故資料庫系統的實現方法
2023-04-30 13:08:01
專利名稱：：船舶事故資料庫系統的實現方法
技術領域：
：本發明涉及水上交通運輸和信息處理
技術領域：
，特別涉及一種針對事故研究的船舶事故資料庫系統的實現方法。
背景技術：
：在船舶事故研究領域，信息同樣佔有極其重要的地位。在該領域的信息中，一個重要的組成部分是用來描述事故船舶的信息，從這些屬性信息去尋找事故發生的規律。大量事故船舶信息的匯總就是一種經驗和技術資料的匯總，這將成為幾乎所有船舶事故研究工作都將依賴的一個平臺。另外，海事安全的各類評價等很多工作都要依靠已有事故船舶的信息作為參考。因此，一個功能完善的船舶事故資料庫在船舶事故研究領域的地位是非常重要的，所謂的功能完善主要包括信息數據完整、準確，檢索方便，可分析和可更新等方面內容。當今世界對各管轄水域航行安全的分析都以採集事故船舶資料庫作為重要的研究依託。從船舶事故研究的管理角度講，建立船舶事故資料庫是傳統的技術檔案管理的升級，使之計算機化、系統化和科學化。一旦擁有一個結構安排合理、數據存取方便的船舶事故資料庫，並且將資料庫內容不斷充實和擴大，就相當於積累了大量可利用的經驗資料。此外，隨著網絡的迅猛發展，網際網路已經不僅僅是娛樂工具，而是成為一個統一的通訊和信息體系的核心。人們期望在網際網路上將全世界的信息匯總、分析和交流，使全球經濟得以更加高效的運轉，從而產生出更高的經濟效益。因此資料庫技術在網絡上的應用越來越受到人們的重視，網絡資料庫技術得到了飛速的發展。綜上所述，在專業領域中應用先進的現行計算機技術，將船舶事故資料庫的實用價值和網絡資料庫技術的突出特點二者完美地結合在一起，建立一個完善的船舶事故網絡資料庫系統，這項工作在船舶事故研究領域有其實際意義，也將為海事安全及分析帶來更廣闊的視野。擁有了一個靈活可用的船舶事故網絡資料庫系統，就相當於擁有了一個可以多人同時遠程訪問及遠程維護的工作平臺，不僅僅有利於總結以往的工作，也將極大地方便於今後的工作。在這個平臺上可以檢索到事故船舶的多個屬性信息，而且信息可以"越查越舊"，即追溯到久遠的歷史，也可以"越查越新"，即跟隨時間的腳步及時更新。
發明內容為了實現上述技術需求，本發明提出了一種構建船舶事故資料庫系統的實現方法，它是根據海事事故資料信息設計的。所涉及的系統主要功能是為了滿足海事安全工作的需要，其任務是實現船舶事故系統的信息化、規範化和自動化，從而提高海事系統的辦事效率。船舶事故資料的記錄和修改是船舶事故管理最基本的要求，事故的統計及報表的生成也是事故管理的重要工作。根據事故船舶資料建立的船舶事故系統的數據表包括事故基本情況表、事故當事人員基本情況表、事故後果與危害情況表及事故經過與原因分析表，該系統使用SQLServer資料庫設計了概念模型和物理模型。在這些模型的基礎上開發的本發明系統，旨在建立擁有較強功能、便於使用等特點且能為船舶事故研究、風險評價及海事預防服務，面向海事系統的船舶事故資料庫系統。本發明方法具體包括需求分析、資料庫結構設計、應用程式開發、資料庫遠程管理四個步驟。具體如下1.需求分析；需求分析確定系統必須完成哪些工作，即對目標系統提出完整、準確、清晰、具體的要求。本發明對開發船舶事故資料庫系統進行了需求分析，確定了按海事系統管理者的要求必須實現的功能。2.資料庫結構設計；資料庫設計是系統開發過程中非常重要的一個階段，資料庫設計的好壞直接影響到船舶事故資料庫系統開發的複雜程度和系統的執行效率，也是減少在開發過程中出現反覆的關鍵環節。本發明在明確需求的基礎上，對資料庫的結構進行了合理構建，並對其進行了規範化。資料庫結構設計中概念結構的設計利用案例文本轉換為數據，利用數據倉儲文本(參考圖3);邏輯結構設計選用關係模型，設計邏輯結構分三步進行(1)將概念結構轉換為一般的關係模型(2)將轉換來的關係模型向SQLServer支持的數據模型轉換(3)對數據模型進行優化。3.應用程式開發；對資料庫的操作是通過應用程式來實現的。本發明根據應用背景和需求分析的結果，確定了前端應用程式的各個組成部分和功能模塊，並將其分解為若干相對獨立的功能模塊，編制了船舶事故資料庫系統軟體，通過編寫應用程式對船舶事故資料庫進行訪問和操作。其中，特別地對資料庫進行挖掘，開發了語義賦值及事故評價功能。資料庫系統的B/S體系結構選擇微軟的IIS+ASP.NET為具體的實現方案。在ADO.NET編程中，本系統程序主要是通過引用ADO.NET對象及各對象的屬性和方法來實現對資料庫的訪問、操作的。在本系統軟體開發中用到的ADO.NET數據空間包括ADO.NET數據訪問控制項ADO.NETSqlDataSource控制項和ADO.NET數據綁定網絡控制項GridView控制項。4.資料庫遠程管理的實現；海事系統最終要實現資源共享。本發明通過應用船舶事故資料庫系統初步實現了資料庫的區域網遠程管理，使計算機應用方式由原來的單機單事務處理走向網絡綜合事務處理，並為更廣泛地使用計算機奠定了基礎。以VisualStudio.Net為應用程式的開發工具，以ADO.NET和ASP.NET為技術核心，將ADO.NET編程方法和ADO.NET數據控制項相結合為船舶事故資料庫的遠程訪問提供了技術上的支持。此外，根據系統功能的要求，本發明將船舶信息網絡資料庫系統劃分為以下功能模塊，如圖11所示，圖中表明了各功能模塊劃分情況。1)查詢模塊本系統向用戶提供了兩種有效的查詢途逕自行設計查詢和人機互動查詢。查詢的流程圖如圖12。自行設計查詢通過在SQL框中輸入SQL語句，用戶既可瀏覽表中的所有記錄，又可查看個人所需記錄；既可查看所有欄位的內容，也可對顯示的欄位進行篩選；既可實現普通查詢，也可進行模糊查詢。以船舶事故資料庫為例，如圖13所示，將實現這些功能的SQL語句加以組合，可得到符合任意要求的記錄集。人機互動式查詢，本船舶事故數據4庫系統針對海事系統的上層管理者或對SQL語言不太熟悉的用戶，編制了更為簡明方便的人機互動式的查詢方法。人機互動查詢可實現動作查詢和選擇查詢。2)報表列印功能模塊本系統應用程式通過編程來完成檢索信息報表的列印輸出功能。(具體過程參考附圖17-22)3)事故評價模塊本文對事故風險的評價採用的就是灰色關聯模型，具體分析過程見下文。4)系統維護及幫助模塊；本系統研究的是一個遠程資料庫系統，以VisualStudio.Net為應用程式的開發工具，以ADO.NET和ASP.NET為技術核心，將ADO.NET編程方法和ADO.NET數據控制項相結合為船舶事故資料庫的遠程訪問提供了技術上的支持。同時，系統應用程式大量運用了結構化查詢語言SQL,實現了單項查詢和組合查詢，並通過對SQL語句中關係符的控制，在其中融入普通查詢和模糊查詢，並且實現了VisualStudio.Net的生成報表功能，完成了本系統各模塊的要求。由上述本發明技術方案所實現的應用系統具備以下特點1)基於CBR(Case-BasedReasoning,案例推理)。由案例出發，對案例進行分析，從而得到各種應用。2)採用面向對象和事件驅動的方法進行程序設計，編寫各個控制項的事件響應，規劃各模塊的功能。3)船舶信息資源利用伺服器後臺資料庫保存，也就是SQLServer資料庫保存這些數據，通過程序界面與用戶進行交互。4)採用B/S模式。B/S模式是一種基於Hyper1ink(超連接)、HTML、Java的三級或多級C/S結構，客戶端僅需單一的瀏覽器軟體，是一種全新的體系結構。它解決了跨平臺問題，通過瀏覽器可以訪問幾個應用平臺，形成一種一點對多點或多點對多點的結構模式。5)開發基於Web伺服器的應用程式。Web伺服器是在網絡中為實現信息發布、資料查詢、數據處理等諸多應用而搭建的基礎平臺。在這個平臺上可以實現用戶對資料庫的各種訪問及管理等操作，實現良好的人機互動。另外，由本發明方法實現的系統的網絡資料庫有如下特點1)數據豐富，品種齊全，增長快速，資料庫更新及時。2)網絡資料庫使用便捷，界面友好，無時空限制，可同時供多人取用。3)網絡資料庫製作數據標準、規範、多元，採用先進的信息處理技術，採取多途徑多功能檢索模塊，檢索功能強，檢索顯示與輸出結果靈活多樣。4)網絡資料庫系統具有擴展整合功能，可以藉助網際網路，利用超文本技術，在不同的信息資源之間進行連結，將原來相互獨立、但互為聯繫的信息資源與服務整合在一塊，使之形成為一個互動的有機整體，用戶只需通過同一界面，就可查找到自己所需的信息。以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。圖1為本發明方法中所涉及的資料庫設計流程圖2為本發明方法中所涉及的系統功能需求圖；圖3為本發明方法中所涉及的全概念案例表的設計師意圖；圖4為本發明方法中所涉及的轄區水域水上交通事故基本情況E-R圖；圖5為本發明方法中所涉及的船舶事故資料庫系統工作原理圖；圖6為本發明方法中所涉及的ADO.NET結構圖；圖7為本發明方法中所涉及的ADO.NET解決方案中的主要組件之間的關係圖；圖8為本發明方法中所涉及的ADO.NET對象模型結構圖；圖9為本發明方法中所涉及的DataAd即ter對象模型的組成圖；圖10為本發明方法中所涉及的ADO.NETSqlDataSource和GridView控制項結合示意圖；圖11為本發明方法中所涉及的系統的功能結構圖；圖12為本發明方法中所涉及的人機互動查詢流程圖；圖13為本發明方法中所涉及的瀏覽船舶事故數據資料表中的所有數據的示意圖；圖14為本發明方法中所涉及的查詢總頁面；圖15為本發明方法中所涉及的記錄的詳細信息頁面；圖16為本發明方法中所涉及的查詢記錄頁面；圖17為本發明方法中所涉及的報表列印流程圖；圖18為本發明方法中所涉及的報表查詢主頁面a;圖19為本發明方法中所涉及的報表查詢主頁面b;圖20為本發明方法中所涉及的按月份統計事故報表示意圖；圖21為本發明方法中所涉及的按事故大類統計事故報表示意圖；圖22為本發明方法中所涉及的按季度統計事故報表示意圖；圖23為本發明方法中所涉及的風險空間狀態分解與合成示意圖；圖24為本發明方法中所涉及的霧季特徵下的交通風險分布圖；圖25為本發明方法中所涉及的颱風特徵下的交通風險分布圖；圖26為本發明方法中所涉及的季風特徵下的交通風險分布圖；圖27為本發明方法中所涉及的關聯度計算數據圖；圖28為本發明方法中所涉及的風險形成原因的關聯繫數數據圖；圖29為本發明方法中所涉及的灰色綜合評價結果界面圖；圖30為本發明方法中所涉及的風險形成原因的風險與相對風險關聯度矩陣數據圖。具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。—、船舶事故資料庫的設計；1、如圖1所示，通常資料庫的設計包含如幾個方面(—)需求分析；進行資料庫設計首先必須準確了解與分析用戶需求(包括數據與處理)。需求分析是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步。作為地基的需求分析是否做得充分與準確，決定了在其上構建資料庫大廈的速度與質量。需求分析做得不好，甚至會導致整個資料庫設計返工重做。(二)概念結構設計；概念結構設計是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型。(三)邏輯結構設計；邏輯結構設計是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據結構，並對其進行優化。(四)物理結構設計；物理結構設計是為邏輯設計模型選取一個最適合應用環境的物理結構(包括存取結構和存取方法)。(五)資料庫實施；在資料庫實施階段，設計人員運用DBMS提供的數據語言及其宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立資料庫，編制與調試應用程式，組織數據入庫，並進行試運行。(六)資料庫運行和維護；資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。在資料庫系統運行過程中必須不斷對其進行評價、調整和修改。2、船舶事故資料庫的需求分析；2.1船舶事故資料庫的數據需求；(1).對數據內容的要求；系統中的數據內容繁多而且瑣碎，必須將他們進行整理和分類，例如，按照數據內容可以分為事故船舶基本情況、事故當事人員基本情況、事故後果與危害情況以及事故經過與原因分析情況等。這樣，給人一目了然的感覺，進行數據查詢或處理時更加方便快捷，而且對今後擴充數據並進一步進行梳理很有好處。同時，系統要求船舶事故信息數據完整、可靠，所有資料都必須有可靠來源，確保其準確無誤，以使用戶很容易就能準確查詢到需要的信息並能進行合理的分析。(2).對數據格式的要求；資料庫系統的資料有一個長期的積累過程，時間的差異和資料來源的不同有可能會導致幾份資料中同一項數據內容的格式不一致，或單位不一致等問題。為了以後的工作方便，使資料庫信息能夠方便於查閱，系統在查詢和輸入時提供了輸入提示，可按要求進行輸入，以統一格式。(3).對資料庫結構的要求；用戶查詢時需要的數據並不一定來自於同一個類別，這樣顯然要涉及到表與表之間的連接等複雜操作，影響網絡資料庫系統的工作效率。因此，需要找到一種途徑，既滿足將船舶信息數據分類，使用戶能夠按類別找到數據項目，又能避免多表查詢問題。本文對這個問題的解決方法是設置只含欄位名的空表，用來表明分類情況，每一類型設為一個表，這些表供用戶選擇欄位時使用，而所有的數據信息都集中在一個大表當中，也就是查詢數據時用到的事故船舶信息數據表。2.2船舶事故資料庫的功能需求；船舶事故資料庫系統研究與開發的意義就在於為實際工作提供方便，所以它自身作為一個獨立的系統來運行，必須具備完善的功能。現將船舶事故資料庫系統的功能需求概括如下圖2所示，其中(1).遠程訪問功能；利用網絡資料庫技術，使船舶信息資料庫具有遠程訪問功能。僅僅通過瀏覽器，用戶就能夠遠程訪問數據，管理員也可以對資料庫進行遠程管理。這樣不但在查詢船舶信息時節省了人力物力，也可以有效地維護資料庫正常運行，並且使數據更新變得更加快捷、及時和準確，整個系統具有良好的可擴展性。(2).查詢功能；這是船舶事故資料庫系統最重要的功能，在對資料庫進行訪問過程中，用戶會希望瀏覽到對自己有用的信息，所以，系統允許用戶自定義查詢方式，並且可以同時定義多個查詢條件。對於使用率較高的查詢定義，系統為用戶設置保存已定義查詢條件的功能，可以點擊定義直接查詢，從而免去重複定義的麻煩。(3).計算功能；對於所查詢到的滿足條件的記錄，用戶可以對某一欄位進行排序、計算總值、計算平均值等操作，並且系統應該具有能夠對船舶事故信息數據進行統計分析和預報的能力。(4).導出功能；結果的輸出除了屏幕輸出(即通過屏幕進行顯示)方式外，還可以導出到Excel電子表格等格式以便保存和列印。(5).管理功能;管理功能主要應用於管理員的工作，包括數據操作功能和資料庫管理功能。其中數據操作功能指對後臺資料庫的大量數據，管理員能夠通過瀏覽器進行遠程維護，例如增加數據、刪除數據和修改數據等；資料庫管理功能指管理員不但對數據要進行維護，還要對資料庫結構進行維護，例如表的增加、刪除、表名的修改等。而最經常用到的是在表中添加新的欄位，船舶信息的數據是不斷更新的，系統允許管理員向資料庫中添加新的數據項目，即新的船舶屬性，並且直接完成相關工作的更改。(6).異常處理功能；對非法輸入的字符和數值，系統不接收，彈出錯誤報告的對話框，並且提示用戶輸入合理的參數數據，這就是系統的異常處理功能。異常處理主要包括系統操作錯誤處理；查詢條件異常處理；不正確信息的排除等。(7).界面要求；程序的用戶界面是指用戶看到並與之交流的程序部分，用戶界面設計的好壞，直接關係到用戶使用該系統是否得心應手，也關係到系統的質量。也就是說，對於用戶，界面就是系統本身。所以在設計界面時主要從以下幾個方面進行設計友好性，採用圖形化的網絡頁面作為用戶界面；一致性，所有網絡頁面布局儘量保持一致；流行性，吸取目前軟體流行的界面設計風格；相關性，各用戶界面之間保持一定的關聯，使界面之間的切換更容易。(8).生成報表功能將事故船舶按照某種方式統計事故率，生成報表，以更加詳8細直觀的研究事故發生的時間規律，地點規律，水域規律等。(9).計算與評估功能實現語義賦值，將事故責任與事故統計按照一定的技術要求轉換，能完成風險的定量化計算及灰色關聯的深層計算。2.3船舶事故資料庫的安全性需求；船舶事故資料庫系統必須有一定的安全保障。由於系統的結構龐雜，船舶事故資料庫系統必須有一定的安全保障，其安全機制涉及內容範圍也十分廣泛。本系統採用B/S模式，採用這種資料庫模式的系統安全管理按體系結構和系統層次分為4個方面網絡安全機制；伺服器作業系統的安全機制；資料庫管理系統的安全機制；系統客戶端應用程式的安全機制。2.4船舶事故資料庫系統的運行需求；系統的運行要求集中表現為對系統運行時所處環境的要求。(l)對系統軟體的要求；船舶事故資料庫系統要求應用程式語言具有較好的可讀性、可移植性以及模塊化特性，易於進行結構化程序設計，易於實現友好的人機接口，特別要求應用程式開發工具具有強大的資料庫訪問能力，並在遠程資料庫訪問上具有優勢。(2)對運行環境的要求；由於本系統用戶中將包括不太熟悉計算機的航運企業上層管理者，因此所選用的作業系統除應具有較好的安全性、可靠性外，還應有較好的易用性，最好使用如今廣為應用的圖形用戶界面(GUI)，使用戶不需要記憶鍵盤和複雜的命令語句，只需在圖形和菜單中進行選擇即可。3.船舶事故資料庫的結構設計；3.l概念結構設計；利用案例文本轉換為數據，利用數據倉儲文本，開發形成船舶事故資料庫。如圖3所示，對案例文本分析形成有具體需求的表。根據此表格統計數據，並將數據存儲到資料庫中，應用ASP.NET，SQL，IIS等關鍵技術通過WEB頁與外界實現良好的交互。本系統的ER模型如圖4所示3.2邏輯結構設計；考慮到關係型資料庫的簡單的數據模型和高度的數據獨立性，船舶事故資料庫選用的是關係模型。設計船舶事故資料庫的邏輯結構分三步進行(1)將概念結構轉換為一般的關係模型；(2)將轉換來的關係模型向SQLServer支持的數據模型轉換；(3)對數據模型進行優化。3.3E-R圖向關係模型轉換；將E-R圖轉換為關係模型就是要將實體、實體的屬性和實體之間的聯繫轉換為關係模式。這種轉換一般遵循以下原則(1)—個實體型轉化為一個關係模式。實體的屬性就是關係的屬性，實體的碼就是關係的碼。對於實體間的聯繫則有以下不同的情況(2)—個1:1聯繫可以轉換為一個獨立的關係模式，也可以與任意端對應的關係模式合併。如果轉換為一個獨立的關係模式，則與該聯繫相連的各實體的碼以及聯繫本身的屬性均轉換為關係的屬性，每個實體的碼均是該關係的候選碼。如果與某一端實體對應的關係模式合併，則需要在該關係模式的屬性中加入另一個關係模式的碼和聯繫本身的屬性。(3)—個l:n聯繫可以轉換為一個獨立的關係模式，也可以與n端對應的關係模式合併。如果轉換為一個獨立的關係模式，則與該聯繫相連的各實體的碼以及聯繫本身的屬性均轉換為關係的模式，而關係的碼為n端實體的碼。(4)—個m:n聯繫轉化為一個關係模式。與該聯繫相連的各實體的碼以及聯繫本身的屬性均轉換為關係的屬性，而關係的碼為各實體的組合。(5)三個或三個以上實體間的一個多元聯繫可以轉換為一個關係模式。與該多元聯繫相連的各實體的碼以及聯繫本身的屬性均轉換為關係的屬性，而關係的碼為各實體的組合。(6)具有相同碼的關係模式可合併。例如管轄水域與事故基本情況的聯繫是l:n聯繫，其關係模式就是獨立的，關係的碼就是事故的序號。3.4數據模型的優化；關係數據模型的優化通常以規範化理論為指導，方法為(1)確定數值依賴。(2)對於各個數據關係模式之間的數據依賴進行極小化處理，消除冗餘的聯繫。(3)按照數據依賴的理論對關係模式逐一進行分析，考察是否存在部分函數依賴、傳遞函數依賴、多值依賴等，確定各關係模式分別屬於第幾範式。(4)按照需求分析階段得到的處理要求，分析這些模式對於這樣的應用環境是否合適，確定是否要對某些模式進行合併和處理。(5)對關係模式進行必要的分解，提高數據操作的效率和存儲空間的利用率。3.5船舶事故資料庫的關係模式；根據以上E-R圖的轉換和優化方法，將船舶事故的各E-R圖轉換為關係模式如下(其中實體的標識碼用下劃線劃出)(1)事故基本情況{序號，案例編號，事故統計件數，管轄水域，發生日期，發生時間，事故具體位置，能見度，風浪，船名，船舶總長，總噸，載重噸，船舶種類，航線，航線範圍，船舶動態，事故性質}管轄水域的域為寧德轄區，福州轄區，莆田轄區，泉州轄區，廈門轄區，漳州轄區，海上公海。船舶種類的域為船舶類型，船舶運輸企業類型。航線的域為進口船，出口船，港內作業船，過往船。航線範圍的域為國際航行船舶，國內航行船舶，內河船舶，臺港澳船舶。船舶動態的域為航行中，停泊中，作業中。航行中的域為航行，掉頭，靠泊，離泊，系浮，離浮，並靠，並離。停泊中的域為錨泊，系泊。作業中的域為水上水下工程作業，其他作業。(2)事故當事人員基本情況{船長在駕駛臺，引航員操作，當事船員}引航員操作的域為是，否，剛離開，剛上船。當事船員的域為駕駛員，輪機員，普通船員，其他。(3)事故後果與危害情況{事故責任，事故後果，事故過失，死亡失蹤，重傷，輕傷，財產損失，財產損失等級，汙染入水量，事故統計}事故性質的域為碰撞，擱淺，觸礁，觸損，浪損，火災爆炸，風災，自沉，其他交通事故，汙染事故。碰撞的域為碰航行大船，碰航行漁船，碰航行小船，碰錨泊船，碰系泊船，碰不明船。觸損的域為觸損碼頭，觸損岸壁，觸損浮筒，觸損航標，觸損其他。火災爆炸的域為火災爆炸機艙，火災爆炸貨艙，火災爆炸甲板，火災爆炸其他。其他交通事故的域為丟錨，機損，其他。事故責任的域為全部責任，次要責任，對等責任，主要責任，無過失責任。事故後果的域為全損，有重大損失，有嚴重損失，輕微，可忽略。事故過失的域為單方過失，互有過失，多方過失，無過失責任。事故統計的域為重大事故，大事故，一般事故，小事故，小事件。(4)事故經過與原因分析{意外原因，交通原因，自然原因，航道/碼頭原因，(當事船舶)船舶貨物原因，(當事船舶)其他人員原因，(當事船舶)船員原因}意外原因的域為自然條件，船舶條件，其它條件。交通原因的域為通航秩序，交通意外，泊位錨地，通航管理。自然原因的域為自然災害，能見度不良，風，流潮汐，浪湧。航道/碼頭原因的域為通航環境，航道彎道，助航設施，可航水域，海圖出版物，漁區。(當事船舶)船舶貨物原因的域為結構缺陷，設備缺陷，貨物缺陷，潛在缺陷，超載。(當事船舶)其他人員原因的域為船外作業方，船內作業方，拖輪作業方，公司管理局限，海事管理局限。(當事船舶)船員原因的域為違規操作，航線計劃，航行操作，避讓行為，應急處理，通信與合作。違規操作的域為未遵守港口規章，違章追越穿越，船員不適任。航線計劃的域為航海圖書資料選擇，特殊航區注意事項，合理制定計劃航線，拖輪配備不足。航行操作的域為航線航路識別失誤，船舶船位控制不當，航線轉向點選擇，船速控制不當。避讓行為的域為船位控制失誤，車控制失誤，舵錨纜控制失誤，拖輪控制失誤。應急處理的域為應急方案失誤，應急處理不當，應急處理不力。通信與合作的域為與交通管理部門，與引航員合作，與他船，與本船船員，與碼頭等部門，聲音與信號顯示。二、船舶事故資料庫的實現；0181]1.船舶事故資料庫平臺工具的選擇，參見下表l-l:0182]類別工具名稱0183]作業系統Windows20000184]開發平臺ASP.NET+IIS5.00185]數據訪問技術ADO.NET0186]開發工具VisualStudio.NET0187]程式語言C#SQL0188]後臺資料庫伺服器SQLServer20000189]表1-1系統實現的平臺工具0190]2.船舶事故資料庫的關鍵技術；0191]2.1船舶事故資料庫的工作原理(參見圖5);0192]2.2網絡資料庫系統的B/S體系結構；0193]本文選擇微軟的IIS+ASP.NET為具體的實現方案。ASP.NET可以在伺服器上動態生成Web頁面，並將Script腳本語言直接嵌入HTML中，不需要編譯和連接便可直接運行，使瀏覽器本身不用處理腳本語言，從而達到腳本處理與瀏覽器無關。2.3IIS(InternetInformationServer);IIS的主要特徵表現在1)通過支持HTTP1.1的功能創建了一個標準的Web伺服器。2)IIS支持的標準Internet服務有WWW，PIP，SMTP,NNTP。3)集成的安裝嚮導和使用ManagementConsole集成地管理應用程式。4)IIS具有可以幫助開發和使用基於Web的應用程式的特點。5)IIS安全性和身份驗證特性包括"證書驗證"、"證書通配符映射"和"域分塊"。6)具備Web發布工具，可簡化Web發布。2.4ASP.NET與ADO.NET;2.4.1ASP.NET(參見表2);文件擴展名用途及說明Global,asaxASP.NET系統環境設置文件，相當於ASP中的Gloabal.asa。.aspx內含ASP程序代碼的文件，如同過去的.asp，瀏覽器可執行此類文件，向伺服器提出瀏覽請求。.asmx製作WebService的原始文件。.sdl製作WebService的XML格式的文件。Vb或.cs在非ASP.NET環境下，執行WebService的文件。.aspc可重複使用在多個.aspx的文件，此文件內可含有控制項。.ascx內含UserControl的文件，可內含在多個.aspx文件中。表2ASP.NET中的文件類型2.4.2AD0.NET;參見圖6和圖7，有了DataSet，ADO.NET訪問資料庫就相應地改變了，其步驟如(1)創建一個資料庫鏈路；(2)請求一個記錄集合；(3)把記錄集合暫存到Dataset;(4)如果需要，返回第2步；(Dataset可以容納多個數據集合)(5)關閉資料庫鏈路；(6)在Dataset上作所需要的操作。2.4.3AD0.NET數據訪問；(l)ADO.NET編程的應用；在ADO.NET編程中，本系統程序主要是通過引用ADO.NET對象及各對象的屬性和方法來實現對資料庫的訪問、操作的。參見圖8，DataReader提供了源自資料庫的單向、只讀的數據流。如果結果集中的記錄比較多，一次導入可能會佔據太多內存，或者需要利用返回的數據對記錄進行循環處理時使用DataReader是再合適不過了。作為記錄流，DataReader可輔助管理內存分配，DataReader流一次只處理一個記錄，而不會將結果集中的所有記錄同時返回，因此可以避免耗費伺服器的大量內存資源。DataAdapter的主要功能就是從資料庫中查詢數據，並將查詢到的結果放在Dataset的DataTable中，為了完成這個工作，DataAdapter需要兩組信息，即參數受管理連接和選擇命令。DataAdapter包括一個TableMappings(表映射)集、一個Command(命令)集、一個Exc印tion(異常)集，以及4個命令方法。(參見圖9)(2)ADO.NET控制項的使用；在本系統軟體開發中用到的ADO.NET數據空間包括ADO.NET數據訪問控制項ADO.NETSqlDataSource控制項和ADO.NET數據綁定網絡控制項GridView控制項。兩者分別具有數據訪問和綁定的功能，可自動處理數據訪問。當數據源中的當前記錄發生變化時，ADO.NETSqlDataSource控制項能自動從當前記錄中識別數據。如果在GridView控制項中改變了某條記錄數據，數據源能自動修改這個記錄。因此，本系統程序編制中，將ADO.NETSqlDataSource控制項和GridView控制項結合起來，對資料庫進行訪問，對數據進行操作，如圖10所示。(3)編程和控制項在本系統中的結合；在本系統程序中，將GridView控制項的SqlDataSource屬性設置成和相應ADO.NETSqlDataSource控制項的"名稱"屬性相同的值，表示GridView網格中顯示的是該ADO.NETSqlDataSource控制項訪問的記錄集。然後通過ADO.NET編程對ADO.NETSqlDataSource控制項屬性中的數據提供者和記錄源等進行動態設置，最終實現對船舶事故資料庫的動態管理和操作。3.3船舶事故資料庫的功能；3.3.1船舶事故資料庫的功能結構；根據系統功能的要求，將船舶信息網絡資料庫系統劃分為以下功能模塊，如圖11所示，圖中表明了各功能模塊劃分情況。3.3.2查詢模塊；本系統向用戶提供了兩種有效的查詢途逕自行設計查詢和人機互動查詢。查詢的流程圖如圖12。1.自行設計查詢；通過在SQL框中輸入SQL語句，用戶既可瀏覽表中的所有記錄，又可查看個人所需記錄；既可查看所有欄位的內容，也可對顯示的欄位進行篩選；既可實現普通查詢，也可進行模糊查詢。以船舶事故資料庫為例，如圖13所示，將實現這些功能的SQL語句加以組合，可得到符合任意要求的記錄集。2.人機互動式查詢；本船舶事故資料庫系統針對海事系統的上層管理者或對SQL語言不太熟悉的用戶，編制了更為簡明方便的人機互動式的查詢方法。人機互動查詢可實現動作查詢和選擇查詢。(1)動作查詢；動作查詢不返回任何數據，而是修改包含在一個資料庫中的數據，它將影響或改變資料庫。本系統程序中使用動作查詢完成刪除記錄，添加記錄，查看記錄等操作。(2)選擇查詢；選擇查詢是海事系統管理者的最終查詢手段，是從資料庫中詢問和請求信息並返回數據的查詢。如圖14為查詢頁面，點擊詳細即可看到記錄的全部信息，如圖15。選定查詢類型，輸入查詢關鍵字，即可查到要查詢的信息，如圖16。3.3.3報表列印功能模塊；本系統應用程式通過編程來完成檢索信息報表的列印輸出功能。(具體過程參考附圖)參見圖17，該圖是報表列印的流程圖。參見圖18、圖19，圖示為報表頁面。參見圖20，圖示為按管轄水域統計事故報表。參見圖21，圖示為按事故大類統計事故報表。參見圖22，圖示為按季度統計事故報表。3.3.4事故評價模塊；本文對事故風險的評價採用的就是灰色關聯模型，具體分析過程見下章。3.3.5系統維護及幫助模塊；"幫助"的作用是為了讓用戶更好地了解軟體的使用方法和基本情況。幫助文檔可以設置為一個文件的連結，也可以設置為一個網頁的連結，將軟體的基本操作方法和使用中容易出現的問題及解決方法一一列出，有助於使用戶更容易上手。本系統研究的是一個遠程資料庫系統，也就是用戶要通過瀏覽器進行資料庫數據的查詢以及更新，這就要求開發動態的和能進行完整的數據處理的應用程式。本系統以VisualStudio.Net為應用程式的開發工具，以ADO.NET和ASP.NET為技術核心，將ADO.NET編程方法和ADO.NET數據控制項相結合為船舶事故資料庫的遠程訪問提供了技術上的支持。同時，系統應用程式大量運用了結構化查詢語言SQL,實現了單項查詢和組合查詢，並通過對SQL語句中關係符的控制，在其中融入普通查詢和模糊查詢，並且實現了VisualStudio.Net的生成報表功能，完成了本系統各模塊的要求。三、船舶事故資料庫的應用；1.船舶事故資料庫的語義檢索與賦值；本文也對語義檢索進行了初步探索。對能見度、風浪及事故統計等等進行語義賦值，實現了兩種方式上的語義賦值。一種是從文本到數字，另一種是從數字到文本。1)文本到數字；對事故統計進行賦值，參照2002年《水上交通事故統計辦法》，可包括特大事故、重大事故、大事故、一般事故、小事故、小事件等，見表3。對事故責任進行賦值，見表4。序號文本數值備註1特大502重大事故10參照2002年3大事故6《水上交通事故4一般事故1統計辦法》5小事故0.16小事件0.05表3事故統計賦值表序號文本數值備註1全部責任1在事故中為全部責任方2對等責任0.5在事故中為對等責任方3主要責任0.7在事故中為主要責任方4次要責任0.3在事故中為次要責任方5無過失責任0在事故中無過失，不用承擔責任表4事故責任賦值表2)數字到文本；對財產損失等級進行賦值，如表5。對風浪進行賦值，如表6。序號數據區間分級備註10-1萬鵬21-5萬鵬35-10萬鵬410-20萬RMB520-50萬RMB650-100萬RMBL67100-300萬RMBL78300-500萬RMBL89500-1000萬RMBL9101000萬以上RMBL10表5財產損失賦值表序號數據區間資料庫受控欄位備註1510m無浪20-0.lm微浪30.1-0.5m非大風浪小浪40.5-1.25m輕浪51.25-2.5m中浪62.5-4m大浪74-6m大風浪巨浪86-9m狂浪99-14m颱風狂濤10>14m怒濤表6風浪賦值表對能見度進行賦值，如下表7。序號數據區間資料庫受控欄位備註10-50m大霧250-200m濃霧32000-500m不良中霧4500-1000m輕霧5l-2km薄霧62-4km(50kms(>30nmile)能見度極好表7能見度賦值表另外，還可以對船舶種類，總噸等級等等進行賦值，本文就不一一列出。2.船舶事故資料庫的數據處理與計算；2.1風險評估；本功能中，採用數據挖掘，主要討論了各管轄水域產生的風險，並建立灰模型，分析了各水域事故致因及潛在危險。1.風險；就安全而言，風險是描述分析對象危險程度的客觀量t，主要考慮(l)風14/19頁統內有害事件或非正常事件出現的可能性；(2)風險看成發生一次有害事件或非正常事件導致傷害的後果程度。風險具有頻率和後果程度的雙重特性，即式1-1:Risk=f(F，N)(1—1)其中F:事件發生頻率N:事件後果程度由於頻率和後果程度具有相加性，所以風險也具有相加性。比如某一水域的風險可以由兩個區段的風險相加。見式l-2:formulaseeoriginaldocumentpage172.頻率衡準；頻率是描述有害事件或非正常事件發生的可能性，是概率事件的通常計量值。對於船舶航行作業而言，頻率是在單位時間內事件發生的次數與船舶活動量的比值。式4-3為計算方程，表4-6為船舶航行作業中的頻率橫準表。F=ECi/EQi(1—3)其中單位時間內&:發生事故等效次數，Qi:等效船舶活動量tableseeoriginaldocumentpage17表8船舶航行作業中的頻率衡準表3.後果衡準；後果是描述有害事件或非正常事件發生所造成的損害程度。後果的定量化是安全評估中較複雜的問題。視研究和分析的角度不同，對後果的定量分析涉及的範圍不同。對於船舶航行作業，後果涉及內容分為三類①.從安全的角度，有害事件或非正常事件發生所造成的人命損失，包括人命傷或亡；②.從商業損失的角度，有害事件或非正常事件發生所造成的直接經濟損失，包括沉船損失③.從環境汙染的角度，有害事件或非正常事件發生所造成的環境汙染損失。對於船舶航行作業而言，事故等效後果PN是在單位時間內事件發生的後果與事件發生次數的比值。式4-4為計算方程，表9為後果衡準表。PN=EPNi/ECi(1-4)其中單位時間內，PR:事故的等效事故後果，&:發生事故的等效次數tableseeoriginaldocumentpage18表9船舶航行作業中的後果衡準表4.風險矩陣與風險衡準；可以建立風險狀態方程來分析某研究狀態下的風險構成，即對總體風險進行局部分類，比如對某港口水域的風險劃分為不同航段和不同航態下的風險。如圖23所示。為了綜合考慮事故頻率與後果程度的情況，在FSA分析中也採用風險矩陣這一表示方法。風險矩陣是針對風險分析的有效分類識別方法。風險矩陣能綜合表示風險的兩項要素事故發生頻率與事故後果嚴重性。並就計算的結果對分析的風險加以歸類，得出深顏色區域(R8Rll)為"不可容忍的高風險區"，淺色區域(R5R7)為"合理可行的低風險區"，白色區域(R2R4)為"可以忽略的風險區"。三個不同風險類別，見表IO。imageseeoriginaldocumentpage18表10風險級別劃分而風險的衡準情況則可以使用每一狀態下風險的計算值來表示，計算方程式Risk=FXN=EC乂EQiEPN乂EC「EPN乂E&(1-5)這裡以船舶事故資料庫為例，對福建各轄區進行風險評價，可得圖24，圖25，圖26。匯總結果見表ll。tableseeoriginaldocumentpage19tableseeoriginaldocumentpage20表11福建沿海水上交通風險分布總圖2.2灰色綜合評價；參見圖27，圖示為關聯度計算。參見圖28，圖示為風險形成原因的關聯繫數及結果。數據表明，對於風險評價的各個要素中引航員因素與船舶事故發生頻率關聯程度最高，在其他風險、責任後果等要素下關聯程度反而小。因此在傳統的統計分析中，基於頻率的單因素統計分析未必能反映風險成因的準確判斷，同時各因素的灰關聯繫數排序並不一定一致。因此，對基於灰關聯數據的多因素進行合成分析，從而得出綜合評價結果是十分必要的。2.3船舶事故資料庫的平臺應用結果；灰色綜合評價是在已知信息不充分的前提下，評判具有模糊因素的事件或現象的一種方法。利用模糊集理論和灰色關聯分析建立的方案排序模型，能較好地處理方案評估與排序過程中的模糊性和人腦綜合判斷的灰色綜合分析性質，為影響地位排序的解析化、定量化提供了有力的手段。首先應當確定風險形成原因評價模型中涉及因素的模糊關係，即不同因素的權重。本文採用AHP方法。程序界面如圖29，可知，r8>r2>r4>巧>r6>r5>r3>r7。在這八種因素中，引航員因素、航道/碼頭因素、他船因素和自然因素是影響船舶引航安全最主要原因。引航員的安全引航面臨日益變化的港口水域引航條件的考驗，傳統上考慮船舶在特定航道、碼頭條件和自然條件下的作業所遭受極大挑戰，要求進一步形成考慮人、船、環境，特別是航道環境不斷變化的新的條件下的引航技術、心理安全作業。由發生的船舶交通事故原因種類的關聯分析可知，在各影響因素中，引航員的因素最大(參見圖30)，其次是他船原因和自然原因，因此，要減少船舶航行風險，應當首先提高引航員的技能水平，並對他船行為和自然條件進行必要的關注，採取有效的避讓。至於航道/碼頭對船舶引航作業的影響，則在以往的分析中被忽略。而事實上，船舶引航作業中對該因素的重要性的判斷要明顯得多。因此，該灰色綜合評價更能接近人們對客觀世界的判斷。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。權利要求船舶事故資料庫系統的實現方法，包括需求分析、資料庫結構設計、應用程式開發、資料庫遠程管理四個步驟；其特徵在於，所述資料庫結構設計中概念結構的設計利用案例文本轉換為數據，利用數據倉儲文本；邏輯結構設計選用關係模型，設計邏輯結構分三步進行(1)將概念結構轉換為一般的關係模型(2)將轉換來的關係模型向SQLServer支持的數據模型轉換(3)對數據模型進行優化；所述應用程式開發中針對資料庫進行挖掘，開發了語義賦值及事故評價功能；資料庫系統的B/S體系結構選擇微軟的IIS+ASP.NET為具體的實現方案；在ADO.NET編程中，本系統程序主要是通過引用ADO.NET對象及各對象的屬性和方法來實現對資料庫的訪問、操作的；在本系統軟體開發中用到的ADO.NET數據空間包括ADO.NET數據訪問控制項ADO.NETSqlDataSource控制項和ADO.NET數據綁定網絡控制項GridView控制項；所述資料庫遠程管理以VisualStudio.Net為應用程式的開發工具，以ADO.NET和ASP.NET為技術核心，將ADO.NET編程方法和ADO.NET數據控制項相結合為船舶事故資料庫的遠程訪問提供了技術上的支持。2.根據權利要求l的船舶事故資料庫系統的實現方法，其特徵在於，所述方法在實現過程中還設有查詢模塊、報表列印功能模塊、事故評價模塊、系統維護及幫助模塊。3.根據權利要求2的船舶事故資料庫系統的實現方法，其特徵在於，所述查詢模塊通過在SQL框中輸入SQL語句，用戶既可瀏覽表中的所有記錄，又可查看個人所需記錄；既可查看所有欄位的內容，也可對顯示的欄位進行篩選；既可實現普通查詢，也可進行模糊查詢。4.根據權利要求2的船舶事故資料庫系統的實現方法，其特徵在於，所述報表列印功能模塊通過編程來完成檢索信息報表的列印輸出功能。5.根據權利要求2的船舶事故資料庫系統的實現方法，其特徵在於，所述事故評價模塊利用灰色關聯模型形成本文對事故風險的評價。6.根據權利要求2的船舶事故資料庫系統的實現方法，其特徵在於，所述系統維護及幫助模塊以VisualStudio.Net為應用程式的開發工具，以ADO.NET和ASP.NET為技術核心，將ADO.NET編程方法和ADO.NET數據控制項相結合為船舶事故資料庫的遠程訪問提供了技術上的支持；同時，系統應用程式大量運用了結構化查詢語言SQL，實現了單項查詢和組合查詢，並通過對SQL語句中關係符的控制，在其中融入普通查詢和模糊查詢，並且實現了VisualStudio.Net的生成報表功能，完成了本系統各模塊的要求。全文摘要本發明公開了一種針對事故研究的船舶事故資料庫系統的實現方法。該方法根據海事事故資料信息設計的。所涉及的系統主要功能是為了滿足海事安全工作的需要，其任務是實現船舶事故系統的信息化、規範化和自動化，從而提高海事系統的辦事效率。船舶事故資料的記錄和修改是船舶事故管理最基本的要求，事故的統計及報表的生成也是事故管理的重要工作。根據事故船舶資料建立的船舶事故系統的數據表包括事故基本情況表、事故當事人員基本情況表、事故後果與危害情況表及事故經過與原因分析表，該系統使用SQLServer資料庫設計了概念模型和物理模型。文檔編號G06Q10/00GK101782916SQ20091019606公開日2010年7月21日申請日期2009年9月22日優先權日2009年9月22日發明者劉琨,席永濤,張文青,胡甚平,薛樂樂,軒少永申請人:上海海事大學