范厚明， 趙琪琦， 劉益迎

(大連海事大學(xué) a. 交通運(yùn)輸管理學(xué)院; b. 戰(zhàn)略管理與系統(tǒng)規(guī)劃研究所， 遼寧 大連 116026)

FAN Houminga,b， ZHAO Qiqia,b， LIU Yiyinga

北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

范厚明a,b， 趙琪琦a,b， 劉益迎a

(大連海事大學(xué) a. 交通運(yùn)輸管理學(xué)院; b. 戰(zhàn)略管理與系統(tǒng)規(guī)劃研究所， 遼寧 大連 116026)

北極區(qū)域內(nèi)的航運(yùn)、資源勘探和游船旅游等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的逐年增多使得該區(qū)域內(nèi)各類海上突發(fā)事件不斷增多，若不能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、有效的處理，將產(chǎn)生巨大危害。對(duì)此，在分析北極海上救助現(xiàn)狀和應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)特征的基礎(chǔ)上，引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，構(gòu)建加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)其拓?fù)湫再|(zhì)進(jìn)行研究，得到各國(guó)的北極海上救助響應(yīng)強(qiáng)度及網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。通過(guò)研究得出，該復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有明顯的小世界特性，各國(guó)只有密切合作才能合理利用救助資源，高效開(kāi)展救助工作。研究結(jié)果可為我國(guó)未來(lái)參與北極海上救助的相關(guān)決策提供參考。

水路運(yùn)輸； 北極； 海上救助； 應(yīng)急響應(yīng)； 加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

FANHouminga,b，ZHAOQiqia,b，LIUYiyinga

Abstract: With the increase in Arctic commercial activities, such as shipping, resource exploitation and cruise tourism, the sea emergencies increases accordingly. On the basis of analyzing the condition of the Arctic maritime rescue arrangement and the characteristics of the complex network, a complex network is proposed to set up to ensure timely and effective Arctic maritime rescue activities. A weighted complex network for Arctic maritime rescue emergency response is conceptually devised and its topological properties are analyzed. The allocation of key nodes and service intensities of related countries are calculated. The study concludes that the complex network has an obvious small world feature, and the cooperation among involved countries is indispensable for effective rescue operation in the Arctic waters.

Keywords: waterway transportation; Arctic; maritime rescue; emergence response; weighted complex network

近年來(lái)，隨著全球氣候變暖，北極區(qū)域內(nèi)的航運(yùn)、資源勘探和游船旅游等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)逐年增多。但是，北極生態(tài)環(huán)境脆弱、通航環(huán)境惡劣，高風(fēng)險(xiǎn)的能源開(kāi)發(fā)和大量商船的進(jìn)入勢(shì)必會(huì)使各類海上突發(fā)事件增多，給沿岸救助部門帶來(lái)巨大壓力。雖然環(huán)北極國(guó)家已簽署北極搜救協(xié)議，但在面對(duì)復(fù)雜多樣的突發(fā)事件時(shí)，具有不同救助力量和救助意愿的國(guó)家所提供救助的效果千差萬(wàn)別。因此，探索對(duì)北極海上突發(fā)事件進(jìn)行合理有效救助的方式是北極資源開(kāi)發(fā)利用和商業(yè)性通航的前提。

目前，國(guó)外學(xué)者[1-3]已從通航環(huán)境、地理歷史和經(jīng)濟(jì)政治等角度對(duì)北極進(jìn)行深入研究，但主要集中于北極航線開(kāi)發(fā)利用的前景分析；國(guó)內(nèi)學(xué)者[4-6]對(duì)北極的研究則主要集中在通航環(huán)境、通航意義、戰(zhàn)略地位和法律法規(guī)等方面，對(duì)海上救助應(yīng)急響應(yīng)的研究較少。現(xiàn)有的針對(duì)北極的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究以各利益相關(guān)國(guó)為節(jié)點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)成無(wú)向、無(wú)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)分析各國(guó)的權(quán)益和政治格局，忽略連邊權(quán)重的異質(zhì)性，未能全面、客觀地反映復(fù)雜系統(tǒng)的特征。

因此，在分析北極海上救助現(xiàn)狀和應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)特征的基礎(chǔ)上，構(gòu)建有向、含權(quán)的救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，研究其拓?fù)湫再|(zhì)，找出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并針對(duì)我國(guó)國(guó)情提出相應(yīng)建議。

1 北極海上救助現(xiàn)狀及應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征

1.1北極海上救助現(xiàn)狀分析

1.1.1北極理事會(huì)成員國(guó)的海上救助現(xiàn)狀

由于海上突發(fā)事件具有突發(fā)性強(qiáng)、危害性大的特點(diǎn)[7]，若不及時(shí)采取救助措施極易導(dǎo)致航道和港口阻塞及海上大面積污染等更為嚴(yán)重的后果，因此對(duì)海上突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)必須快速、高效。然而，面對(duì)北極廣闊的海域面積和惡劣的通航環(huán)境，僅憑一國(guó)之力保障船舶安全航行難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，北極理事會(huì)成員國(guó)于2011年5月簽署《北極搜救協(xié)定》，對(duì)各成員國(guó)負(fù)責(zé)的搜救區(qū)域和應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任進(jìn)行劃分。

在北極理事會(huì)成員國(guó)中，俄羅斯對(duì)其所管轄海域的救助投資力度最大，目前其共擁有34艘破冰船，包括8艘核動(dòng)力重型破冰船和2艘常規(guī)動(dòng)力重型破冰船。美國(guó)擁有2艘世界上最強(qiáng)的常規(guī)動(dòng)力破冰船“北極星”號(hào)和“北極?！碧?hào)，但其救助責(zé)任面積較大，且因大部分救助設(shè)施位于阿拉斯加南部而無(wú)法迅速對(duì)北極突發(fā)事件做出反應(yīng)。加拿大擁有2艘重型破冰船和4艘中型破冰船，其主要救助設(shè)施位于南方，難以快速應(yīng)對(duì)北部海區(qū)的海上事故；芬蘭的海軍均聚集在波羅的海，僅負(fù)責(zé)北極地區(qū)的內(nèi)陸搜救和救助物資運(yùn)送；瑞典只負(fù)責(zé)向北極運(yùn)送破冰船等搜救設(shè)備；挪威的搜救體系相對(duì)完善，但對(duì)破冰船的研發(fā)較為落后；丹麥的搜救基礎(chǔ)設(shè)施較為缺乏；冰島海岸警衛(wèi)隊(duì)有4個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)站，但北極海域未被雷達(dá)完全覆蓋，需與其他國(guó)家合作完成搜救工作。[8]

目前，隨著北極區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不斷增加，沿岸海域的危險(xiǎn)系數(shù)將相應(yīng)增大，環(huán)北極國(guó)家的救助機(jī)構(gòu)面臨著巨大挑戰(zhàn)。北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)仍存在搜救責(zé)任面積廣闊、技術(shù)落后、裝備短缺、資源分布不盡合理及各國(guó)間溝通協(xié)調(diào)不足等問(wèn)題。因此，大力建設(shè)北極基礎(chǔ)設(shè)施、提高搜救能力、加強(qiáng)海軍力量、增進(jìn)國(guó)際合作已成為各國(guó)北極戰(zhàn)略中的首要任務(wù)。

1.1.2非北極理事會(huì)成員國(guó)的海上救助參與現(xiàn)狀

單從技術(shù)的角度考慮，任何一個(gè)有救助實(shí)力且符合救助時(shí)效條件的國(guó)家都可參與到北極海上救助活動(dòng)中，但因北極理事會(huì)的排他性限制，目前沒(méi)有非成員國(guó)參與北極海上救助的案例。然而，當(dāng)前許多國(guó)家為維護(hù)自身利益都在積極爭(zhēng)取其對(duì)北極事務(wù)的參與權(quán)，參與北極海上救助活動(dòng)對(duì)非理事會(huì)成員國(guó)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的突破口，也是未來(lái)北極海上救助體系發(fā)展的必然趨勢(shì)。

對(duì)我國(guó)而言，參與北極海上救助活動(dòng)很有必要。

(1) 北極航線對(duì)我國(guó)的海運(yùn)貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)安全影響巨大，以后會(huì)有越來(lái)越多的我國(guó)船舶通過(guò)北極航線到達(dá)歐洲和美洲，參與北極海上救助活動(dòng)可積累通航經(jīng)驗(yàn)，為冰區(qū)船舶的研發(fā)提供幫助；

(2) 我國(guó)是國(guó)際海事組織A類理事國(guó)和《搜救公約》締約國(guó)，參與北極海上救助活動(dòng)不僅是我國(guó)應(yīng)有的權(quán)利，更是作為大國(guó)應(yīng)盡的責(zé)任。

1.2北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征

北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)有很大差別,其事故發(fā)生區(qū)域和事件類型均有差異；不同救助國(guó)的救助力量、救助意愿、所得利益和救助效果不盡相同，且需要互助合作完成救助任務(wù)，具有其獨(dú)有的特征。北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征主要體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和各種復(fù)雜性因素的相互影響等3個(gè)方面。

1) 節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性是指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中存在多種類型的節(jié)點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)大多具有復(fù)雜的時(shí)間演化行為。在北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中，救助點(diǎn)和事故點(diǎn)可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而有所增減。

2) 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性是指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可隨條件的變化而變化，表現(xiàn)為連接各節(jié)點(diǎn)的邊的產(chǎn)生和刪除。在該網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)變化使得網(wǎng)絡(luò)的邊也隨之產(chǎn)生演化現(xiàn)象，且相同節(jié)點(diǎn)間的連接也有可能因各國(guó)政策、戰(zhàn)略及實(shí)力等因素的改變而發(fā)生變化。

3) 各種復(fù)雜性因素的相互影響是指網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到多種因素的影響，而這些因素間又相互作用，一個(gè)因素的改變將影響到其他因素，進(jìn)而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。

因此，北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，可應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，通過(guò)構(gòu)建有向含權(quán)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來(lái)分析各國(guó)參與北極海上救助活動(dòng)的情況。

2 北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

2.1北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

按圖論的方法將北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)定義為一個(gè)三元組G=(U,E,W)，其中：點(diǎn)集U主要由“救助點(diǎn)”和“事故點(diǎn)”構(gòu)成，用Vi=(V1,V2,…,Vn)表示救助點(diǎn)的集合，用Aj=(A1,A2,…,An)表示事故點(diǎn)的集合；邊集E由集合U中元素的有序?qū)?gòu)成，表示救助點(diǎn)與事故點(diǎn)之間的海上通道；W為邊集E到點(diǎn)集U上的映射，wij為各邊權(quán)值。此外，D=(lij)為鄰接矩陣，若2個(gè)節(jié)點(diǎn)間有關(guān)聯(lián)，則lij=1，否則lij=0。具體的拓?fù)浜?jiǎn)化原則如下：

1) 北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)主要指對(duì)財(cái)產(chǎn)和環(huán)境救助的響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

2) 救助點(diǎn)Vi由環(huán)北極國(guó)家及其他有經(jīng)濟(jì)實(shí)力和遠(yuǎn)洋救助能力的國(guó)家組成，即Vi=(V1,V2,…,V21)=(美國(guó)，加拿大，英國(guó)，愛(ài)爾蘭，法國(guó)，西班牙，葡萄牙，意大利，希臘，荷蘭，比利時(shí)，德國(guó)，丹麥，芬蘭，挪威，瑞典，冰島，俄羅斯，日本，中國(guó)，韓國(guó))。

3) 事故點(diǎn)Aj在北極西北航線部分取海上事故發(fā)生密集區(qū)的中心位置；而在北極東北航線部分，由于目前需要破冰船協(xié)助且無(wú)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此僅選航線所經(jīng)海域的中心位置，即Aj=(A1,A2,…,A11)=(巴倫支海，喀拉海，拉普捷夫海，東西伯利亞海，白令海峽，挪威海，斯瓦爾巴群島，冰島，哈得遜海峽，巴芬灣，波弗特海)，其中斯瓦爾巴群島和冰島分別為巴倫支海與挪威海的交匯處及冰島周邊海域。

4) 取該事故點(diǎn)到該國(guó)家沿岸區(qū)域最近的航線作為邊?，F(xiàn)階段我國(guó)專業(yè)救助船的平均航速約為20 kn，而具備破冰功能的救助船的最大航速約為15 kn，因此假設(shè)一艘救助船以15 kn航速不間斷地航行，按照海路的連通性測(cè)算出各事故點(diǎn)Aj與救助點(diǎn)Vi間的航行距離，將其作為邊的距離。

5) 目前我國(guó)專業(yè)遠(yuǎn)洋救助船的續(xù)航力約為30 d，受救助船的續(xù)航力及遇難船所受海底吸附力的影響，考慮無(wú)補(bǔ)給狀態(tài)下的往返油耗及救助的時(shí)效性，假定若抵達(dá)事故點(diǎn)所需航行時(shí)間>14 d，則舍去該連接。若救助點(diǎn)與事故點(diǎn)之間有邊相連，則表示該救助點(diǎn)可前往相應(yīng)事故點(diǎn)實(shí)施救援。

6) 雖然美國(guó)等國(guó)家擁有由志愿者組成的救助力量，但其船舶和救助裝備并不專業(yè)，無(wú)法適應(yīng)北極通航環(huán)境，因此不將志愿者組織考慮在內(nèi)。

根據(jù)以上原則可得網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣D，利用Ucinet軟件得到一個(gè)由32個(gè)節(jié)點(diǎn)(21個(gè)救助點(diǎn)Vi，11個(gè)事故點(diǎn)Aj)和198條邊構(gòu)成的有向無(wú)權(quán)救助響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖1)。

2.2北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)測(cè)度

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)主要有點(diǎn)強(qiáng)度和權(quán)重分布的差異性、加權(quán)平均距離及加權(quán)集聚系數(shù)等3個(gè)拓?fù)湫再|(zhì)。

2.2.1點(diǎn)強(qiáng)度和權(quán)重分布的差異性

圖1 北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

(1) 點(diǎn)強(qiáng)度Si是無(wú)權(quán)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度的自然推廣，節(jié)點(diǎn)Vi的點(diǎn)強(qiáng)度等于與其關(guān)聯(lián)的邊權(quán)之和，即

(1)

(2) 權(quán)重分布的差異性Yi表示與節(jié)點(diǎn)Vi相連的邊權(quán)分布的離散程度，即

(2)

2.2.2加權(quán)平均距離

無(wú)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的平均距離指經(jīng)歷的平均邊數(shù)量;而對(duì)于加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，平均距離還要考慮每條邊的權(quán)重，其描述網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均分離程度。當(dāng)權(quán)值為相似權(quán)時(shí)，邊的長(zhǎng)度(加權(quán)距離)為

dij=1/wij

(3)

加權(quán)平均距離為

(4)

2.2.3加權(quán)集聚系數(shù)

加權(quán)集聚系數(shù)反映節(jié)點(diǎn)的各鄰點(diǎn)之間聯(lián)系的程度，集聚系數(shù)越大，說(shuō)明該點(diǎn)的鄰點(diǎn)之間聯(lián)系越頻繁。采用文獻(xiàn)[9]中的定義，其表達(dá)式為

(5)

式(5)中：Vi和Vk通過(guò)2條權(quán)重分別為wij和wjk的邊相連。

3 北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)實(shí)證分析

3.1加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值指標(biāo)分析

考慮到海上突發(fā)事件的反應(yīng)緊迫性特點(diǎn)、各國(guó)不同的救助實(shí)力及北極惡劣的氣候，選取救助時(shí)效、救助實(shí)力和氣象水文環(huán)境作為救助應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值測(cè)定的關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)各指標(biāo)的描述如下。

3.1.1救助時(shí)效指標(biāo)

救助時(shí)效是指在海上突發(fā)事件發(fā)生時(shí)實(shí)施救助行動(dòng)的效果僅在一段時(shí)間內(nèi)有價(jià)值，且該時(shí)間與效果呈反比。將救助方從本國(guó)出發(fā)抵達(dá)事故發(fā)生區(qū)的時(shí)間作為救助時(shí)效進(jìn)行衡量，由于各國(guó)的救助執(zhí)行力量均在其陸地沿岸分布，且有些國(guó)家實(shí)行不間斷巡邏制度，因此在距離的測(cè)算上按航線的連通性測(cè)算該國(guó)距事故發(fā)生點(diǎn)的最近路徑作為邊的距離。視各國(guó)至其領(lǐng)海的距離為0。運(yùn)用Google Earth軟件測(cè)算統(tǒng)計(jì)，即可得到各國(guó)到事故點(diǎn)的航行時(shí)間。

3.1.2救助實(shí)力指標(biāo)

海上救助實(shí)力是指各國(guó)在應(yīng)對(duì)各類海上突發(fā)事件時(shí)所具有的救助能力。由于多數(shù)國(guó)家的專業(yè)救助力量主要來(lái)自于其國(guó)內(nèi)海軍，且一國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況將直接影響其救助裝備的購(gòu)買力和科技研發(fā)水平，因此主要參考因素為各國(guó)的海軍軍事實(shí)力及經(jīng)濟(jì)實(shí)力。國(guó)家海軍軍事實(shí)力主要由海軍作戰(zhàn)裝備的種類和數(shù)目決定，可用海軍級(jí)別來(lái)描述；而經(jīng)濟(jì)實(shí)力的最好表征為GDP(Gross Domestic Product)總值。2013年各國(guó)海軍級(jí)別和GDP總值統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，其中海軍級(jí)別是根據(jù)國(guó)際戰(zhàn)略研究所公布的2013年全球軍力統(tǒng)計(jì)結(jié)果[10]，應(yīng)用全球海軍力量九級(jí)劃分法對(duì)救助國(guó)進(jìn)行的級(jí)別劃分。

3.1.3氣象水文指標(biāo)

在北極的氣象水文環(huán)境中，溫度和海冰是影響北極救助活動(dòng)的主要因素。因此，通過(guò)氣候、可通航期、冰況和平均水深來(lái)衡量氣象水文指標(biāo)。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，得到各海域的氣象水文條件見(jiàn)表2。

表1 救助國(guó)海軍級(jí)別和GDP總值統(tǒng)計(jì)

表2 各海域氣象水文條件

3.2權(quán)值指標(biāo)測(cè)度

對(duì)描述上述3項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，應(yīng)用功效系數(shù)法將數(shù)據(jù)通過(guò)線性變換映射到區(qū)間[1,10]中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可比性和合理性。標(biāo)準(zhǔn)化公式為

(6)

式(6)中：xi為第i項(xiàng)的指標(biāo)實(shí)際值；xi*為第i項(xiàng)的功效系數(shù)值；i=1,2,3,…。

對(duì)于救助時(shí)效，因其與救助時(shí)間呈反比關(guān)系，計(jì)算前先對(duì)救助時(shí)間進(jìn)行預(yù)處理，改變其逆指標(biāo)性質(zhì)。

xi=M-ti

(7)

式(7)中：M為航行時(shí)間上限，取M=15；ti為實(shí)際航行時(shí)間；xi為第i個(gè)救助點(diǎn)的航行富余時(shí)間；i=1,2,…,21。對(duì)于冰況和氣候條件，由于難以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，因此采用專家打分法，定性地按照極差、差、較好、良好和極好依次從1～5打分。經(jīng)咨詢專家，得到海軍實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力占救助實(shí)力的權(quán)重分別為0.7和0.3。

為體現(xiàn)出節(jié)點(diǎn)間相互作用的強(qiáng)度差異，運(yùn)用兩兩比較法，每邊按照航行距離的長(zhǎng)短、各國(guó)的救助實(shí)力及海上氣象水文條件的影響程度賦予不同的權(quán)值。矩陣中元素aij的確定采用九標(biāo)度判斷尺度，所構(gòu)建的正互反矩陣見(jiàn)表3。

表3 正互反矩陣

對(duì)表3中的矩陣進(jìn)行求解，得到其特征值為3，特征向量為x=(0.912,0.403,0.076)，對(duì)x進(jìn)行歸一化處理得w=(0.66,0.29,0.05)，w向量中的各分量即為相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重。對(duì)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均之后得出的各邊權(quán)值見(jiàn)表4。

表4 各邊權(quán)值

各邊權(quán)值wij為相似權(quán)，權(quán)值越大，兩點(diǎn)間距離越小，關(guān)系越緊密，從而將網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橘x權(quán)圖(見(jiàn)圖2)。

圖2 北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

圖2中，節(jié)點(diǎn)的大小與其所有權(quán)值的大小有關(guān)，權(quán)值越大，節(jié)點(diǎn)越大，意味著該救助國(guó)在北極海上救助響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的地位越重要。由該圖可知，韓國(guó)、中國(guó)、希臘和意大利的權(quán)值較小，說(shuō)明其在救助響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中處于邊緣位置，作用較?。豢?、挪威海、冰島沿岸海域和白令海峽的權(quán)值比其他事故點(diǎn)小，說(shuō)明這些海域的救助條件較差，在海域內(nèi)實(shí)施的救助效果不佳，亟待增強(qiáng)改善，應(yīng)注重通航管理和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，從源頭上避免海難事故發(fā)生。

3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)分析

由于所構(gòu)建的加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的邊具有方向性，因此應(yīng)從出和入2個(gè)角度分別對(duì)其進(jìn)行探討。但這里網(wǎng)絡(luò)中邊的方向均是從救助點(diǎn)指向事故點(diǎn)，因此下述分析中僅以救助點(diǎn)Vi為研究對(duì)象，所描述的點(diǎn)強(qiáng)度均指出強(qiáng)度，集聚系數(shù)則是針對(duì)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后只含節(jié)點(diǎn)Vi的1-模網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算。通過(guò)計(jì)算得到網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)強(qiáng)度和權(quán)重分布差異性見(jiàn)表5。

表5 點(diǎn)強(qiáng)度和權(quán)重分布差異性計(jì)算結(jié)果

由于所賦予的權(quán)值為相似權(quán)，因此點(diǎn)強(qiáng)度越大表示該救助點(diǎn)實(shí)際的救助響應(yīng)強(qiáng)度越大，在北極救助網(wǎng)絡(luò)中的地位越重要。由表5可知：俄羅斯在北極救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的救助響應(yīng)強(qiáng)度最大，除了因?yàn)槠湓诒睒O大力投資和地理位置優(yōu)越之外，還有部分原因是其早期對(duì)東北航線的探索開(kāi)發(fā)使其對(duì)北極的研究一直處于世界領(lǐng)先地位。美國(guó)的響應(yīng)強(qiáng)度為91.61，與俄羅斯相差較小，因此美國(guó)和俄羅斯是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。我國(guó)因距離北極略遠(yuǎn)且救助實(shí)力不高而在響應(yīng)強(qiáng)度上僅高于韓國(guó)，與環(huán)北極國(guó)家相差甚遠(yuǎn)。因此，目前我國(guó)在北極海上救助領(lǐng)域還存在諸多不足，除地理?xiàng)l件等客觀因素之外，我國(guó)的海軍軍事實(shí)力還相對(duì)落后，海上救助設(shè)施仍有很大欠缺。

利用Ucinet軟件將表4中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為“行模式”的1-模數(shù)據(jù)，計(jì)算得到該網(wǎng)絡(luò)的集聚系數(shù)為0.964，平均距離為0.04，集聚系數(shù)較大，平均距離很小，具有典型的小世界特性，各救助國(guó)之間聯(lián)系緊密、合作性強(qiáng)。其不同加權(quán)距離的概率分布見(jiàn)圖3。

由圖3可看出，加權(quán)距離的概率分布p(L)近似服從泊松分布p(L)～π(0.192)，符合小世界網(wǎng)絡(luò)特征。

圖3 不同加權(quán)距離的概率分布

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析北極海上救助應(yīng)急響應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，保留邊權(quán)的異質(zhì)性；通過(guò)實(shí)證研究得到各國(guó)的北極海上救助響應(yīng)強(qiáng)度，得出該復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有明顯的小世界特性的結(jié)論。就我國(guó)現(xiàn)階段參與北極海上救助而言：

(1) 應(yīng)集中于對(duì)時(shí)效性要求較低的環(huán)境救助(如船舶溢油事故、鉆井平臺(tái)事故等)的后期參與，著力研發(fā)新型遠(yuǎn)洋救助船舶、裝備，全面提升專業(yè)海上救助水平；

(2) 應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)海軍建設(shè)、完善相關(guān)制度，貫徹落實(shí)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，為我國(guó)的航運(yùn)安全和正當(dāng)利益保駕護(hù)航。

當(dāng)前，我國(guó)對(duì)北極海上救助的相關(guān)研究較少，缺乏經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)積極參與北極海上救助活動(dòng)，可增進(jìn)我國(guó)與相關(guān)技術(shù)較為成熟的國(guó)家之間的交流合作，積累北極救助和航行經(jīng)驗(yàn)，增加我國(guó)在北極事務(wù)中的話語(yǔ)權(quán)，為我國(guó)船舶進(jìn)入北極航線打下良好基礎(chǔ)。

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ComplexNetworkforArcticMaritimeRescueEmergencyResponse

(a. College of Transportation Management; b. Institute of Transportation Strategy Management and Systematic Planning, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)

U676.8

A

2016-02-05

國(guó)家自然科學(xué)基金(61473053)

范厚明(1962—)，男，山東蓬萊人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略管理與系統(tǒng)規(guī)劃。 E-mail: fhm468@163.com 趙琪琦(1992—)，女，吉林白山人，碩士生，研究方向?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸規(guī)劃。E-mail: annanaqq@163.com

1000-4653(2016)02-0076-06