该书是我国水路交通领域的科技工作者把国家的战略、方针和政策落实到水路交通安全科学研究实践和宣传教育中的具体体现。该书围绕内河液化天然气动力船舶航行安全、极地冰区水域船舶航行安全、混合场景下船舶航行安全等应用场景，从水路交通安全评价、事故分析、事故人因分析和事故应急处置等技术方面，系统论述了我国水路交通安全领域的科技发展，在此基础上，对内河液化天然气动力船舶、极地冰区水域船舶、混合场景下船舶的航行安全进行了评价，将理论与应用相结合，有效的促进了水路交通安全性的研究，推动了多学科、多领域的协同发展与融合创新。
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1978年—1982年，就读于武汉水运工程学院（现武汉理工大学）毕业并获得工学学士学位。
1982年7月—1984年8月，就读于武汉水运工程学院，师从周劲南教授、萧汉梁教授，毕业并获得工学硕士学位。1992年11月—1996年10月，担任武汉交通科技大学（现武汉理工大学）船舶机械工程系副教授、系副主任。
1994年—1997年，就读于西安交通大学机械工程博士研究生，师从谢友柏院士、虞烈教授，毕业并获得工学博士学位。
1996年11月—1997年12月，担任武汉交通科技大学船舶机械工程系教授、硕士生导师、载运工具运用工程学科主任。
1998年1月—1998年12月，担任武汉交通科技大学船舶机械工程系，教授，博士生导师；研究生部主任，校长助理。
1999年1月—2000年5月，担任武汉交通科技大学可靠性工程研究所所长、教授、博士生导师、副校长、常委。
2000年5月—2015年7月，担任武汉交通科技大学智能交通系统研究中心主任、教授、博士生导师、副校长、常委。
2008年5月—2016年1月，兼任武汉理工大学华夏学院党委书记 [4]。
2014年7月，担任内河智能航运交通运输业协同创新平台主任。
2015年5月，担任国家水运安全工程技术研究中心主任；8月，担任武汉理工大学智能交通系统研究中心、能源与动力学院首席教授、博士生导师。
2019年11月，当选为中国工程院院士水路交通控制技术国家科技部,国家技术发明奖,二等,2012.
目录
“交通安全科学与技术学术著作丛书”序
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 水路交通系统的重要性 1
1.2 水路交通安全概述 1
1.2.1 水路交通安全定义 1
1.2.2 水路交通安全研究的内涵 2
1.2.3 水路交通安全研究的特点 2
1.2.4 水路交通安全的研究内容 3
1.2.5 水路交通安全的研究方法 5
1.3 水路交通安全技术发展 6
1.3.1 水路交通安全的发展现状 6
1.3.2 国内外水上交通安全的技术趋势 7
1.3.3 我国水路交通安全的挑战与需求 9
参考文献 11
第2章 水路交通安全评价技术 12
2.1 综合安全评估 12
2.1.1 综合安全评估简介 12
2.1.2 综合安全评估主要步骤 13
2.2 事故树分析 15
2.2.1 事故树分析简介 15
2.2.2 事故树分析主要步骤 16
2.3 事件树分析 18
2.3.1 事件树分析简介 18
2.3.2 事件树分析主要步骤 18
2.4 失效模式和影响分析 19
2.4.1 失效模式和影响分析简介 19
2.4.2 失效模式和影响分析主要步骤 19
2.5 人因可靠性分析 21
2.5.1 人因可靠性分析简介 21
2.5.2 认知可靠性和失误分析方法主要步骤 22
2.6 贝叶斯网络 25
2.6.1 贝叶斯网络简介 25
2.6.2 贝叶斯网络主要步骤 26
2.7 证据推理 27
2.7.1 证据推理简介 27
2.7.2 证据推理主要步骤 27
2.8 韧性工程理论 29
2.8.1 韧性工程理论简介 29
2.8.2 韧性工程理论研究方法 31
2.9 水上交通安全评价技术总结 33
参考文献 34
第3章 水路交通事故分析技术 35
3.1 概述 35
3.1.1 水路交通事故调查 35
3.1.2 主要水路交通事故数据库 37
3.2 水路交通事故特征分析技术 39
3.2.1 水路交通事故黑点提取方法 39
3.2.2 水上交通事故的关联规则分析 43
3.3 水路交通事故预测技术 51
3.3.1 基于互信息的贝叶斯网络预测方法 52
3.3.2 贝叶斯网络风险等级预测模型验证及应用 54
参考文献 60
第4章 水路交通安全事故人因分析技术 62
4.1 基于事故数据的人为因素分析 62
4.1.1 水路交通安全事故人为因素 62
4.1.2 水路交通安全事故人为因素模型 65
4.2 船员生理特征分析方法 76
4.2.1 船员生理特征分析手段与研究方法 76
4.2.2 基于EEG的船员生理特征提取 80
4.2.3 基于EEG的船员生理特征识别与分类 80
4.3 船员情绪与人因失误关联分析 81
4.3.1 船员情绪分类 82
4.3.2 船员情绪采集数据定量分析 83
4.3.3 船员情绪与人因失误关联 85
4.4 船员工作负荷与人因失误关联分析 88
4.4.1 船员工作负荷识别 88
4.4.2 船员工作负荷与人因失误关联 93
参考文献 95
第5章 内河水路交通事故应急处置技术 97
5.1 内河水路交通事故应急特征分析 97
5.2 内河水路交通事故应急处置决策技术 99
5.2.1 多部门协同的水路交通事故决策技术 99
5.2.2 不确定信息下水路交通事故决策技术 102
5.3 内河水路交通事故应急资源优化技术 105
5.3.1 水路应急资源选址优化及方法 105
5.3.2 水上应急资源配置效率评价方法 109
5.4 内河水路交通事故应急仿真技术 113
5.4.1 水路交通安全微观仿真技术 113
5.4.2 水路交通应急演练三维仿真技术 119
5.4.3 水路交通应急演练电子沙盘技术 123
参考文献 127
第6章 内河液化天然气动力船舶通航安全性评价 129
6.1 内河液化天然气动力船舶危险识别 129
6.1.1 液化天然气储罐系统风险辨识 129
6.1.2 液化天然气动力船舶典型情景风险辨识 134
6.2 内河液化天然气动力船舶风险评价 135
6.2.1 液化天然气动力船舶泄漏风险评价 135
6.2.2 液化天然气动力船舶典型情景风险评价 143
6.3 内河液化天然气动力船舶安全保障措施 149
6.3.1 液化天然气储罐系统安全配置 150
6.3.2 液化天然气动力船舶典型情景安全管理 152
参考文献 154
第7章 极地冰区水域船舶航行安全评价 155
7.1 极地冰区水域船舶航行风险因素辨识 155
7.1.1 极地冰区水域船舶独立航行风险因素辨识 155
7.1.2 极地冰区水域破冰船引航下船舶航行风险因素辨识 160
7.2 极地冰区水域船舶冰困风险评价 169
7.2.1 极地冰区水域船舶冰困事故概率计算方法 170
7.2.2 北极水域船舶冰困概率建模研究 170
7.3 破冰船引航下船舶碰撞风险建模与分析 176
7.3.1 破冰船引航下船舶航行风险分析方法 177
7.3.2 基于事故树的破冰船护航下船舶碰撞风险建模 177
7.3.3 破冰船护航下船舶碰撞风险定性分析 179
7.4 极地冰区船舶风险防控措施 184
7.4.1 极地冰区船舶冰困风险防控措施 184
7.4.2 破冰船引航下船舶碰撞风险防控措施 185
参考文献 186
第8章 混合场景下的船舶航行安全研究 187
8.1 混合场景下的船舶碰撞事故风险分析 187
8.1.1 混合因果逻辑方法简介 187
8.1.2 人工船舶的碰撞场景混合因果逻辑建模 188
8.1.3 智能船舶的碰撞场景混合因果逻辑建模 194
8.1.4 混合因果逻辑建模结果分析 197
8.2 智能船舶与人工船舶会遇场景的避碰方法 200
8.2.1 混合场景下的船舶避碰问题 201
8.2.2 观测-推测-预测-决策避碰方法框架 201
8.2.3 沟通受限情况下的类人多船避碰决策方法 203
8.2.4 混合场景下观测-推测-预测-决策的仿真验证 210
8.3 智能船舶间多船会遇场景的避碰方法 211
8.3.1 智能船舶间的避碰决策 211
8.3.2 智能船舶间的避碰决策模型搭建 212
8.3.3 智能船舶间多船会遇场景的避碰方法的仿真验证 220
8.4 智能船舶避碰决策仿真平台构建及验证 221
8.4.1 基于认知、决策和操纵模型的海事事故动态模拟方法 221
8.4.2 船舶碰撞事故的海事事故动态模拟器 223
8.4.3 船舶碰撞事故中船员场景认知的信息、决策和操纵模型 226
8.4.4 智能船与人工船会遇场景避碰决策可靠性的仿真验证 226
参考文献 230
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