北方海路上海上事件的空间时间分布模式：20年的分析

《Ocean & Coastal Management》：Spatiotemporal patterns of maritime incidents along the Northern Sea Route: A 20-year analysis

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余妍|王曦|林志坤|任蕾|侯青康|徐英军

极地地质与海洋矿产资源重点实验室（中国地质大学北京分校），教育部，北京，100083，中国

摘要

海冰的减少促进了北极航运的显著增长，但沿北方海道（NSR）的航行仍然具有挑战性。本研究汇总了2005年至2024年间报告的170起海事事件记录，并通过补充缺失数据确保了数据的完整性。机械损坏或故障是最常见的事件类型，其次是碰撞/擦碰和冰困事件。主要原因是海冰、发动机故障以及其他设备损坏/故障。大多数报告的事件涉及油轮、普通货船和渔船，这些船只通常年龄超过20年，吨位较小，发动机功率较低，并且大多注册在俄罗斯。报告的事件在秋季和冬季更为频繁，尤其是在9月至11月达到高峰。从地理上看，西部NSR发生的事件占130起，是东部地区的三倍多。巴伦支海报告的事件最多，主要是机械损坏/故障，而喀拉海则以碰撞/擦碰为主。值得注意的是，65.4%的报告事件发生在距离最近搜救基地200公里以外的地方。此外，与冰相关的事故从2005-2014年的18起增加到2015-2024年的40起，这凸显了快速变化的冰况所带来的持续风险。这些发现为支持北极海事事件管理提供了重要数据，使政策制定者和海事管理人员能够加强法规和操作指南，以保障NSR航行的安全性。

引言

随着全球变暖，北极正在经历快速而显著的气候和环境变化。2024年，北极9月份的海冰范围大约仅为20世纪80年代平均值的50%（Stern, 2025）。政府间气候变化专门委员会第六次评估报告的预测表明，在2050年之前至少会出现一个无冰的夏季（政府间气候变化专门委员会，2022）。海冰的减少促进了北极航运的显著增长，2013年至2024年间进入北极极地规则区域的独特船舶数量增加了37%（北极理事会，2025）。值得注意的是，与苏伊士运河相比，通过东北北极航道的航行距离可以减少约40%（Joseph等人，2021；Chen等人，2023），从而大幅缩短航行时间、降低燃料消耗和航运相关的排放（Figenschau等人，2024）。

北方海道（NSR）已成为三条主要北极航运通道中最易航行的路线，其通行性优于西北航道和跨极海道（Chen等人，2023）。2010年至2024年间，通过NSR的过境航运次数从4次增加到97次，而这些航次的总货物吞吐量从10万吨增加到308万吨（北方海道信息办公室，2025）。然而，北极航行仍面临诸多运营挑战，包括极不稳定的海冰状况、恶劣天气、低海况、高纬度地区、海图覆盖不全、缺乏通信和导航辅助设施以及较长的救援距离（Yu等人，2024）。随着大规模北极航运的展望，这些限制凸显了NSR在海上安全和环境保护方面的持续问题（Kum和Sahin，2015；Fedi等人，2020，2024；Müller等人，2023）。

海事事件由各种公共和私人机构记录，包括全球综合航运信息系统（GISIS）的海事人员伤亡和事件模块、《北极航运事故汇编》（CASA）、劳埃德船级社情报以及加拿大运输安全委员会的报告等。尽管有几项研究探讨了北极水域的事件模式，但这些发现往往分散且缺乏标准化方法（Goerlandt等人，2017；Fedi等人，2020）。现有的大部分研究仍然只是描述性的，因为数据结构的不一致性、定性报告格式的不同、可用数据库中报告不足的程度以及缺乏标准化的分类体系，限制了进行精确因果分析的能力（Dominguez-Péry等人，2023；Fedi等人，2024）。为了促进对海事事件的稳健因果分析，必须系统地准备数据集并使用统一的定义，但这一过程耗时且很少实施。特别是对于NSR而言，海事事件数据仍然稀少，导致缺乏对其时空模式的全面和长期调查。

在过去十年中，特定类型海事事件（尤其是碰撞和搁浅）的因果机制得到了广泛的报道。U?urlu等人（2015）通过应用故障树分析方法，分析了来自全球综合航运信息系统（GISIS）的事件数据中的油轮碰撞和搁浅风险。Akyuz（2015）将事件地图框架与分析网络过程相结合，以确定搁浅的原因。Kum和Sahin（2015）应用模糊故障树分析方法研究了北极地区的碰撞和搁浅事件，但排除了与冰相关的事故。Chen等人（2019）使用熵权重-TOPSIS模型确定了影响全球全损海事事故的因素。Sakar等人（2021）研究了关键因素之间的因果关系，并基于故障树分析定量评估了这些因素对海事搁浅事件的概率影响，而Bowo等人（2025）进行了事故分析和减少技术，用于分析海事碰撞事故。

关于北极海上安全，如图2（NSR沿线主要海事事件的示意图）所示，大多数研究开发了概率方法来评估北极水域船舶事故的可能性，特别是船舶遇冰和船舶与冰的碰撞。Fu等人（2016）利用观测数据和专家判断确定了影响风险的因素，并构建了一个概率模型来预测东北航道上的船舶遇冰情况。类似地，Vanhatalo等人（2021）应用贝叶斯模型估计了船舶在NSR上遇冰的概率。Fu等人（2023）开发了一个面向对象的贝叶斯网络模型，用于评估冰封水域中的多种航行事故，包括碰撞、搁浅、船舶遇冰和船舶与冰的碰撞。Li等人（2024）建立了一个贝叶斯模型，用于量化北大西洋和北极水域之间的过渡带处的船舶与冰碰撞风险。Kandel和Baroud（2024）使用机器学习在不确定的天气和海冰条件下评估航行风险，预测事故类型并确定其关键风险因素。Liu等人（2025）开发了一种混合方法，用于分析和预测北极东北航道上的航行风险，重点关注船舶遇冰和船舶与冰的碰撞风险。

然而，由于北极水域的事件信息匮乏，大多数以往的研究主要依赖于专家访谈，因此关注特定事件情景而非实际事件报告。因此，对NSR沿线海事事件特征的全面和系统分析仍然有限。因此，更详细地了解过去的海事事件对于提高NSR的航行安全性至关重要。基于对多年多源记录的系统性汇编，本研究对NSR内的船舶事件进行了分类和映射，包括俄罗斯北极水域与极地规则区域重叠的区域。分析研究了涉及事件的船舶概况以及事件的时空模式，识别出事故率最高的季节、高风险海域和救援距离分布。此外，还系统地分析了海冰对事件发生的影响。本文的结构如下：第2节介绍数据和方法，第3节详细介绍了NSR沿线报告的海事事件分析，第4节讨论了研究结果，第5节总结了结论。

章节片段

研究区域

NSR是贯穿俄罗斯北部海域的关键航道，连接大西洋和太平洋（Miller和Ruiz，2014；Min等人，2022；Müller等人，2023）。它的范围从东经30度延伸到西经170度，从北纬60度延伸到北纬85度（图3a），包括了从西到东的冻结海域：巴伦支海、白海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海和白令海。NSR的长度大约为2200-2900海里（Buixadé等人，2014）。NSR包括58

北方海道上的事件分析及分类

2005年至2024年间，共记录了170起船舶事件。需要注意的是，一起事件可能涉及多种因果因素。例如，2017年6月12日，浮筒码头PD-11（IMO 1451205）的沉没是由于船体防水完整性受损和船上应对措施不足造成的。因此，该事件被归类为“其他设备损坏/故障”和“人为操作错误”。尽管有170起单独的船舶事件

讨论

本研究系统地整理了来自多个来源的NSR沿线报告的海事事件记录，生成了一个相对全面的NSR数据集，补充了缺失的信息，以提高数据完整性和一致性，从而克服了依赖单一数据集的局限性（Kandel和Baroud，2024）。然而，原始报告中存在大量空白，导致一些记录严重不完整。因此，这些记录被排除在外，这可能会影响

结论

本研究整合了2005年至2024年间来自多个来源的NSR沿线报告的海事事件记录，系统地补充了缺失的信息，提高了数据集的完整性和一致性，共计记录了170起海事事件。研究对这些报告的事件进行了分类和映射，分析了涉及船舶的概况，并调查了时空模式，包括事故高发季节、高风险区域等

CRediT作者贡献声明

余妍：写作——审稿与编辑，初稿撰写，验证，监督，资源管理，项目策划，方法论研究，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。王曦：初稿撰写，可视化，验证，软件应用，方法论研究，正式分析，数据管理。林志坤：初稿撰写，验证，软件应用，调查，正式分析。任蕾：可视化，验证，数据管理。侯青康：

利益冲突声明

作者声明以下可能的财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：余妍声明获得了国家自然科学基金会的财政支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢以下机构的财政支持：国家自然科学基金会（42206246），111项目（B20011），北京中国地质大学极地地质与海洋矿产资源重点实验室的开放基金会项目，教育部（HNPY-202511）。

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