船舶超载吃水监测系统设计与实现

长江干线航道近些年来"超载""超吃水"现象较为严重,形势不容乐观。而目前治理"超载""超吃水"行为的手段单一,尽管相关部门投入了巨大的人力、物力、财力,效果也并不理想。针对上述问题,采用基于激光雷达的干舷高度测量方法快速检测船舶的吃水深度,并在岳阳海事局辖区水域实现了示范应用。结果表明,在测量精度、系统反应时间、系统适应性、实时性方面效果明显。     

船舶吃水检测技术现状及分析

船舶超吃水问题是影响航运安全和效率的原因之一,为有效加强船舶超吃水监管,文中分析了目前吃水检测的几种主要方法的优缺点,研究了基于声呐技术的适合长江航道船舶吃水在线检测方案,对比常见的4种基于声呐探测的监测方式的优缺点,推荐水底半浮式固定法和移动式侧扫描法为长江航道船舶吃水检测的优选方案。     

11.5m超吃水船舶进出永钢专用航道航法的探讨

长江南京以下12.5m深水航道工程的建设,使得越来越多的11.5m超吃水船舶频繁进出张家港永钢专用航道。文中在分析永钢专用航道通航环境和11.5m超吃水船舶航行性能特点的基础上,给出了11.5m超吃水海船驶进永钢专用航道的航法及注意事项。     

基于船种聚类的航道通过能力量化方法

为准确计算航道通过能力,针对单双向通航方式并存的混合通航航道,建立了基于船种聚类的航道通过能力量化模型.根据海港航道通航管理规则,对不同船舶种类进行分类,通过聚类算法确定船舶种类特征及其分布概率.与传统航道通过能力计算方法相比,对不同种类船舶所占航道资源分别附以不同权重,同时考虑船舶通航方式改变对航道通过能力的影响,能够更加准确地量化航道通过能力.应用天津港大沽沙航道数据进行了实例分析,目前航道实际月通过船舶约为1 905艘次,计算得到大沽沙航道月通过能力为2 350艘次,并且与港口公共混合通航航道通过能力计算结果4 455艘次/月相对比,前者的结果更符合实际情况,后者的结果明显大于实际航道通过能力.结果表明,基于船种聚类的航道通过能力量化方法能更加准确地反映航道实际情况.      

考虑水流影响的船桥碰撞效应分析

为研究流体对船桥正面碰撞动力响应的影响,运用ANSYS LS-DYNA软件,分别采用流固耦合法和附加质量法建立考虑流体影响的船桥正面碰撞计算模型,分析不同吃水深度的船体与桥墩碰撞时流场对撞击力和撞击能量的影响,比较在简化的附加质量法中,将水流模拟成不同的附加质量(0.02~0.07倍船体质量)时,撞击力和撞击能量计算的误差。分析结果表明,不同船体吃水深度对船桥碰撞的计算结果有一定的影响,特殊船型和深吃水的情况下需要考虑不同吃水深度所造成的船桥碰撞力的变化。当采用简化的附加质量法考虑水流对船桥碰撞的影响时,0.02~0.07倍船体质量的附加质量参数选取并不能涵盖船舶在不同吃水深度下的流场耦合效应,在船舶深吃水的情况下有接近10%的误差。     

深中通道隧道埋深和口门宽度论证

探讨了珠江口矾石水道在远期深圳～中山跨江通道(下称"深中通道")投入使用的情景下所需的隧道埋深和口门宽度,以避免深中通道影响珠江口各航道的安全通航,综合考虑珠江口现状通航条件和远期港口发展规模,综合考虑通过隧道水域的最大船舶的航道设计水深、航道施工超深及安全富裕深度等因素,计算各隧道的通航安全深度。同时,以矾石水道为例,考虑防洪要求、航道隔离带等因素,对内伶仃洋内各隧道的口门宽度分别进行了计算,并最终给出内伶仃洋内各隧道的通航尺度。     

基于多功能航标的三峡坝区河段海事监管模式研究

随着长江航运的快速发展,三峡坝区河段水上交通安全监管压力不断增大.在分析三峡坝区现有海事监管模式的特点及其不足的基础上,对多功能航标的功能以及信息的采集和传输方式进行了设计,并基于多功能航标提出了1种新的三峡坝区海事监管模式,即将航道信息实时地传输给过往船舶、海事监管部门及航道部门,以保证航道安全和海事监管效率,并推进坝区航道监管信息化、智能化的发展.      

珠三角地区高速公路通航桥梁通航现状风险分析及防治手段

近年来,珠江三角洲数座通航桥梁遭受船舶撞击,导致交通中断。针对上述现象,对实际船舶撞击桥梁事故现状进行调查分析,结果表明:珠江三角洲多数高速公路的通航桥梁,其航道实际船舶通航吨位超过原航道设计等级的现象十分普遍,由此导致近年来高速公路通航桥梁受到船舶撞击、出现损毁事故的情况比较频繁。针对上述情况,提出了采用复合材料护舷、钢套箱+钢管砼桩、砼格栅以及阻拦网等防船撞措施,并通过有限元模拟分析手段,给出了具体的桥梁防撞建议。     

沪通长江大桥万吨级钢沉井浮运出坞施工关键技术

沪通长江大桥主航道桥为(142+462+1 092+462+142)m双塔连续钢桁梁斜拉桥,该桥桥塔墩钢沉井顶面平面尺寸为86.9m×58.7m,其中29号墩钢沉井高56m,重量达1.6万吨,采用船坞内整体拼装成型后出坞浮运至桥位。为满足船坞内地基承载力的要求,对钢沉井的刃脚进行抄垫,刃脚抄垫后灌注2.5m高刃脚混凝土;1.6万吨钢沉井入水后的理论吃水深度为12.4m,而浮运所经航道最大水深仅10.5m,在钢沉井中间12个井孔底口以上15.9m处对称增设钢结构封闭盖板,在封闭井孔内加注压缩空气,以调整钢沉井的吃水深度使钢沉井在出坞及浮运状态下的实际吃水深度为7.5m;对钢沉井的出坞水位进行系统分析;做好出坞前各项检查、出坞时机的选择、拖轮的配备、安全措施等准备工作。钢沉井在船坞内拼装成型后,船坞内放水起浮,系缆、抄垫后开启坞门,船坞内拖轮编队出坞,浮运钢沉井至桥位。     

四阶段法在水运交通量预测中的应用

预测水运交通量可以为水运交通的规划、设计和船舶通航管理提供基础性的依据。预测采用的方法很多,但是多数方法只是针对单条航道水运交通量的发展规律进行研究,并没有揭示周边航道对其产生的影响。文中从"四阶段法"的基本思想入手,对船舶货运量生成、分布,航道船型,水运交通量分配4个阶段进行预测分析,得出该方法能较好地解决网络交通量的预测问题。     

大直径Y型防撞岛的设计与施工

番禺洛溪大桥是广州市南出口公路,同时也是105国道上跨越珠江主航道的第一座特大桥梁。桥梁全长1916.04米,其中跨越珠江的主桥长480米。珠江的通航要求为净宽120米,净空高(通航水位以上)34米。通航的船舶吨位要求确保5000吨海轮的自由进出,照顾7000吨海轮的通过。为此我们对实际过往船舶作了重点调查(4000t以上80艘)调查结果说明本航道上的船舶吨位大,船型多,且来往频繁,确实需要有这样的通航标准。根据航道位置及航向,确定主桥的跨径组合为65+125+180+110米,其中125米跨是为了方便附近修船厂船舶调头的需要。主桥的结     

VTS系统在航道交通管理中的应用研究

针对目前港口航道交通管理的要求,探讨如何利用VTS系统对航道船舶交通和浮标实施有效的安全监控。利用航道水文气象数据通过具体的管理监控方法研究和报警装置的设置,对合理组织船舶交通、预防船舶误航、船舶航行动态信息提供等进行了研究和探讨。     

基于组合预测的长江航道发展趋势研究

通过建立特定航段货运量与经济指标的相关性模型,预测此航道货运量,以此为基础建立不同模型分别预测船舶平均载重吨,并通过加权组合确定最终值,根据相关公式可计算出船舶尺度,最终得到此航道的相应尺度。该研究可根据经济的发展趋势,将船舶平均载重吨与航道尺度建立相关性,预测出长江航道的尺度改变,为今后长江航道的规划与整治提供参考。     

朱亭湘江大桥桥墩防撞方案研究

朱亭湘江大桥桥位所在河段航道等级提升,通航船舶吨位增大。为此本文首先研究提出湘江航道2 000 t级船舶对桥墩的撞击力,然后验算该桥的抗撞能力;最后针对该桥桥墩抗撞能力较差的特点,创新性的提出了"四柱墩+钢复合材料浮式圆形防撞系统"。该系统安全可靠,经济适用,有效地解决了该桥的防撞问题。     

基于船舶A IS数据的桥区水域通航饱和度研究

为分析内河通航情况,评价桥区水域航道饱和程度,研究不同船舶领域模型对航道饱和度评价造成的影响,构建了基于船舶A IS数据的通航饱和度模型.通过大量历史船舶A IS数据分析,计算了船舶交通流量、通航密度、通过能力等参数,基于停船视距船舶领域构建了通航饱和度模型,提高了饱和度计算精度;分析了饱和度随时间的变化特征,并提出了最大饱和度等评价指标.以长江中游武汉河段桥区水域为例,研究近三年桥区水域通航饱和度用以验证.结果表明,长江中游桥区水域通航饱和度平均约为20% ~30%;武汉长江大桥附近饱和度最大可达53%,与实际较为相符;基于藤井船舶领域模型相比停船视距船舶领域模型计算所得的通过能力值高76%,饱和度低43%.采用停船视距船舶领域计算所得饱和度随区域交通流特征而变化,相比于传统方法更加精准.      

长江航道主缓流判别算法研究

船舶航行时充分地利用主缓流航道可以节约能源。为了更加准确地划分长江航道的主缓流航道,提出了利用 k-近邻算法和 P 分位数法的划分方法。改进后的 P 分位数法采用动态选择 P 值的方法避免了主流区域可能过小的问题,k-近邻算法利用了测点的水深、流速等多种航道水文信息来划分主缓流。利用长江航道金口处和岳阳处的11个截面的实测数据对 k-近邻算法和 P 分位数法进行了对比分析,其中有10个截面的主缓流区域相近。进一步对比长江航道中典型的龙口水道和杨林岩水道,发现根据算法得出的主流区宽度和实际的相比,误差在12%以内,可以满足船舶航行的需要。      

北极东北航道船舶行为特征分析

北极东北航道开发和利用,对北极水域船舶通航安全管理提出了更高的要求.采用数据挖掘技术对2015—2017年北极东北航道船舶自动识别系统(AIS)的数据进行了处理与分析;采用Douglas-Peuker算法,对海量船舶AIS轨迹数据进行抽稀与验证;然后利用KD-Tree、DBSCAN和族心确认算法,对海量船舶AIS轨迹点进行了时空聚类分析;成功提取了船舶类型、船旗国、船舶轨迹、船舶密度及船舶速度等船舶行为特征,探索研究了船舶行为特征对于北极东北航道能源、环保及海上交通服务的作用与意义.研究表明,北极东北航道航行船舶以渔船和货船为主,船旗国以靠挪威和俄罗斯籍为主,船舶活动区域集中在巴伦支海与挪威海,主航道主要以8~15 kn速度航行.      

浅析芒稻船闸扩容改造的必要性

近年来,大吨位船舶的增多趋势不断加快,航道条件和上世纪六七十年代建造的船闸逐渐不能满足现有船舶过往的需要,对航道和船闸的安全带来了较多安全隐患。江苏省航道已经形成了航道网,并且形成了规划方案,芒稻河规划等级为三级。通过对芒稻船闸原设计规模和运行现状的搜集整理,分析船闸存在的诸多安全等方面的隐患以及与规划航道存在不匹配等问题,阐述了船闸扩容改造的必要性。     

G1501 跨泖港大桥主动防撞系统设计

G1501高速公路跨泖港大桥上跨平申线(上海段)航道。该航道是《上海市“十二五”内河高等级航道建设规划》中首批启动建设的航道,为黄浦江上游三大支流之一,目前航道等级Ⅴ改Ⅳ。改造过程中航道上桥梁被船撞风险高,通过对桥梁预防航道船舶碰撞预警系统工作模式与参数化技术、多源数据三维测量空间的平面转换算法与工程实现技术、基于多源数据融合的船舶通航异常行为的判别技术、桥梁预防航道船舶碰撞预警系统性能优化与工程测试技术等内容进行研究,突破基于多源数据融合的复杂背景下航道多目标检测/跟踪算法、基于多源数据融合的船舶-桥撞击态势预测等关键技术,泖港大桥采用主红外、可见光和激光测距三类传感器复合体制的航道桥梁主动防撞系统。从而实现全天候、全天时、全自动航道桥梁主动防撞监控及预警,其应用效果良好。     

浅谈川江航道特点对船舶避让的影响

根据川江航道水流特点和船舶会让具体情况，结合《内河避碰规则》，着重分析阐述川江现有航道对船舶避让的影响，并简要介绍三峡大坝建成蓄水后对川江航道和船舶会让的影响。