基于船舶减速的单线航道通航效率评价

针对现有航道通航效率评价存在对船舶航行状态考虑不足的问题,提出一种基于船舶减速的单线航道通航效率评价模型。该模型从船速差异对船舶自由航行状态影响的角度,综合考虑航道长度、船速大小和船舶到达率等参数,用船舶减速幅度和减速后的通航历时衡量单线航道的通航效率η。在统计分析船舶交通流变化规律的基础上,采用离散仿真软件Arena进行模拟仿真试验,利用蒙特卡洛方法探究并揭示航道长度、船速和船舶到达率等参数变化对单线航道η的影响机理。研究结果表明:单线航道η模型对评价和表征航道η是可行的,可为航道通航能力和船舶交通组织效率分析等提供评价依据。     

考虑多因素的沿海双向航道通过能力计算模型构建

为了提高沿海双向航道通过能力计算精度,考虑风、流,以及驾驶员人因分析等多因素,引入停船视距、排队论等理论,构建航道通过能力计算模型。利用停船视距优化藤井船舶领域模型,精确计算航道交通容量;根据交通容量计算结果,综合船舶到达规律、种类分布等特征,运用排队论模型求取航道通过能力。用典型双向航道和繁忙水域双向航道实例对比分析该模型与传统通过能力计算模型的计算结果。结果表明,与传统计算模型相比,在沿海双向航道环境中,该模型计算结果与航道实测数据更为贴近,误差小,有较好的实用性和精确性。     

考虑多因素的工程船穿越航道时间计算模型

为指导作业工程船安全穿过航道内船舶流,以船舶自动识别系统(AIS)获得的航道内运输船舶的位置、速度、类型等数据为基础,考虑水流、工程船穿越角度及安全距离对工程船穿越船舶流所需时间的影响,通过数学模型计算工程船的穿越时间。运用MATLAB软件验证模型的有效性,确定该模型可以为工程船穿越航道内船舶流提供时间选择,还可以为船舶交汇水域的交通规划和管理提供技术支持。     

基于Anylogic的耙吸装驳作业船舶交通组织仿真

为提高耙吸装驳作业时船舶交通组织水平,减少船舶通航延误,介绍耙吸装驳作业工艺,制定作业时船舶交会控制标准,构建系统仿真逻辑模型,运用Anylogic软件进行离散仿真试验。以长江口深水航道为例,采集该水域的船舶交通流特征数据,输入仿真系统并设置作业参数,并对船舶交通组织过程进行仿真,分析不同的作业位置对船舶通航产生的影响,获得受耙吸装驳作业影响的船舶艘次、平均延误时间和船舶延误分布等,进而提出交通组织建议。实例表明:采用Anylogic软件进行离散仿真,能够量化分析耙吸装驳作业对航道通航效率的影响,为船舶交通组织提供科学依据。     

基于船舶领域模型的航道饱和度评定系统研究

根据交通工程学原理提出的航道饱和度概念,从船舶流量和通航容量的计算方法出发,利用藤井的船舶领域模型,开发设计"航道饱和度评定系统";并利用该系统计算分析虾峙门航道饱和度,对航道进行安全评价。     

40万t船舶乘潮进董家口港水深适应性

以董家口港为目标水域,计算40万t船舶抵港最大吃水,考虑航道较长、分段较多等特点,充分运用乘潮条件和潮汐规律,提出针对超大型船舶的富余水深应用方法。运用该方法分析航道水深、乘潮条件、船舶吃水和富余水深之间的关系,判定航道水深的适应性,提炼航速控制的边界值。应用结果表明:富余水深按照《海港总体设计规范》取值,航速控制在设定的范围内,董家口港航道水深适应40万t船舶满载乘潮进港。     

船舶交通系统模拟技术的开发与研究

概述已研发的船舶交通系统模拟仿真技术及其软件包.内容包括船舶交通的数据搜集、数据库建立、系统建模、系统模拟及避碰模型和应用等.并在船舶交通系统建模的基础上,提出一种新的基于航路的船舶交通系统模拟方法,它可将船舶交通实态观测所得数据通过计算机处理确定航路型状.该方法考虑了船舶交通的随机性,可任意修改航路,使模拟结果更加符合客观实际.系统可输出船舶交通密度图、航迹图、门线图以及各种船舶的交通参数.以大连港为例,通过各航道段水域的观测和研究.验证了模拟模型的可信性.     

大数据环境下船舶交通客流量实时预测模型

针对当前船舶交通客流量实时预测方法受到冗余数据的影响,导致预测结果精度较差,因此提出大数据环境下船舶交通客流量实时预测模型。从进、出站客流均值和极值两方面,分析船舶交通客流量时间序列特征,引入决策表简约信息属性,剔除冗余数据,构建船舶交通客流量实时预测模型,分析正常和异常船舶交通客流量转换方程,了解短期内客流量变化情况,简化实时预测模型,确定时间序列中各个元素权重系数,实现船舶交通客流量实时预测。实验结果表明,该模型预测的客流量与实际客流量一致,预测结果精度较好。     

多船舶同时航行中的调度数学模型设计与实现

在多船舶同时行进航道水上交通网络中,船舶拥堵容易导致水上安全事故,需要进行水上航道船舶航行调度。本文针对当前调度模型的吞吐量低,时滞较大的问题,提出一种基于船舶航行流量分簇预测的多船舶同时行进中的调度数学模型。构建多船舶同时行进的通行流量的信息感知模型,采用RFID标签识别技术进行船舶航行流量的数学统计,构建船舶进出港的交通态势预测多元状态方程,以历史测量信息作为先验统计量对方程进行优化求解,实现船舶航行流量分簇预测,以此为信息统计量进行交通调度。仿真结果表明,采用该模型进行多船舶同时行进调度,能提高单位时间内的航道通行量,且对航道船舶流量的预测精度较高,调度的时间开销较小。     

基于最优化理论的船舶流量估计数学模型研究

对于港口和内河航运监管部门来说,准确的估计航道内船舶的流量是一项非常重要的工作,可以为港口的交通管理、航道的规划提供数据依据,提高航运交通的安全性。本文重点介绍了船舶流量估计模型的不同维度,建立了船舶流量特征的分析模型,最后结合最优理论和小波神经网络算法设计了船舶理论估计的最优模型,并对该流量估计模型进行了仿真。     

T形航路船舶交通通过能力分析

针对中国航道船舶交通现状,提出T形航路船舶交通通过能力的研究课题,建立T形航路船舶交通通过能力模型,最后借助计算机语言实现模型的求解。     

基于人机交互-蚁群算法的船舶交通多航道调度优化

传统基于纯蚁群算法的船舶交通多航道调度优化无法根据实际情况调整船舶优先级,船舶占港时间较长,经济效益差,因此设计一种基于人机交互-蚁群算法的船舶交通多航道调度优化方法。建立多航道调度优化模型,明确各船舶调度策略,确定调度时间、等待时间最小的目标函数,建立避免调度过程中产生混乱和协调船舶交叉的约束条件;在调度优化中引入人机交互-蚁群算法,采用人工设置临时改变船舶工作的优先级,以此来提高港口工作效率,并设置算法的搜索顺序,完成船舶交通多航道调度优化的研究。在算例仿真中,为验证传统方法与设计方法的调度结果,设置港口参数并分析两方法的调度方案,结果表明设计的方法得到的方案能有效缩短船舶平均在港口的停留时间和恢复正常生产所需要的时间。     

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。     

基于一种改进型线性增长模型的船舶流量预测

为了提高船舶流量预测精度,综合考虑交通需求、季节、气候等因素,通过分析船舶流量历史数据,在线性增长模型基础上,构建了考虑周期性波动因素的船舶流量预测改进模型,并运用贝叶斯估计和预测方法求解模型,提出了一种新的船舶流量预测方法.实例验证表明,与传统线性增长模型预测结果比较,新模型更符合船舶流量实际情况,月流量预测结果的平均绝对误差下降了3.56%,标准差下降了3.79%.因此,将该预测方法用于船舶流量预测是有效的.     

盐邵线(扬州段)航道现存问题及对策分析

随着内河水运的快速发展,如何提高内河限制性航道通过能力成为各级管理部门面临的难题。通过对盐邵线扬州段航道的现状调查和分析,从船闸及航道节点的通过能力出发,引进船舶交通流和船舶领域理论,采用新的计算方法找出影响船闸和航道现状通过能力的因素,提出对策措施。     

网络环境下船舶运行状态数据的实时监控

随着科技的不断进步,船舶正朝着自动化和专业化不断发展,但也正因如此,海难事故和海盗劫船事件频繁发生。因此,及时建立一个有效的航海交通实时监视监控系统引起越来越多航运人员的关注。当下我国航运技术的飞速发展,通信功能导航系统逐渐得到应用。因此提出了基于GPRS系统的船舶实时监控系统设计。利用GPRS永远在线的特点把船舶航运状态数据快速传输到网络电子海图平台,方便进行实时检测。对该系统进行时效性仿真模拟,仿真结果证明,该系统可以有效的对海上交通进行实时监控,及时反馈海上交通信息。对遭受到海难事故的船只进行迅速的响应救援,大幅度降低了海难事故的发生,维护了人们的生命财产安全。     

区间直觉模糊集的港口水域船舶航行环境风险评价

针对船舶在港口水域航行环境复杂、风险多变和事故频发等问题,需对其进行全面评估。从自然、航道、交通和管理等4个因素考虑,筛选能见度等12项指标,建立港口水域船舶航行环境风险评价指标体系。考虑风险评价信息的不确定性、模糊性和犹豫性等特征,构建基于区间直觉模糊集的风险评价模型,利用加权算数平均算子实现评价信息集成,采用区间直觉模糊熵确定评价指标权重,通过区间直觉模糊数的相似度判定风险评价等级,并对算例进行实证分析。结果表明:该模型在船舶航行环境风险评价方面具有较好的适用性,评价结果能有效判定其风险因素和等级,为制定港口水域船舶风险防范措施提供参考依据。     

基于首次穿越理论的船舶搁浅风险计算

为研究长江中游航道水位变化对船舶通航安全的影响,根据随机振动的首次穿越理论建立水位变化下船舶搁浅风险定量计算模型,实现不同水位下长江中游航道船舶搁浅风险的定量计算。利用航道水位、船舶吃水及富余水深三者间的动态关系,分析水位变化对允许船舶最大吃水及船舶搁浅概率的影响。利用船舶运动模型推导波浪载荷下船舶升沉运动的位移响应,同时根据首次穿越理论构建船舶首次穿越失效(搁浅)模型。运用Simulink仿真工具箱,根据船舶首次穿越失效模型计算得到不同水位下船舶的搁浅风险。利用该方法计算长江中游典型船舶在不同水位下的搁浅风险,结果表明该方法不仅能量化水位变化下船舶的搁浅风险,还可确定不同船舶搁浅概率对应的水位临界值。     

基于FIS的北槽深水航道通航安全评估

上海港北槽深水航道是重载船舶进出上海港和长江内港的咽喉要道.为了减少船舶事故发生率和财产损失,对北槽深水航道的风险因素进行分析,建立通航安全评估模型.通过FIS对其进行及时地通航安全评估,并在Matlab平台上进行仿真,合理且定量地分析北槽深水航道的实时风险水平,为即将进入该航道的重载船舶上的引航员和值班驾驶员决策提供参考.     

港口公共航道船舶通过能力的计算模型研究

在深入研究港口公共航道船舶交通流特征和船舶行为特征的基础上,提出了船舶航行领域、船舶穿越领域和船舶汇入领域概念,并以此为基础建立了多源汇入汇出条件下港口公共航道通过能力一般计算模型。该模型不仅能反映航道属性、船舶属性和船舶交通流基本参数对航道通过能力的影响,也能反映船舶行为对航道通过能力的影响。