双向通航港口船舶调度优化模型与算法

为提高双向通航港口船舶调度的安全性和调度效率,研究双向通航港口船舶调度优化模型和算法。考虑船舶属性和船舶交通状况等因素,基于船舶调度安全性、连续性和高效性要求,建立以单向/双向通航模式转换、航道与泊位协调和安全性为约束的双向通航港口船舶调度多目标优化模型;设计双向通航港口船舶调度多目标遗传算法获取最佳调度方案。对试验所求的调度方案进行一般性安全检验、双向通航安全检验和双向通航与单向通航转换安全性检验,结果表明:提出的双向通航港口船舶调度优化模型与算法能在保证安全的前提下有效获取船舶调度方案,提高双向通航港口船舶调度效率。     

基于灰色模型的港口船舶通航能力估计

港口船舶通航能力估计具有十分重要的研究意义,由于港口船舶通航能力与多种因素直接或者间接相关,使得港口船舶通航能力不仅具有固定的变化趋势,同时具有随机的变化趋势。为了更好地描述港口船舶通航能力的变化趋势,本文提出基于灰色模型的港口船舶通航能力估计方法。对国内当前港口船舶通航能力研究现状进行分析,找到不同港口船舶通航能力估计方法的局限性。收集港口船舶通航能力的相关数据,采用灰色模型从相关数据中发现港口船舶通航能力变化特点,建立港口船舶通航能力估计模型,并引入神经网络对港口船舶通航能力估计误差进行修正。最后,进行了港口船舶通航能力估计性能的仿真测试。结果表明,本文方法可以准确拟合港口船舶通航能力变化趋势,港口船舶通航能力估计精度达到90%以上,在相同条件下,估计效果要优于当前经典港口船舶通航能力估计方法,具有十分广泛的应用前景。     

宁德赛岐大桥水域通航安全风险识别与防范

介绍研究桥区水域通航安全意义,分别从船员管理、船舶管理、通航环境管理(通航环境现状和通航密度分析)、海事主管机关管理等四个方面研究和分析赛岐大桥水域存在安全风险,主要表现为船员素质偏低、老龄船舶较多和船舶技术状况较差、通航环境复杂和海事监管力量较为薄弱,最后从改变内河船舶现状、加强船舶桥梁水域通航和锚泊秩序管理、推进内河船舶安全和科技投入、净化桥区水域通航环境、强化桥区水域安全监督管理等五个方面提出风险防范对策。     

桥梁主通航孔施工期通航方案及保障措施

我国内河水域新建桥梁在对主墩进行施工过程中,为了确保船舶正常通航,海事部门要求实行单向通航。因此,主墩施工期间桥区水域可能出现船舶排队等候过桥的现象,船舶等候过桥势必增加桥区水域复杂的通航环境,目前海事部门规定桥区水域(单向通航)航行的船舶之间应保持足够的安全距离。通过建立数学计算模型对桥区水域(单向通航)通航船舶之间安全距离进行量化研究,探讨出桥区水域船舶之间安全距离计算方法。为海事部门制定桥区水域通航安全管理规定、维护桥区水域良好的通航秩序和船舶过桥安全提供科学的理论依据。     

分道通航制水域船舶航行与管理方法探究

分道通航制的建立为航行在环境复杂水域的船舶提供了安全的保障,各类船舶事故因此而大幅度减少,但由于种种原因,分道通航制水域的船舶事故尤其是碰撞事故仍时有发生。本文从船舶、船员、船公司和安全主管机关四个方面出发,综合分析船舶在分道通航制水域的事故原因,并相应的提出分道通航制水域船舶安全与管理的对策,以求船舶在分道通航制水域航行更安全,水域更清洁。     

船舶通航服务的发展趋势

国际上船舶通航服务（VTS）工作方式正在快速地向船舶通航管理（VTM）的方式过渡。虽然对这种发展趋势，还有不同的观点，但是技术条件已基本成熟，VTS由船舶的服务角色逐渐变为船舶的管理角色已是大势所趋。根据IMO和IALA组织给船舶通航服务下的定义，可以将VTS功能延伸为船舶通航管理。针对这一问题，分析了海上船舶与岸上VTS中心的相互关系问题；介绍了目前航运界对发展船舶通航服务的几种不同观点；对船舶通航管理可利用的技术和VTS的资格认证等问题进行了探讨；这种探究将有助于推动我国船舶通航服务领域的发展。     

基于模糊层次分析的船舶通航风险评估系统设计

船舶系统的安全性是船舶工程中的重要研究课题。对船舶通航风险进行评估可以加强船舶安全性、提高船舶的工作效率。因为地球上的自然资源十分有限,随着水面上船舶通航密度的不断增加,新增船舶航线与已有航线不断地交叉,使得水面船舶通航管理变得十分复杂。本文基于模糊层次分析方法,研究了船舶通航风险评估系统的设计方法。分析了模糊数学以及模糊层次分析方法;探讨了风险综合评估方法及其重要性;总结了船舶通航风险评估因素体系及其构建方法。本课题的研究对于我国船舶通航风险评估体系的构建有着重要的指导作用。     

船舶操纵运动数值模拟在桥梁通航孔布设中的应用研究*

布设于通航水域中的桥墩可能会对桥区河段通航安全产生较大影响,因此对桥位河段的通航情况及通航净空尺度展开分析研究十分必要。目前，桥梁的通航论证研究主要包括水流流速、流向、通航净空高度和和通航净空宽度，而对代表船舶通过设计通航孔时的船舶航行姿态研究甚少。在平面二维水流数学模型基础上，开发建立船舶操纵运动数学模型，通过模拟计算代表船舶通过桥区的航行姿态和航行参数，包括艏向角、舵角、漂角及航速等，结果表明可较好模拟在不同水文组合条件和不同通航孔条件下，船舶通过桥区水域的操控及航行条件。     

六磊塘航道通航船舶控制主尺度分析

为降低通航安全隐患,提高内河通航效率,对六磊塘(黄浦江—莲花南路桥航段)的通航环境、交通流特征和航道条件进行分析。该航道内现通航船舶尺度几乎全部超过Ⅶ级限制性航道对应的代表船型尺度。闸外段通航船舶船长以38~40 m为主,总长不低于38 m的船舶约占总量的50%。闸内段通航船舶船长以34~36 m为主,50%以上的船舶其总长在34 m以上。为充分利用航道通航水深资源,在结合相关规范的基础上考虑平原河网地区闸控航道的特点,提出通航船舶控制主尺度。该尺度既能有效降低各类水上险情发生的概率,也能够较为合理地兼顾沿河水运需求和船舶通航安全要求。     

基于动量守恒定律的船闸口门区船舶安全通航条件研究

现行规范是以船闸引航道口门区通航水流条件作为船舶能否安全进出口门区的判别标准。通过调查研究,船舶进出船闸是否安全仅考虑口门区通航水流条件是不全面的,还应考虑船舶在该区域本身的运动特征。基于动量守恒定律并考虑水流对船舶的作用,分析船舶为维持安全所形成的航行运动特征,并通过通航水流条件和船舶航行条件的模型试验,对比研究两者的关系,提出了基于动量守恒定律的口门区船舶安全通航条件判定方法。结果表明,采用水流条件试验结果求得的口门区船舶安全通航最小临界速度判定船舶通航的安全性是合理可行的。     

船舶航行数值模拟在水运工程的应用

文章回顾总结了船舶航行数值模拟在水运工程中的应用现状,讨论了不同自然条件对船舶航行的影响以及行船之间的相互影响,并介绍了船舶航行模拟软件Dynasim.为论证我国南方港口设计中某一泊位的通航安全,利用该软件模拟了多种船舶在不同风、浪、流以及船舶装载等条件下的航迹线,讨论了两船之间的追越和相遇时彼此的影响.通过具体的船舶...     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟初步研究

船舶航行操纵数学模型包括水流数学模型和船舶航行数学模型,其中水流数学模型是船舶航行模拟的基础。基于船舶航行操纵数学模型的基本原理,研究开发了船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,采用有限体积法对水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法,船舶航行数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型,并采用有限差分法离散求解船舶运动方程。根据实船或船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验资料,对所建立的船舶航行操纵数模进行了验证和参数率定,结果表明该船舶数模能够正确模拟船舶的航行操纵性能。     

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究*

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。     

枢纽双线船闸船舶航行会遇方式研究

文章以株洲航电枢纽和长沙综合枢纽为例,分析了双线船闸共用引航道和非共用引航道的布置特点以及航行区段的划分问题。采用三维水流数值模拟和船舶操纵数学模型研究手段分析了株洲航电枢纽和长沙综合枢纽坝区河段的航行条件及船舶进出闸会遇方式。在此基础上提出了双线船闸船舶安全高效的航行会遇方式及航行管理措施。     

大型船舶航行的风险分析与风险控制

安全科学的发展要求从传统的事故管理转变为风险管理。在构建船舶航行系统风险的基础上,通过船舶航行事故统计和船舶航行作业规范化安全评估,对目前大型船舶航行的风险构成、影响因素进行定量研究,提出了大型船舶航行的风险矩阵,并就船舶航行的风险控制提出一些措施。     

基于多平台信息融合的船舶导航技术

为保证船舶航行的安全性,对传统综合导航平台的技术实现进行分析,提出基于多平台信息融合的导航技术实现方案。在对船用雷达导航系统（Radar Navigation System,RNS）、船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）、罗经和计程仪的导航数据进行分析的基础上,设计以数据融合为支撑的船舶导航系统架构,并以实例验证该技术的可行性和有效性。该技术可有效发挥不同平台的导航信息优势,对船舶综合导航系统的优化具有一定的参考价值。     

基于RNN-LSTM的船舶运动轨迹预测

针对船舶轨迹预测精确性与实时性的需求，从数据层面探究影响船舶航行轨迹的特征，通过相关性分析确定网络的输入，提出结合循环神经网络-长短期记忆（Recurrent Neural Networks - Long Short Term Memory，RNN-LSTM）的船舶航行轨迹预测模型。通过船舶Z形试验相关数据与实船实际航行数据对网络模型进行训练，并对未来船舶航行轨迹进行预测。对未来轨迹的预测值与实际值进行对比。结果表明，模型预测误差小，验证该方案在船舶轨迹预测中的实用性和有效性。     

基于综合航行性能最佳的大型船舶船型参数的一种设计方法

本文提出了一种在复杂航态条件下基于船舶综合航行性能最佳的船型参数确定方法,编制了计算软件.大量计算结果表明:软件运行稳定性好、可靠性高.使用该软件能方便地得到各设计变量的航行性能综合最优可能性分布函数,该函数直观地反映了船舶最佳综合航行性能随单个设计变量的变化规律,为解决设计变量间对于性能综合贡献量化比较和船舶多航态情况下船舶综合航行性能最佳的船型参数确定提供了一种具有实用价值的方法;为船舶设计方案的综合评估、船舶参数的综合决策和提高船舶设计效率准备了条件.     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。     

构皮滩升船机中间渠道通航隧洞和渡槽的尺度研究

构皮滩水电站通航建筑物采用带二级中间渠道的三级垂直升船机方案,其中第一级中间渠道由单线通航隧洞、渡槽、明渠及错船段组成。采用水工物理模型和船模试验,对第一级中间渠道的航行水力条件、单线通航隧洞和渡槽的尺度进行了系列研究。结果表明,船舶航行阻力、下沉量和渠道内水位波动随着船舶航速的增大而增大,一定航速条件下,渠道内还将产生横波,对船舶航行安全影响较大,应避免;错船段和单线渠道的连接应平顺,并应注意船舶从单线渠道航行至错船段时,因阻力减小,造成航速突然增大的影响。试验提出了不同航速条件下的单线通航渠道合理尺度,优化了错船段的位置,建议单线渠道宽采用18 m,水深不小于3.0 m,船舶航速小于等于1.2 m/s。