船舶导航与海洋运输安全的发展动态与展望——TansNav 2017国际会议综述

船舶安全、智能、高效航行一直是船舶行业各领域不断追求的目标,第12届船舶导航与海洋运输安全会议 (12th International Conference on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation)的召开致力于推动船舶航行安全化、智能化和高效化的发展进程.通过对该国际会议的大会报告内容及会议论文的信息统计与分析,从船舶航行优化的角度出发,探讨了该领域的研究热点问题,包括船舶避碰、船舶领域、人因可靠性、智能船舶和能效优化等,并阐述了相关理论及技术在船舶航行优化方面的应用情况.最后,论述了船舶航行安全、智能化和能效优化等方面存在的挑战,并指出了航行安全管理与决策系统研制、航行脑系统的开发、智能能效管理与基于大数据的船队能效优化等研究将是未来船舶航行优化的主要研究方向.      

基于文本挖掘的内河船舶碰撞事故致因因素分析与风险预测

作为一种典型的高风险海事事故,内河船舶碰撞事故致因因素众多.为了明确内河船舶碰撞事故致因因素,分析内河船舶碰撞风险,选取2013年至2017年长江内河航道419起船舶碰撞事故报告作为文本挖掘语料,将语料库中的人为因素、船舶因素、自然环境因素以及管理因素作为目标数据,利用R语言和文本挖掘方法,获得包含特征值和特征值权重属性的高维稀疏的原始特征向量空间集合,对tf-idf公式进行平滑改进,解决了文本识别过程中无法识别统计较为生僻的专业名词的问题,提升了文本挖掘方法在交通运输领域的适应性.使用统计对其进行降维,获得最终33个维度的文本特征项,确定了船舶碰撞风险致因因素.通过实验验证了文本挖掘得出的船舶碰撞致因因素置信率达到了81%.以碰撞过程中的4个步骤为主线,构建基于"人-船-环境-管理"系统的船舶碰撞风险贝叶斯网络结构,计算贝叶斯网络结构中各节点的条件概率表,进行船舶碰撞风险建模.结合贝叶斯网络实现内河船舶碰撞事故的风险预测,并通过反向推理确定了人为因素是船舶碰撞事故致因中的首要因素.      

基于轨迹的内河船舶行为模式挖掘

从内河海量的船舶AIS数据中提取出有用的交通知识,辅助水上安全监管,对于研究日益复杂的水上交通安全形势具有重要意义.基于内河船舶行为特征,构造由船舶位置、航速和航向4个维度组成的船舶航行状态空间来描述船舶行为.针对传统DBSCAN聚类算法提取状态空间中相似船舶轨迹存在计算复杂高的问题,提出增量式算法改进DBSCAN算法用以高效地计算不同船舶的行为模式;然后利用核密度估计等统计方法对不同模式的船舶行为特征进行数据挖掘,得到船舶航速、航向和位置的时空分布特征规律,进一步挖掘不同行为模式下的船舶微观特征.以武汉航段的汉江分叉航道水域作为研究案例,利用所提的方法对该水域分析研究,得到了6类不同行为模式,挖掘出不同模式下分叉航道内船舶静态属性信息(船舶类型、船舶尺寸)、空间分布特征(轨迹点分布、航速分布、航向分布)、船舶到达规律等信息.利用该模型所提取的知识有助于水上监管人员迅速获取水域交通态势,从而提高水上交通安全监管的水平和效率.      

京杭运河船舶大型化和标准化指标探讨

船舶的大型化和标准化可有效提高航道和通航设施的利用率和通过能力。引入单吨面积综合反映内河船舶的吨位和平面尺度,采用船舶尺度标准化系数衡量船舶尺度的标准化程度,可将它们作为反映船舶大型化和标准化的衡量指标之一。     

我国北极航运研究的现状与热点分析

全球气候变化和北极海冰融化使得北极航道的开发与利用受到了越来越多的关注,中国学者积极参与了北极航运的一些研究.为了整体把握中国北极航运研究现状与热点,从中国知网(CNKI)核心期刊数据库选取了2000—2019年与北极航运相关的230篇文献为数据源,借助SPSS统计软件和VOSviewer文献计量软件平台,从载文量、期刊分布、研究机构、学者、关键词等方面对文献进行分析,并在此基础上从极地船舶设计、北极航线开发与利用、北极船舶航行、北极政策与地缘政治研究4个研究方向分析北极航运研究趋势与热点问题.研究表明,中国北极航运研究热点聚焦在极地船舶冰载荷计算、船舶运输经济性分析、通航环境分析、北极航线开通的影响分析、冰区航行风险识别与评价、北极水域船舶航行自由有关法律与政策分析和北极航运国际治理对策研究等方面.      

智能船舶的研究现状可视化分析与发展趋势

为了更好地把握智能船舶研究领域的前沿问题及发展现状, 针对智能船舶领域相关主题, 基于中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中2010-2020年的文献检索结果, 运用知识图谱从计量统计的角度从时间、作者、机构以及关键词4个方面系统地呈现了智能船舶领域发展的趋势、前沿和热点。在此基础上, 从智能船舶的态势感知、智能避碰、智能控制、网络通信和法律规则研究5个研究方向分析了智能船舶研究趋势和热点问题, 并提出了智能船舶人机共融及决策技术研究、编队航行风险研究以及传统/智能船舶混行风险评价研究这3个重点研究方向。研究结果表明, 从2015年开始, 智能船舶相关研究文章快速增长, 增长幅度在每年14篇以上, 平均增长率达58%; 国内智能船舶主要研究机构包括武汉理工大学、大连海事大学、上海交通大学等, 国外主要研究机构包括挪威科技大学和代尔夫特理工大学; 智能船舶领域的研究热点包括态势感知、智能避碰、智能控制、网络通信安全和法律安全。      

基于M/M/C排队模型的三峡大坝船舶待闸时长预测研究

为研究三峡大坝船舶在锚地长时间滞留待闸的问题,收集并统计了三峡坝区2013年下行方向上不同类型船舶到达上游锚地和通过船闸的流量数据,并对船舶待闸时间进行了频数统计;引入排队论方法,将船舶在三峡坝上锚地排队待闸到离开锚地的过程构建为随机输入多服务台排队系统,利用M/M/C排队模型求解系统的平均等待时间,平均队长等;将2013年船舶到达率和锚地服务率作为输入,模型计算得出的平均停留时间与实际情况的绝对误差为7.3%,表明了模型的适用性;使用不同的船舶到达率和锚地服务率参数,开展模型敏感性分析,结果表明若船舶到达率降低15%(例如15%的船舶采用翻坝运输),锚地泊位由超负荷状态转为能力充足;相反,若达到率增加15%,系统将处于不稳定状态,无法继续运行;但此时若将锚地服务率提高30%,则系统又能够恢复稳定,泊位可以满足需求.      

基于模糊结构元方法的船舶航迹拟合

在采用船舶AIS数据进行船舶航迹拟合时,传统的航迹拟合方法如最小二乘法或插值法等会平滑掉船舶位置波动的偏差,不能真实地反映出船舶位置的波动现象而失去其意义。提出基于模糊结构元的船舶航迹拟合方法,不仅能够描述船舶位置变化趋势,而且能够直观反映出这种变化趋势的不确定性程度,并通过实例进行了分析验证。     

基于船舶行为的武汉长江大桥水域货船通航规律研究

内河桥区是水上交通事故的多发水域,为保障船舶通航安全、预防和减少事故的发生,从船舶行为的角度来对船舶自动识别系统(AIS)数据开展研究,以航速和航向角作为船舶行为特征来分析上下行和水期因素对其的影响.通过对各影响因素条件下的特征数据分别采用正态分布和对数正态分布拟合,发现后者能更准确描述航行规律;同时以航速、航向角区间散点比例的统计结果来量化各因素的影响.研究表明,货船航速在下行时受枯水期影响相对明显,航速整体倾向于向较高航速区间[7,9]kn转移;货船航向角在上下行时受洪水期影响较大,其中货船上行时航向角具有增大的趋势,而下行时具有相反的趋势.      

海事安全研究发展动态 ——第13届船舶导航与海上运输安全国际会议综述

海事安全是水上交通运输中重要的研究方向之一.第13届船舶导航与海上运输安全国际会议(TransNav 2019)在波兰格丁尼亚召开,会议的主要目标是寻找海上航行、船舶导航、物流与能源、基础设施、海洋环境、航海保障以及航海经济方面的主要问题和解决方案.以海事安全为主题,对此次会议的200篇论文进行梳理,从船舶航行安全、应急安全保障和防治船舶污染3个方面探讨当前海事安全研究的热点问题.在船舶航行安全方面,从水上交通风险评估、人为因素、船舶避碰和自主船舶航行安全4个角度详细论述了该领域的研究动态.并从水上交通风险评估、船舶避碰风险量化、多船会遇局面避碰算法和自主船舶风险评估等角度分析未来热点研究方向,对未来的研究重点提出建议.      

内河船舶AIS网络通信性能研究

随着船舶数量的日益增长,密集通航水域AIS系统的信道负载迅速增大,出现系统时隙冲突、信道拥塞、AIS网络通信异常等现象,导致AIS应用的可信度降低,成为船舶航行安全的隐患.为了更为精确、及时地反映AIS网络通信性能的实际状况,基于AIS综合应用平台实时监测AIS网络通信性能指标,以长江武汉段AIS数据为基础,选取一周的指标监测数据,从网络容量、网络信道负载率、网络吞吐率、网络阻塞率、网络利用率5个方面对该水域AIS网络通信性能进行评价分析,并通过仿真研究了AIS网络通信性能的变化趋势和极限状况.研究结果表明现阶段长江干线武汉段AIS网络信道负载率在15%左右,吞吐率接近100%,通信性能良好.随着船舶数的增加,网络信道负载率达到60.5%时,出现AIS网络通信阻塞现象,并得到通信阻塞时13种运动状态下的船舶数分布.研究结果客观、准确地反映了研究水域的AIS网络通信性能,为内河海事主管机关监控、管理、调控AIS系统提供技术支撑.      

桥墩防船舶撞击研究概述

近年来随着道路交通和航运事业的发展,桥梁日益增多,船舶吨位日益增大,船舶航速也越来越快,这将给桥梁的安全带来新的问题,因此桥墩防船舶撞击问题的研究具有明确的应用背景和实际意义.目前中、美、欧洲等国的设计规范均对桥墩防撞设计做出了相关规定,然而分析发现:各国规范仍大都采用简单的静力设计法,没有反映出船桥碰撞的冲击动力本质;近年来,船桥碰撞有限元分析技术在重大桥梁工程船撞设计专题研究中得到了越来越多的应用,但工程师使用则极为困难,很难推广至一般桥梁设计.鉴于此,从桥墩自身结构和桥墩防护结构两个方面对桥墩防船舶撞击研究进行了评述,指出了目前存在的主要问题并提出了相应的建议,并提出了船桥碰撞冲击动力学理论研究的三个设计因子以及相应设计流程.     

基于AIS船舶数据的港口交通流量预测模型研究

针对当前船舶交通流量预测手段落后,精度不高的问题,利用宝船网A PI数据接口提取船舶A IS数据,依托该数据构建基因算法优化神经网络的船舶交通流量预测模型,K近邻回归预测模型、时间序列预测模型和灰色预测模型的组合预测模型.通过自编程序采集了天津港某时段的船舶交通流量数据,在剔除错误和不可用数据后,对船舶交通流量数据进行统计,分析得到了进出天津港的船舶航行特性.同时为了更直观的验证所提出的预测模型效果,与利用K近邻回归、时间序列和灰色预测模型3种方法预测的结果进行对比.组合模型进港预测的平均绝对误差、均方误差和平均相对误差分别是0.5595,1.0119和12.98%,出港分别是0.6726,1.3155和15.23%,以上指标均优于上述的传统3种模型.相比于组合模型,优化的BP神经网络模型预测结果更优,进港和出港预测的平均相对误差分别降低了3.23% 和4.76%,结论证明,组合模型和优化的BP神经网络模型具有较高的预测精度.      

船舶了望浅析

船舶了望是指船舶驾驶值班人员经常用视觉、听觉以及适合当时环境和情况的一切有效手段,对船舶周围环境和来船动态的了解.如果了望疏忽或了望不全面,对周围环境和来船动态就不能做出肯定的判断,也就不能果断地采取避让措施,那么船舶安全会让就不能保证,甚至还可能造成本船和他船人命财产的灭失.据水上交通事故资料统计发生碰撞、触礁的事故中80%以上是因为疏忽了望引起的.本文就了望的目的,了望的人员,了望的责任,了望的对象,了望的时间及了望的方式谈谈自己的看法,意在减少水上交通事故的发生.     

论乡镇船舶的安全管理

乡镇船舶事故居高不下的现状已引起各级政府的高度重和社会各界的高度关注,怎样改变这种现状,文中从船舶种类构成入手,从船舶分类管理、制定地方法规、规范船舶修造厂点等方面进行论述,并对安全隐患提出整改措施.     

船用大功率柴油机的技术发展和国内产业现状分析

一、引言 目前，我国造船业取得了较快发展，船舶出口已占造船总量的80％以上，船舶出口100多个国家和地区，成为世界排名前列的船舶出口大国。据中国船舶工业行业协会报告统计显示，2008年上半年全国造船完工量为1024万载重吨，     

统计信息要广为产销活动服务

统计信息部门是领导的耳目,是认识社会、观察社会的显微镜,也是预测未来,研究宏观战略的望远镜.从汽车工业销售工作多年来实践表明,统计是一个重要的信息反馈系统,它不仅有定性反馈,而且还有定量反馈.因此,它是信息反馈的主体.在瞬息万变的市场情况中,各方面迫切需要及时、灵敏、可靠的统计信息来反映工作的进程、效果、经验和问题.这就要求统计信息部门     

海上安全信息船舶收听率统计方法研究

通过对海岸电台覆盖范围内船舶接收安全信息情况的统计，可获知信息中心发布的信息资源的利用率，有利于工作人员选择合适的播发方式播发海上安全信息以获取更高的信息覆盖面。以统计学理论为基础建立了一种海上安全信息船舶收听率统计模型，并以实例进行分析，验证了所提模型的可靠性和实用价值。     

基于PMI与BTM的船舶事故原因文本挖掘

为了实现从海量的船舶事故调查报告中自动提取出水上交通安全知识,提出了从词语和主题2个层面对船舶事故调查报告进行语义挖掘的方法,并以100份船舶自沉事故调查报告为语料进行具体挖掘.在词语层面,使用PMI算法从事故原因文本中挖掘频繁共现的词语模式,通过文本特征词的共现揭示事故致因要素间的关联.在主题层面,使用BTM算法对事...     

浅谈船舶生活污水处理装置的PSC检查

从海事安全监管的角度,阐述了对船舶生活污水处理装置实施PSC检查的法律依据和实施PSC检查的具体措施及内容,旨在保证船舶按照MARPOL73/78公约附则Ⅳ的规定排放生活污水,防止船舶生活污水违规排放而污染海洋环境.