弯曲航道中安全航速模型的建立及应用

本文依据船舶在弯曲航道航行时所允许的最大侧偏移量,通过数学分析,建立起船舶在弯曲航道航行时安全航速的数学模型,它为驾驶人员在弯曲航道安全航行提供了参考依据,也为驾驶自动化提供了数学模型。     

跟驰理论在受限航道水域船舶间安全间距计算的应用

为得到适用于受限航道水域船舶间安全间距确定方法,本文基于道路交通工程学的相关理论,引入船速、货种安全系数等参数构建受限航道水域船舶间安全间距计算的跟驰模型,利用该模型得到不同安全水平下,单向行驶船舶之间安全间距的表达式.以某海港进港航道两大型船舶编队进港为例,利用本文提出的船舶间安全间距确定方法从一般安全水平和充分安全水平两种情况下得到了船舶进出港安全间距值,验证了模型的科学性与有效性,为受限航道船舶间安全间距的研究提供理论依据.     

上海邮轮通航影响与保障措施研究

为保障上海深水航道内邮轮通航安全,根据上海邮轮发展现状、长江口深水航道资源状况以及超宽交会相关规定,对上海邮轮通航影响进行了分析。分析表明,在长江口深水航道资源紧张、船舶超宽交会要求限制严格、大型船舶船期要求严格的情况下,大型邮轮通航对超宽船舶的通航组织、运营效率具有较大影响。通过文献研究、经验总结等方法,从航道资源建设、航道安全管理要求和船舶的运营效率三个方面着手,提出上海邮轮通航的对策,指出当下亟需制订邮轮与其他大型船舶超宽交会的标准,落实邮轮锚地建设以及配套,确定邮轮与其他船舶进出港的优先级标准,并完善邮轮监管体系,为上海邮轮航道通航安全提供支持和保障。     

水位与航道通航能力的关系研究

水位高低与航道通航能力大小息息相关,对大型船舶(队)通过某些典型航段时尤为重要.为保障船舶航行安全,充分发挥航道通航能力,针对长江航道的特点,在总结有关剩余水深规定的基础上,分析典型船舶载重与吃水的关系,对航道通航能力进行研究,提出运用水位(或水深)预报航道通航能力的方案,对于航运管理和规划有较大的参考价值.     

基于AIS数据的船舶安全航行水深参考图

通过挖掘海量AIS数据, 提出了一种新的航道水深信息获取方法, 即构建船舶安全航行水深参考图; 采用数据预处理的方法对历史与在线的AIS数据进行清洗和修补, 生成船舶运动轨迹; 选定船舶航行区域的时间与经纬度, 采用K-means聚类算法对船舶航行过程中的吃水数据进行聚类分析, 得到不同安全航行区域的船舶分类, 运用BP神经网络模型预测并补齐AIS数据中缺失的船舶最大吃水信息; 分割船舶历史轨迹, 当子轨迹的时间间隔在10~20min时, 采用Spline插值方法对船舶轨迹中的丢失数据进行插值; 采用凸包构建同类船舶的安全航行水深区域图, 将不同吃水类型船舶的安全航行水深区域图合并, 得到船舶安全航行水深合并图; 将不同吃水类型的船舶安全航行水深合并图与航道图叠加, 得到船舶安全航行水深参考图。试验结果表明: 当聚类算法参数设置为4时, 聚类后得到4类船舶, 对应的船舶最大吃水范围分别为0.1~4.8、4.8~6.6、6.6~10.0、10.0~13.0m, 对应的至少可通航船舶吃水分别为1.8、2.4、3.3、5.0m, 说明船舶最大吃水与至少可通航船舶吃水呈正相关关系; 构建的船舶安全航行水深参考图在电子航道图中覆盖了86%的航道, 并与航道图的深水部分重合率为80%, 因此, 构建的船舶安全航行水深参考图能反映航道水深的真实情况, 满足不同类别船舶的导航需求。      

多桥水域航道通过能力仿真研究

为了确定内河多桥水域的航道通过能力,提出多桥航道的交通流仿真模型.以长江武汉段的多桥航道为研究对象,收集大量的船舶交通流历史数据,用统计的方法分析这些数据获得交通流特征,提出基于蒙特卡罗方法的船舶生成模型、队列模型、航路模型和船舶运动模型等;开发仿真系统并对模型进行验证;通过仿真实验确定多桥水域的航道通过能力.仿真结果表明,所提出的内河多桥航道交通流仿真模型是可行和有效的;在目前的通航条件下,长江武汉段多桥水域的航道通过能力与实际的交通流量相比显得非常富余;在安全航速范围内,通过整体提高船舶的航行速度可以显著提高航道的通过能力;航道水深的变化对上行和下行航道通过能力的影响具有明显的差异.     

江苏加强苏南运河通航秩序管理

为进一步加强苏南运河通航秩序管理，规范船舶航行、停泊、作业行为，保障航道畅通和船舶安全航行，提高航道通过能力，展示文明样板航道形象，江苏省交通厅发布了《关于进一步加强苏南运河通航秩序管理通告》。     

虾峙门航道航法探究

文章通过对虾峙门航道通航条件的分析,提出通过虾峙门航道安全的航行方法及注意事项,供过往该航道的船舶驾驶人员借鉴和参考。     

船舶操纵模拟器航迹叠加及其应用研究

在港航工程设计论证、船舶操纵性能测试、港口航道与码头通航安全评估等模拟试验过程中,经常需要对船舶操纵产生的航迹进行叠加显示,以分析不同工况对船舶航行的影响程度,给出船舶安全航行所需的航道宽度.基于大连海事大学研发的V-DRAGON3000型船舶操纵模拟器进行二次开发,增加航迹叠加功能,可实现多次船舶操纵试验结果的同时回访,获取各工况下船舶航迹带,用于通航安全、航道宽度设计与验证等试验结果分析及研究,并通过江阴港区的泊位工程安全通航评估论证其有效性.     

三峡水库通航支流实行船舶定线制的必要性和可行性分析

随着三峡工程及一批支流航电枢纽的建设,部分三峡水库通航支流航道条件得到了明显的改善,为改善三峡水库通航支流水域的通航状况,切实解决三峡水库通航支流水域船舶航行、停泊和作业安全出现的新情况,使库区通航支流水上交通事故降低到最小,有必要以三峡水库通航支流水域环境为研究对象,通过对库区航道通航支流水域各种通航条件的深入研究,采取各种措施,确保船舶在三峡水库通航支流航道的安全航行。     

长江干线江海联运集装箱船主尺度与动力装置选型的研究

随着三峡大坝通航、洋山深水港投入生产及长江航道近年将得到大力整治,长江流域特别是长江干线的航运环境发生巨大变化.由于洋山港特殊地理位置导致内河船舶与海船的使用均受到一定限制.在此背景下,文中应用船舶设计、船舶阻力、船舶动力装置及船舶技术经济论证等相关知识,以规划中的长江干线航运环境为基础,探讨了重庆、武汉、南京到洋山港航线的集装箱船船型、动力装置的开发与优选.     

集装箱船舶支线运输航线优化算法

以枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量为基础,分析了轴-辐式网络运输模式。以船舶最小总航行时间为目标函数,建立了混合整数规划支线集装箱运输模型。通过设计巡回路线方法实现杂交和变异,更新了解的构成,运用遗传算法求解模型。计算结果表明:当船舶容量为150 TEU时,在160次迭代后,总航行时间为708.6 h,航线数量为8条;当船舶容量分别为100、150 TEU时,在150次迭代后,总航行时间为714.6 h,航线数量为9条;对枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量进行方差分析,F检验统计量的概率值均明显小于0.05;对支线船舶容量和运营成本进行敏感性分析,增大船舶容量能够减小航线数量和运行时间,但增大了运营成本,增大枢纽港船舶限制时间能够减小航线数量;考虑航行时间和运营成本,当船舶容量为150 TEU时最合理。     

Numerical study on bank effects for a ship sailing in shallow channel

A numerical study on bank effects in shallow channels is carried out by using a first-order Rankine source panel method. A container ship sailing along a vertical bank and a sloping bank at different forward speeds, different water depths and different distances between the bank and the ship hull is taken as example. The sway force and yaw moment acting on the hull are calculated and the influences of the speed, water depth and distance between the bank and ship hull on the hydrodynamic force and moment are analyzed. This study can provide insight into the bank effects, as well as to give guidance on ship manoeuvring and control in restricted waterways, which is helpful to the navigation safety.     

破损船体的剩余极限强度评估

船舶航行安全事故的频发将业界对船舶破损剩余强度的研究推向了新的热潮.基于破损后船体剩余极限强度与外部最大载荷的指标,对某集装箱海船在碰撞和搁浅两种破损状况下的剩余强度进行了快速、有效的评估.其中,外部最大载荷依据散货船共同结构规范（CSR-JBP）计算;破损剩余强度创造性地采用非线性有限元方法求解,与假想应力法对比计算结果较好.     

内河集装箱港锚地—泊位资源配置多目标决策

鉴于锚地—泊位资源配置直接影响内河集装箱港的运作效率,且受到内河航道及岸线等设施资源制约,本文在考虑船舶通行安全的基础上,运用随机服务理论,以港口总成本和船舶在港等待时间最小为目标,建立内河集装箱港锚地—泊位配置的多目标规划模型,设计了一种针对非线性整数规划问题的实代码遗传算法,并以重庆某集装箱港作为算例,验证该模型的合理性和算法的有效性,同时分析了不同船舶到港强度和泊位服务强度下的锚地—泊位最佳配置关系,为建立和拓展内河集装箱港资源优化和配置提供理论基础.     

基于OSG和Matlab的船舶启动阶段视景仿真研究

针对船舶操纵模拟器对船舶启动状态研究的需求,以开源工具OSG作为船舶航行模拟器的软件开发平台,以7000DWT油轮的推进装置和舵为研究对象,进行运动模型数学建模,利用MultiGen Creator建立船舶及地理场景模型,并利用OSG各个工作空间功能,对上述模型进行加载,构成临近环境要素。设计运动函数实现船舶从静止至到达额定航速的加减速、转舵和正倒车操作,用MFC对开发的系统进行封装,实现对虚拟船舶驾驶及周边视景的控制,并结合Matlab为船舶航行驾驶模拟器的开发提供一种新的解决方案。     

基于BP神经网络的集装箱船舶配载问题研究

针对集装箱船舶对配载的快速性、高效性需求,根据BP神经网络对历史数据的分析,结合集装箱船舶的特性深入研究集装箱智能配载方案.基于集装箱船配载图和各卸货港信息等历史数据,通过BP神经网络对历史数据进行训练优化,挖掘其中规律,从而快速生成对各类集装箱合适的配载位置,优化装船作业,提高集装箱船舶配载效率,达到节约成本的效果.最后采用实船数据进行测试,仿真结果与实际配载结果差异率不大,说明该研究方向对于集装箱配载方案优化是有效的.     

哈尔滨市滨北桥通航宽度分析

针对弯曲河道的通航条件,分析船舶通过桥区所需要的航道宽度,以哈尔滨市滨北大桥为实例,论证各种船舶安全通航所需的航宽数据,从而科学、合理地疏导过往船舶,提高船舶在桥下通行时的安全性。     

船舶的制动和保向性研究

在狭窄或者受限制的航道或水域,如何既能够有效地对船舶制动,又能在制动的过程中不会产生较大的船舶偏转和偏移,在有限的航道或水域中对船舶进行有效的操纵．是保证船舶航行安全的要点,本文根据实际操船经验,介绍了船舶在航道或狭水道中制动时的保向措施。     

基于航行数据的北极地区船舶排放清单

基于自动识别系统分析了极地船舶航行数据, 考虑冰区船舶受力, 提出了主机功率估算模型; 选取劳氏船级社数据验证了主机功率模型的可行性与可信度; 结合3种不同的航行状态与排放因子、负荷因子建立了动态船舶废气排放模型; 选取中国远洋海运集团有限公司穿越北极地区的“永盛”轮等5艘船舶的航行数据, 使用燃油消耗法对船舶排放估算模型进行验证; 利用排放估算模型计算了北极地区船舶排放清单, 并在ArcGIS上显示排放的时空分布等特征。研究结果表明: 北极地区的各类船舶废气排放中, CO₂的排放量最多, 约为69.7%, NO_x和SO_x次之, 分别为13.3%和12.0%, CH₄最少, 为0.4%;各类船型的排放分担率最大的为集装箱船(29.3%), 其次为破冰船(28.8%), 其中集装箱船和散货船的废气排放量占比达到了50.4%;北极地区船舶废气CH₄、CO₂、CO、HC、NO_x、SO_x、PM的排放量分别为504.85、82 545.63、1 645.90、562.54、15 711.47、14 232.54、3 263.15 t, 与船舶交通流密度相符; 2016年9月散货船、集装箱船、油轮和渔船废气排放量最大, 10、11月逐渐减少, 这与该地区的冰封情况有较大关系; 一天内, 滚装船、渔船和破冰船的废气排放在11:00~18:00出现一段波峰, 这可能是由船舶的工作性质决定的。