船舶操纵模拟器的电子海图研究与开发

近年来,船舶操纵模拟器在港航工程设计论证、船舶操纵性能测试和港口航道与码头通航安全评估等方面起到非常重要的作用。电子海图是船舶操纵模拟器的关键模块,所有的模拟航行都在电子海图上进行,能提供水深、航标及航道等信息。本文主要研究电子海图在船舶操纵模拟器中的作用,开发及注意事项。     

基于仿真试验的头门港进港航道宽度有效性分析

航道宽度是航道设计的重要尺度之一。在分析航道宽度有效性文献的基础上,针对台州港头门港进港航道的实际情况,开发了船舶模型、电子海图、虚拟场景,设置了典型风、流工况在航海模拟器中进行试验,并对航行试验的船舶航迹带予以统计分析,从而验证了头门港进港航道宽度的有效性。     

基于船舶操纵模拟试验的通航安全评估论证方法

随着港口建设的蓬勃发展,新建港口的设计航道和掉头区域及泊位是否符合设计船型的需要,无法用实际的船舶进行验证,但可在船舶操纵模拟器上实施大型船舶通航安全的模拟试验,并对结果进行评估,进而对航道设计或改造工程进行验证.     

基于模拟器试验超大型集装箱船弯曲航宽研究

运用船舶操纵模拟器模拟试验的方法,通过分析风、流压差角等参数对超大型集装箱船航迹带宽度的影响,提出了超大型集装箱船通过弯曲航道时所需航道宽度的计算方法.     

基于船舶操纵模拟试验的通航安全评估论证方法

随着港口建设的蓬勃发展,新建港口的设计航道和掉头区域及泊位是否符合设计船型的需要,无法用实际的船舶进行验证,但可在船舶操纵模拟器上实施大型船舶通航安全的模拟试验,并对结果进行评估,进而对航道设计或改造工程进行验证。     

内河航道横流对船舶航行的影响

为了使船舶能安全通过航道内的横流区域,利用水槽进行遥控自航船模试验,提出了内河航道横流对船舶航行横漂速度、漂角、航迹带宽度和漂距影响的经验公式,分析了Ⅳ与Ⅴ级航道横向流速的限值范围。分析结果表明:横流对船舶航行的影响程度主要与对岸航速成反比,与横流的大小及区域长度成正比,与船型大小(航道等级)成反比,同时与驾驶员的航行经验和初始船位有关;在限制航路航行方式过程中,Ⅳ与Ⅴ级航道对岸航速为2、3、4m·s-1时,可克服的一个船长内横流限值为0.48、0.58、0.70m·s-1。     

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。      

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.     

弯曲河道对船舶通航影响的研究及对策

文章分析弯曲河道水流运动特性,结合船舶操纵性能,论证了河道弯曲与船舶安全航行之间的关系,提出弯曲河道船舶安全通航的对策,达到避免碰撞的目的。     

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。