本期导读

正近年来,极地冰区航运成为关注热点,第24届北极条件下港口和海洋工程国际会议(The 24th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions)的召开旨在为广大极地航运的专家学者提供相互交流学习的平台。从北极冰区港口和海洋工程安全保障技术角度,对本次国际会议的报告内容进行介绍和分析,并从多角度详细阐述了北极海冰遥感监测技术、北极冰区冰载荷分析、极地规则与法律和极地船舶航行风险评估等研究的发展前沿,对当今世界上极地研究的核心脉络进行梳理和把握。针对极地冰区船舶航行及安全保障的研究热点,展望了极地冰区航运研究的发展趋     

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.      

北极东北航道经济性及未来发展趋势分析

北极航线的开通,使中欧之间的航程缩短,节省船舶航行时间,大大降低航运成本.针对北极东北航线,结合中远北极历史航次数据,从航行里程、燃油消耗、护航费用等角度,分析海冰对航线经济性的影响,并从航行里程、节省船期的角度论证北极航线的经济性优势.在经济效益研究的基础上,分析未来北极的船型趋势,干散货船、集装箱船、LNG船等将会成为北极航线商业航行上方面主流船型.鉴于海冰因素对航次的经济性影响较大,高冰级船舶将成为未来冰区船舶的设计特点.在中俄共建"冰上丝绸之路"的大背景下,极地船舶设计、极地航行保障服务、北极转运港口建设是未来北极航道的开发建设方向.      

北极东北航道航行实践与安全性研究

自北极东北航道夏季呈现可通航窗口期以来,中国远洋海运集团积极开展北极航行探索和实践.基于历年航次信息,对目前极地航行存在的问题进行分析,提出具体的解决问题措施并在航行实践中得以验证.梳理国内外的研究成果,对现阶段的北极航行风险进行分析.目前极地航行存在五大风险:通航环境恶劣、冰区编队航行经验不足、船冰碰撞及冰困、船员疲劳驾驶、冰情预报的不确定性等风险.从实际航行实践的角度出发,分析船舶航行操作风险以及应对措施.目前东北航道的基础设施尚不完善,环北极国家合作不够密切,未来应结合国家"冰上丝绸之路"战略目标,推动北极科考事业发展,加大基础设施建设,构建近北极国家战略合作平台.      

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.      

海冰影响下船舶北极水域航行风险评估方法

北极东北航线的开通大大缩短了亚洲至欧洲的航行距离,而海冰是船舶北极航行的主要威胁.针对海冰影响下船舶北极水域航行风险研究,提出基于客观监测数据的贝叶斯动态风险评估方法.通过分析船舶北极水域航行所面临主要风险因素,基于控制理论构建北极东北航道船舶航行风险评价模型.在此基础上,结合贝叶斯网络评价分析方法,根据北极水域海冰动态监测数据,实现船舶北极航行动态风险评价研究.以"永盛轮"北极航行为研究对象,对所研究航线上的航行风险变化进行仿真.评估结果表明,所提方法可实现对船舶北极水域航行风险的动态评估,并突出海冰冰情对船舶极地航行风险的影响,其中,完全无冰和完全有冰状态下的航行风险差值达0.14,模型灵敏性高.      

北极水域船舶航行风险管理研究现状分析

全球气候变暖使得北极水域作为航运通道成为可能,作为连接中欧的最短海上运输通道,北极航道正融入我国"冰上丝绸之路"战略.然而北极水域通航环境复杂多变、脆弱敏感,给船舶安全带来了很多非传统安全风险.为明晰目前北极水域船舶航行风险管理现状,通过对北极船舶航行风险管理文献进行梳理,从风险管理的公约/规则和技术2个方面分析和探讨当前的研究现状和未来的研究方向.研究表明,北极水域船舶航行风险管理研究技术受限于数据的缺乏和不确定性.随着未来北极基础建设和装备的研发,基于模型的、静态的、层次的风险识别、分析和评估研究将朝着数据化、动态化、系统化的风险预测、预报和预警的方向发展.      

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.      

破冰船护航条件下的船舶安全域划分方法

在高纬度地区的冬季,由于海冰的原因船舶航行变得较为困难,往往无法自主航行,需要破冰船进行护航和引导.在破冰船护航的狭窄冰道中,破冰船及跟随船之间存在一定的碰撞风险.因而,探究破冰船与跟随船之间安全距离与相对速度之间的相互制约关系,对破冰船护航下的船舶安全域进行划分是研究的重点.有别于传统开放水域安全模型,该研究对冰区船舶航行的最小静态安全距离进行了定义,并结合实际案例进行了安全域的分析.并将高斯混合分布的EM聚类算法应用于适合冰区护航中不同航行状态下的船舶安全域的划分.研究结果表明通过对船舶速度和安全距离数据的研究能够较好的区分出船舶的安全域,对破冰船护航下的安全航行操作提供了参考.      

北极东北航道船舶行为特征分析

北极东北航道开发和利用,对北极水域船舶通航安全管理提出了更高的要求.采用数据挖掘技术对2015—2017年北极东北航道船舶自动识别系统(AIS)的数据进行了处理与分析;采用Douglas-Peuker算法,对海量船舶AIS轨迹数据进行抽稀与验证;然后利用KD-Tree、DBSCAN和族心确认算法,对海量船舶AIS轨迹点进行了时空聚类分析;成功提取了船舶类型、船旗国、船舶轨迹、船舶密度及船舶速度等船舶行为特征,探索研究了船舶行为特征对于北极东北航道能源、环保及海上交通服务的作用与意义.研究表明,北极东北航道航行船舶以渔船和货船为主,船旗国以靠挪威和俄罗斯籍为主,船舶活动区域集中在巴伦支海与挪威海,主航道主要以8~15 kn速度航行.      

深远海漂浮式风电场对海事雷达回波的衰减仿真研究

作为一种大型海上结构物,深远海漂浮式风电场会给周边海域的航海安全带来多种不利影响.其中,最令海事部门担心的就是海事交管雷达受到风电场遮蔽所带来的影响.针对海洋环境和风机分布情况,分别研究了海事雷达回波在深远海风电场水域的衰减特征,通过理论分析并结合仿真模拟的方法,模拟计算了相关海域的雷达回波损耗情况.仿真结果与上海东海风电场实测数据进行了对比,证明了该方法的有效性.在此基础上,以上海深远海海域海上风电场选址方案为例,对比分析了该风电场的多个选址方案对周边海域通航安全的影响程度,并从船舶航行安全的角度对其中1个方案进行了优化,该优化方案得到了上海市深远海域海上风电重大示范工程设计及研究人员的肯定.      

美国货车交通安全理论研究与技术应用现状及展望

世界经济的快速发展必然带动货运交通量迅速增长,受道路条件、车辆性能和不良驾驶行为等因素综合作用,货车交通事故易发,且经常造成严重的人身财产损失.为提高货运车辆交通安全管理水平,从货车事故理论、主动安全防控技术、安全仿真建模技术3个方面回顾美国货车交通安全技术的研究脉络和主要实践成果,总结公路货车交通安全研究的模型框架、研究热点、主要信息系统及分析技术,探讨有效推进货车交通安全理论研究、技术装备研发和管理实践探索的关键问题和研究趋势.研究发现,翔实可靠的数据是开展货车交通安全理论研究的基础,主动安全理念逐步贯彻于货运交通系统建设和运营全过程,各类仿真技术能够有效拓展货车交通安全研究的广度和深度.      

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CiteSpace知识图谱的新能源汽车研究热点与发展趋势分析

基于科学知识图谱方法和可视化工具CiteSpace,以1991~2020年CNKI和WOS收录的新能源汽车期刊文献作为样本,从时间和空间上展示该领域中各国科研实力、学者合作情况及研究主题等,分析核心科研力量、前沿热点以及演变趋势。研究表明,中美科研实力强劲,但中国的整体科研力量分散;该领域的研究在政策重视度和资金支持度方面存在依赖性;未来的研究仍聚焦整车集成控制、电池研究、驱动系统和智能化等技术方向,以及政府政策、消费偏好、市场渗透等发展方向。     

新疆某公路涎流冰病害成因分析及防治

在我国新疆、内蒙以及东北等寒冷地区流涎冰病害广泛分布,这也是寒冷地区道路建设中经常遇到的难题。它会造成水毁、塌陷、裂缝、板块破坏、边坡塌陷、滑坡、剥落、路基失稳等道路病害,对道路安全及畅通产生严重的影响。本文通过对新疆阿勒泰地区某道路涎流冰病害进行调查,对本道路存在的涎流冰病害成因进行分析和研究,并提出了相应的防治措施,对类似的工程提供了经验。     

海上风电项目建设对通航安全的影响分析及对策

针对风电项目建设水域内的施工船舶和其他过往船舶受风、流等影响而存在的潜在危险,从船舶操纵及海上交通安全管理角度出发,针对船舶失控后受风、流作用发生漂移的规律和机理进行探讨,并对在特定风速、流速下产生的漂移量进行对比分析。针对海上风电项目特点制定了船舶安全航行与防范措施。     

冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题，对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用，明确研究中的关键问题和未来发展方向，综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先，阐述了冰雪对交通带来的影响，揭示了人、车、路三者与交通事故的关系，明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降；然后，讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法；进而，对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性，提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求；最后，总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式，其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法，动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法，综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化，是未来冰雪路面智能管控的主要方式。     

内河航道多桥梁施工水上交通组织

结合大芦线航道整治二期工程20座跨航道桥梁施工的水上交通组织实例,重点阐述了该工程采取的具体交通组织措施,包括引入第三方警戒单位、设置临时停泊区、建立水上交通安全管理体系、部署水上交通的总体方案、设置水上通航安全警戒标志、编制安全应急预案等。这些措施为大芦线工程的顺利推进起到了重要作用,可为今后内河航道多桥梁施工的水上交通组织提供借鉴经验,具有广泛的推广价值。     

飞行员前瞻记忆失误的研究现状及展望

前瞻记忆作为个体的一项重要认知能力,对飞行员驾驶安全行为或意图执行产生重要影响。为了更好地理解前瞻记忆失误在飞行情境中的发生机制及其干预策略,回顾了飞行员前瞻记忆失误的典型情境及其对飞行安全的影响,介绍了目前有关前瞻记忆在基础认知领域的研究取向和手段及其在航空应用领域的研究范式、主要内容以及所取得的研究成果。通过分析研究现状和存在的问题,结合当前相关技术的发展情况,针对飞行员发生前瞻记忆失误的行为特征及其心理机制,指出了将来研究的趋势和方向。