船舶操纵模拟器用于桥梁通航安全评估的方法

文中在大型船舶操纵模拟器的基础上,通过对船舶进行通航模拟实验,研究对桥梁的通航孔进行通航安全评估的一般方法,包括当地水域电子海图的制作、外界环境的模拟、三维视景的开发、船舶运动模型的建立、方案要求及实验计划的设计,最终得出结论,提出通航安全方案和船舶交通管理的建议。     

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。     

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。     

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。     

高坝通航建筑物通航隧洞断面经济性分析

针对未来即将有所发展的高坝通航建筑物通航隧洞设计领域,结合船舶临界航速的计算公式,以溪洛渡枢纽通航隧洞为例进行了隧洞断面经济性分析方面的研究。提出隧洞断面经济性分析的思路应该结合通航建筑物单向过闸时间来确定隧洞内水域的断面系数,最佳的原则是让船舶通过隧洞的时间与通航建筑物单向过闸时间基本相等,使二者匹配起来,然后通过隧洞长度与航行时间计算船舶的设计航速,并由此反算断面系数和进行断面尺寸的设计,从而达到通过能力与工程投资额的最佳平衡点。     

苏通大桥桥区主通航孔船舶定线制方案研究

运用船舶运动理论，计算在各种不利条件下，船舶通过苏通大桥桥区水域时所需的航道宽度，论证主桥孔通航净宽的取值及从大桥主通航孔上下行航路设置方案中选择方案4是符合安全要求的。     

引水工程江渠交汇水域通航条件研究

在大型江渠交汇水域,水流运动特性复杂,船舶能否安全进出交汇口水域是引水工程通航建筑物设计需要解决的难点。文章利用大型船舶操纵模拟器,以水流与船舶操纵运动数学模型偶合计算为基础,对引江济汉工程江渠交汇水域通航条件进行了优化研究,同时提出了交汇水域船舶的避让方式。     

基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模

针对当前采用的航道改造对船舶通航能力影响模型精确度不高,无法准确描述航道改造对船舶通航能力影响问题,提出一种基于bim的航道改造对船舶通航能力影响建模方法,通过计算航道弯曲半径,及船舶安全通过的最小弯曲半径,分析航道弯曲半径与船长关系,计算船舶能够顺利通过的弯曲航道宽度,通过分析交通事故数与航道曲率之间的关系,利用最小平方法确定交通事故数与航道曲率之间关系误差,从而建立航道曲率与相对事故量模型。在此基础上,建立航道水深和航道宽度的计算公式,计算了顺直河道单线航行和双线航行航道宽度,确定了顺直河道长宽比与船长的关系,并计算船舶安全通过弯曲河道所需最小航宽,并对其中参数进行计算,综合二者对船舶通航能力影响,建立航道改造对船舶通航能力影响建模。实验证明,所提方法能够准确描述弯曲河流和航道尺寸与船舶通航能力之间关系。     

桥梁通航孔船舶通行能力研究

跨海大桥的建设有利于促进两岸及其周边地区发展，进一步提升城市竞争力，对于整个地区的经济、社会发展都具有深远的、重大的战略意义。然而，大桥的建设改变了当地的船舶通航环境，通航孔宽度影响船舶自由航行。因此，有必要对桥区水域船舶通行能力进行研究。基于航海操纵模拟器，模拟船舶紧急制动距离，运用排队论的相关理论，分析大桥通航孔船舶通行能力，为建立桥区通航管理规则，合理规划过桥等待锚地提供参考，以利于保障桥区水域船舶航行安全。     

黄骅港煤炭港区超限船舶对航道通航效率的影响

针对黄骅港煤炭港区人工长航道通过能力有限的现状,研究LNG船舶等超限船舶严格的通航规则对煤炭船舶通航效率产生的影响。基于通航管理现状,采用多智能体仿真建模方法,构建煤炭港区船舶-航道-泊位作业仿真模型,通过6组工况分析定量评价超限船舶进出港产生的通航效率影响。结果表明,年到港超限船舶达到70艘次时,单船造成的延误船舶超过2.4艘次,延误时间超过1.1 h,且超限船舶管制规则越严格,产生的影响越大。建议煤炭港区严格控制超限船舶数量,保证煤炭船舶通过能力。