港口航道的通过能力与船舶行为探析

航道的通过能力对航运事业与港口经济的发展具有重要影响。现今,伴随着船舶种类的多样化、进出港口的船舶数量增加、各港口间的运输网络复杂化,进出港口的船舶交通流也日趋复杂。研究港口的通过能力与港口航道的船舶行为已成为港口航道设计至关重要的热门话题。     

桥区航道船舶通过能力仿真

为合理分析计算桥区航道船舶通过能力,根据武汉长江大桥桥区航道船舶AIS数据及实测数据,分析船舶类型比例、船舶尺寸分布规律、船舶到达速度分布规律、船舶到达规律分布和船舶间时距等数据特征,利用VC编程生成仿真船舶交通流,并嵌入电子江图,实现数据的可视化输出.建立桥区航道船舶通过能力仿真模型,通过数据输出及分析处理,实现桥区航道船舶通过能力的分析计算,可为桥区航道规划设计及航道整治提供理论依据.     

海上突发事件下的航道通航效率分析

为研究海上交通突发事件对港口航道通航效率的影响,以交通波理论为基础,结合港口航道船舶交通流特性,分析突发事件时航道内船舶的聚集和消散过程,建立海上交通突发事件时空影响模型。以厦门港超大型船舶进港单向通航为例,定量计算出单向通航时最大排队长度及阻塞时间,为海事主管部门在超大型船舶进港时制定相应措施提供理论参考依据。     

内河航道船舶交通流研究

本文在分析内河船舶航行特点的基础上,应用水流阻力和船舶制动距离计算公式,提出了平原地区内河航道船舶跟驰的安全间距模型,并以双向单航道直线段基本航段和500 t级典型内河船舶为研究背景,建立了基于Anylogic平台的仿真模型。交通流理论结合仿真结果,给出了船舶交通流的基本图模式,分析了水流对交通流的影响以及船舶交通流基本图的特征。     

浅析桥区航道船舶通过能力

航道交通通过能力的大小直接影响整个港口通过能力的发挥,本文主要对于桥区航道船舶通过能力进行探讨,主要包括航道条件、船型、吨位及畅行速度和船舶模型等方面,以期对于我国水上交通设计起到积极作用。     

天津港大沽沙航道交通组织优化

为保障天津港大沽沙航道通航安全畅通,对该航道通航环境和交通现状进行了研究,统计分析了大沽口港区和南疆南港区泊位及到港船舶情况,通过分析通航时间和通航密度,计算了航道实际通航能力,指出该航道交通组织优化的必要性.依据港口发展规划,对港区货物吞吐量及到港船舶数量进行了预测,在此基础上提出了大沽沙航道交通组织优化模式和安全保障措施及建议.     

锚地泊位系统服务能力仿真

为完善锚地规模论证分析理论,考虑航道状态对船舶通航的影响,将锚地和泊位相结合建立船舶离散状态转移模型,并对港口服务系统进行计算机仿真.基于船舶到港、泊位服务时间分别服从泊松与负指数分布,在不同锚地规模、泊位数及其服务效率下,分别计算船舶排队队长、排队概率与船舶锚泊时间,并讨论港口服务能力.仿真结果对港口服务能力的合理规划和组织具有重要的指导意义.     

Y形分叉复式航道船舶交通调度优化建模

为解决复式航道中存在的船舶交通冲突,以天津港复式航道为原型,抽象出一种Y形分叉复式航道模型.基于该航道船舶交通流特点及航行规则,划定影响航道船舶交通的三个关键区域,分别构建航道入口处主、辅航道及航行模式分配模型,警戒区主、辅航道交通流转换模型及Y字航道口分合流模型,以船舶总等待时间最小为目标函数,建立复式航道船舶调度数学模型,并设计相应的遗传算法求解模型.基于船舶进出复式航道模拟数据,利用MATLAB进行仿真实验.经过航行连续性、安全性、调度高效性分析,验证了模型的合理性及算法的有效性,可为VTS管理人员进行复杂水域船舶交通管理提供辅助决策.     

基于排队论的元胞自动机在港口交通流的研究

将排队论和元胞自动机相结合研究了单航道2上船舶进港时港口交通流的情况.当船舶进港时,将进港船舶和岸上的监控中心看作排队论的两个基本要素,采用数值模拟手段研究服务效率对整个船舶交通流的影响.数值结果表明:在无安全船距或较短服务时间的条件下,服务比率和平均通过率越大,船舶密度越小.     

基于回归-卡尔曼滤波组合模型的航道整治区域船舶交通流时空预测

为分析及预测工程不同阶段航道整治区域船舶交通流量变化,通过确立研究断面,获取交通流数据,对研究断面处的船舶交通流时空特性进行分析.基于现有数据,将回归模型预测值替代卡尔曼滤波模型中的状态转移值,建立回归-卡尔曼滤波组合模型,在卡尔曼滤波模型预测具有实时性的基础上,提高预测精度,并利用历史数据进行了预测.预测结果与实际数...     

工程船穿越航道时间计算模型与应用

为防止船舶穿越航道过程中因穿越时机选择不当而与航道通航船舶发生交通冲突,减小船舶碰撞风险,根据主航道的船舶航行环境、航行状态等因素,建立工程船穿越模型,并利用MATLAB软件对该模型进行编程,通过定量计算得出工程船的安全穿越时机,最后将建立的穿越模型应用于工程船穿越主航道的实际案例中,并对影响穿越时间的因素进行了分析。实例结果显示,该模型可根据通航船舶航行信息计算出合理的穿越时间段,为船舶穿越主航道的时机选择提供参考,还可以通过改变工程船穿越航道的相关航行参数对计算结果进行适当调整。     

基于场方法的船舶交通流分析

为大范围、高精度地研究船舶交通流特征,引入场方法对船舶交通流进行分析.该过程基于理想的网格布置,以AIS船舶交通流数据为样本值,运用Delaunay剖分进行三角插值,得到船舶交通流流场分布图.与实际交通流情况的对比分析表明,场的形式能够较好地表征船舶交通流分布特征和航行水域安全状态;采用船舶交通流流场分析结果,可以提高船舶航行安全预警和海事安全监管的有效性.     

优先随机慢化模型的密度波动与相变

引入局域密度几率分布分析3种不同交通相之间的转化,运用序参量研究平均车流量的2个临界点的相变行为来计算机仿真交通流模型——优先随机慢化模型（Noise—First）。数值模拟结果与实际测得的相变结论较吻合。该模型能够真实反映交通状况。     

基于效用理论的车辆换道交互行为及决策模型

研究分析道路交通环境下的车辆换道交互行为,客观反映车辆微观行为特性及宏观车流运行规律。通过分析车辆换道微观驾驶行为,构建Logit模型定量分析驾驶人换道行为决策过程,基于“效用理论”思想,实现驾驶人决策效用最大化。选取青岛市杭鞍快速路实际交通流为研究背景,标定模型相关参数;进一步仿真验证了分层Logit模型的准确性。研究成果可为智能网联交通环境下的车车交互、车路协同和自动驾驶系统提供理论支撑和方法依据。     

平面交叉口车流启动波的测量研究及其应用

通过实际观测和统计分析,论证了在城市道路状况发生很大变化的情况下,低速混合型城市交通流的流体动力学模型及相应的计算交通状态指数的经验公式,仍然能够较好地刻画平面交叉口红灯转绿灯时车流启动时间依赖左转车比例和车流排队长度等条件的定量变化规律,从而为该模型的应用提供了必要条件。     

基于视频数据的道路通行能力分析及车辆排队长度模型

根据2013年全国大学生数学建模竞赛A题提供的交通视频,采集了相关数据,对数据进行仿真分析,得出了车辆变道行为发生率越高实际通行能力越低的关系,分析了实际通行能力随时间变化的趋势,并建立了数学模型.分析了占道不同对实际通行能力影响的差异,先从统计学的角度利用曼-惠特尼U检验对两种情况下实际通行能力数据进行显著性差异判断,然后结合现场交通实际情况对实际通行能力存在差异的原因进行分析.基于交通二流理论的思想,计算了车辆的排队长度.建立BP神经网络模型,模拟交通事故路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量间关系.经检验,此模型拟合效果好、泛化能力强,平均预测误差仅为3.0168%.     

港口航道交通流仿真模型的研究

根据海上交通工程方法研究了交通流的生成与发展规律以及交通网络的时空分布,提出了基于航路的港口航道交通流的仿真模型,其中船舶避碰模型采用操船者主观危险度SJ模型,开发了以电子海图为背景的仿真系统,仿真结果与客观事实相符。     

复杂水域船舶交通组织研究综述

船舶大型化、日益增大的船舶交通流和受多种因素影响的通航水域的复杂性,对海上船舶交通管理提出了更高要求。相对于需要巨大投资的通航水域“硬件”条件的改善,科学合理的船舶交通组织管理是保证船舶安全、缓解拥塞、提高航道通航效率的一种性价比高且实用的途径。因此,研究复杂水域的船舶交通组织具有重要的意义。从研究对象、内容、方法等方面梳理了复杂水域船舶交通组织的研究现状、分析了现有文献研究的特点以及取得的成果,并在此基础上结合实际需求从五个方面为下一步复杂水域船舶交通组织的研究方向提供了参考。