船舶进出港安全间距对沿海港口航道通过能力的影响

论文摘要

鉴于我国港口的迅速发展,部分沿海港区航道容量趋于饱和,水路交通环境日益紧张,已成为制约港口健康快速发展的因素之一。船舶进出港安全间距作为控制同向行驶船舶距离的安全参数,是综合反映航道安全水平的重要量化指标,直接影响船舶在航道中行驶的安全性以及航道通过能力,从而影响整个港口通过能力的发挥。本研究基于船舶领域理论,剖析现行的安全间距确定机理与表示方法,总结其优缺点及适用性；在此基础上,引入船舶跟驰模型,充分考虑船型尺度、船舶操纵性能以及货种安全性等多项因素,提出具有不同安全水平的船舶进出港安全间距表达式。另一方面,从沿海港口船舶航行作业系统的实际流程出发,以安全间距为主要控制因素,构建基于不同形式安全间距的沿海港口航道通过能力仿真计算模型。同时,本研究为进一步分析安全间距对航道通过能力的影响,针对不同的港区及通航条件设计仿真试验,对主要影响因素进行工况组合,以基本状态下的沿海港口航道通过能力为标准,提出安全时距影响因素与不同安全水平下的安全间距影响因素,给出相应的计算表达式,并通过敏感性分析,确定在不同条件下安全间距对航道通过能力的影响变化情况。最后,进行算例分析,对仿真结果与相关结论进行验证,并通过不同形式安全间距的横向对比,提出推荐安全间距。本研究初步探究了安全间距对沿海港口航道通过能力的作用机理,研究成果可为沿海港口的航道规划、设计以及运营管理提供理论参考。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究背景
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 内河航道通过能力研究现状
• 1.2.2 沿海港口航道通过能力研究现状
• 1.2.3 计算机仿真技术在港口生产作业系统中的研究现状
• 1.2.4 港口航道水域船舶交通安全研究现状
• 1.3 主要研究内容与方法
• 1.4 论文基本思路与结构
• 2 沿海港口航道通过能力基本概念
• 2.1 沿海港口船舶航行作业系统及构成要素
• 2.1.1 港口生产作业系统概述
• 2.1.2 沿海港口船舶航行作业系统概述
• 2.2 沿海港口航道通过能力概述
• 2.2.1 沿海港口航道通过能力定义
• 2.2.2 港口服务水平评价指标
• 2.2.3 沿海港口航道通过能力影响因素分析
• 3 沿海港口航道船舶进出港安全间距确定机理与表示方法
• 3.1 基于船舶领域模型的船舶进出港安全间距确定机理
• 3.1.1 藤井模型
• 3.1.2 Goodwin模型
• 3.1.3 内河船舶领域三维模型
• 3.2 基于船舶跟驰模型的船舶进出港安全间距确定机理
• 3.2.1 跟驰理论
• 3.2.2 基于船舶跟驰模型的安全间距表达式
• 3.3 沿海港口航道船舶进出港安全间距表示方法
• 3.3.1 基于安全时距的安全间距表示方法
• 3.3.2 基于船长倍数的安全间距表示方法
• 3.3.3 基于跟驰模型的安全间距表示方法
• 4 基于不同形式安全间距的沿海港口航道通过能力仿真计算模型
• 4.1 仿真模型设计
• 4.2 仿真模型参数确定
• 4.2.1 船舶参数
• 4.2.2 航道参数
• 4.2.3 潮汐参数
• 4.2.4 港区泊位参数
• 4.2.5 自然条件参数
• 5 安全间距对沿海港口航道通过能力的影响
• 5.1 基本状态下的沿海港口航道通过能力
• 5.2 安全时距对沿海港口航道通过能力的影响
• st'>5.2.1 安全时距影响系数K_st
• st'>5.2.2 不同港区及通航条件下的安全时距影响系数K_st
• 5.3 不同安全水平下的安全间距对沿海港口航道通过能力的影响
• 5.3.1 不同安全水平下的沿海港口航道通过能力
• sl'>5.3.2 安全间距影响系数K_sl
• sl'>5.3.3 不同港区及通航条件下的安全间距影响系数K_sl
• 6 算例分析
• 6.1 基于安全时距的沿海港口航道通过能力算例分析
• 6.1.1 仿真法
• 6.1.2 公式法
• 6.2 基于不同安全水平的沿海港口航道通过能力算例分析
• 6.2.1 仿真法
• 6.2.2 公式法
• 6.2.3 安全间距的选择方法
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢