面對(duì)日益增長(zhǎng)的船舶噸位以及繁忙的江、海輪混合的船舶運(yùn)輸,航道通過(guò)能力和服務(wù)水平受到影響。深入航道船舶交通流規(guī)律,有利于優(yōu)化水運(yùn)交通組織方式,保證航道的通行效率和航行安全,具有重要研究意義。本文考慮船舶交通特征,提出基于前船航速的船舶領(lǐng)域模型,建立航道順直段船舶交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型,分析不同船舶領(lǐng)域以及船舶尺寸對(duì)船舶交通運(yùn)行特征的影響。針對(duì)船舶航行實(shí)際情況,結(jié)合航運(yùn)安全規(guī)則,考慮船舶安全間距,基于元胞自動(dòng)機(jī)建模原理,建立了順直航段可換道的雙向交通流仿真模型:以京杭運(yùn)河實(shí)際通航資料對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合船舶領(lǐng)域、停車視距的概念,分析了定值船舶領(lǐng)域、基于簡(jiǎn)化法計(jì)算制動(dòng)距離的船舶領(lǐng)域、基于積分法和考慮相對(duì)速度的船舶領(lǐng)域的計(jì)算模式。通過(guò)仿真分析船舶領(lǐng)域、船舶尺寸以及航道瓶頸對(duì)航道交通流的影響,結(jié)果表明:在自由流階段,與運(yùn)河實(shí)際通航船流數(shù)據(jù)擬合較好的船舶領(lǐng)域模型在高密度交通流狀態(tài)下差異較為顯著,若將以往經(jīng)過(guò)低密度交通流驗(yàn)證的船舶模型直接用于高密度交通流進(jìn)行仿真分析,存在一定風(fēng)險(xiǎn);針對(duì)長(zhǎng)江深水航道船型,在不同船舶尺寸下,航道的船舶航行速度分布差異較小,對(duì)于不同船型組成,長(zhǎng)江航道的船舶航速極... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

船舶領(lǐng)域長(zhǎng)軸計(jì)算示意圖

第三章船舶交通流仿真模型27《長(zhǎng)江江蘇段船舶定線制規(guī)定（2017）》中要求在可以追越的航道中，追越船必須按規(guī)定鳴放聲號(hào)，并取得前船同意后，方可以追越。被追越船應(yīng)當(dāng)同意追越船追越，并應(yīng)當(dāng)盡可能采取讓出一部分航道和減速等協(xié)助避讓的行動(dòng)。演化規(guī)則中采用考慮前方船速的船舶安全間距對(duì)船舶行為進(jìn)行判別：圖3-1船舶追越過(guò)程示意圖1）船舶換道判別：船舶追越需綜合考慮追越動(dòng)機(jī)、對(duì)向航道空間條件和本航道空間條件，使追越行為能夠改善該船航行狀況，并且不會(huì)對(duì)臨近水域其它船舶造成安全隱患，設(shè)定以下判別算法：（1）船舶受到前方慢船阻塞，水域空間不能滿足其以期望的速度航行：111jjiiVtVt，NL式中，Vi(t)、V1j(t)分別表示第i個(gè)元胞上的船舶以及其同航道的前船速度；N1j、Li分別表示第i個(gè)元胞上的船舶與同航道的前方船舶之間空的元胞數(shù)與所需的安全間距；模型中所有參數(shù)的上標(biāo)“1”的含義為與i船同航道，上標(biāo)“0”表示對(duì)向航道的參數(shù)。（2）對(duì)向航道前方、后方航段的交通條件較好，即航段內(nèi)有足夠的空間供其安全航行：0000oppjbbNL，NL式中，N0j（N0b）、L0j（L0b）分別表示第i個(gè)元胞上的船舶與對(duì)向航道的前（后）方船舶之間空的元胞數(shù)與所需的安全間距。（3）船舶在完成追越后，前方有足夠的空間使其返回母航道，避免長(zhǎng)期占用對(duì)向航道而堵塞航段或造成安全事故。11"backjNL式中，N0j’表示第j個(gè)元胞上的船舶與航道的前方船舶之間空的元胞數(shù)；L0j表示i船考慮回歸原航道時(shí)前方船舶所需的最小追越空間。（4）即使在上述條件均滿足情況下，追越行為也僅能按一定概率發(fā)生，一方面是考

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文40到的時(shí)空?qǐng)D，從圖中可知，對(duì)向航道來(lái)船可能會(huì)造成本航道船舶的慢化和輕微擁堵；在考慮前船速度的船舶安全間距下，航道船舶分布更為均勻，即不存在長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)船，也沒(méi)有很明顯的擁堵現(xiàn)象，航道使用效率和服務(wù)水平均較好。a）積分法b）Coldwellc）簡(jiǎn)化法d）相對(duì)速度圖4-2低密度時(shí)不同船舶領(lǐng)域?qū)?yīng)的的航道時(shí)空?qǐng)D圖4-3為在航道船流密度增大的情況下，對(duì)于船舶領(lǐng)域取不同的幾組值進(jìn)行仿真得到的時(shí)空?qǐng)D，不同船舶安全間距下航道中船舶的疏密程度即擁堵情況不同：由于安全間距的控制，船舶進(jìn)入航道的時(shí)間受到影響，Coldwell模型中船舶間距較大，致使能夠進(jìn)入航道中的船舶不多，所以船舶分布比較均勻，這雖然保證了航道在某種程度上的服務(wù)質(zhì)量，但是航道通過(guò)能力受到影響。對(duì)于另外三種船舶安全間距，擁堵出現(xiàn)的時(shí)間和空間位置有一定區(qū)別，并且擁擠程度也不同，定量分析見(jiàn)下文三參數(shù)分析。a）積分法b）Coldwell

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]船舶智能化研究現(xiàn)狀與展望[J]. 柳晨光,初秀民,謝朔,嚴(yán)新平.  船舶工程. 2016(03)
[2]基于可接受間隙理論的內(nèi)河港區(qū)段航道通過(guò)能力[J]. 何良德,許忠厚,董曉紅,王俊杰,陸園園.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(22)
[3]基于元胞自動(dòng)機(jī)的船舶交通仿真模型及應(yīng)用[J]. 李偉峰,馬文耀,王慶武,于家根,嚴(yán)粱.  中國(guó)航海. 2015(02)
[4]多橋水域航道通過(guò)能力仿真研究[J]. 徐武雄,初秀民,劉興龍.  交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2015(03)
[5]內(nèi)河水網(wǎng)航道通過(guò)能力仿真[J]. 牟軍敏,陳曦,陳琳瑛,唐偉明,劉瑩.  中國(guó)航海. 2015(01)
[6]橋區(qū)航道船舶通過(guò)能力仿真[J]. 侯海強(qiáng),余玉歡,嚴(yán)新平,劉興龍.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]船舶交通流建模與仿真研究進(jìn)展[J]. 徐武雄,初秀民,劉興龍.  水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]基于停船視距和積分運(yùn)算的船舶領(lǐng)域計(jì)算方法[J]. 劉金龍,張瑋,劉曙明.  中國(guó)港灣建設(shè). 2014(09)
[9]內(nèi)河航道船舶交通流研究[J]. 吳中,王雪潔.  貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[10]基于時(shí)空資源理論的受限復(fù)雜航段船舶通過(guò)能力[J]. 譚志榮,王茂清,劉敬賢,劉釗.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)

碩士論文
[1]內(nèi)河梯級(jí)多線船閘交通建模與仿真分析[D]. 孔莊.東南大學(xué) 2017
[2]京杭運(yùn)河船舶交通流特性研究[D]. 唐月明.東南大學(xué) 2016
[3]航道交匯水域船舶交通組織的影響分析[D]. 鄭娟.大連理工大學(xué) 2011
[4]瀾滄江船舶航行誘導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 喬春福.大連海事大學(xué) 2011
[5]長(zhǎng)江干線典型航道通過(guò)能力仿真研究[D]. 張蕾.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2997553