【摘要】：近年來,隨著內(nèi)河航運經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,船舶貨運量逐年增加,水利樞紐工程建設也逐步增多。大型水利樞紐是多種類型水工建筑物的綜合體,兼顧防洪、發(fā)電、蓄水、通航等多種功能,是利國利民興利除害的大型工程。目前我國已有上千座水利樞紐,這類水利樞紐工程的建成在一定程度上有利于改善航道通航條件。但該類工程通常建在內(nèi)河水域,占用通航水域范圍大,工程施工期間涉及施工工藝繁雜,工期跨度大,并且會對原本內(nèi)河航道的通航環(huán)境及正常的交通組織秩序產(chǎn)生不可避免的影響,給船舶通航帶來不可忽視的風險。由于大型水利樞紐施工期長,施工范圍、作業(yè)強度、環(huán)境等隨著施工進度而不斷變化,因此,對工程施工期的通航風險進行動態(tài)分析,針對不同施工階段分別進行通航風險的定量評價,是保障大型水利樞紐施工期船舶通航安全的關(guān)鍵技術(shù)。論文通過對大型水利樞紐及其長施工期的通航特征進行分析,提取大型水利樞紐施工期的船舶通航風險因素,并對通航風險因素的不確定性及隨機性特點進行表征,最終依據(jù)大型水利樞紐施工期及通航風險因素的動態(tài)變化特點構(gòu)建了大型水利樞紐施工期的通航風險動態(tài)評價模型,主要研究內(nèi)容如下:(1)大型水利樞紐施工期通航風險因素識別。利用綜合安全評估(Formal Safety Assessment,FSA)方法框架,通過分析大型水利樞紐及其施工期的船舶通航特征,利用改進的人因分析與分類系統(tǒng)(Human Factors Analysis Classification Systems,HFACS)框架對大型水利樞紐施工期通航安全風險因素進行識別。根據(jù)大型水利樞紐系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來源和特點,提出了基于證據(jù)推理理論/層次分析法(Evidential Reasoning Approach,Analytic Hierarchy Process-Bayesian Network,ERA/AHP)的專家知識推斷信息提取方法,解決了貝葉斯網(wǎng)絡參數(shù)設置過程中個體推斷信息缺乏及不完備等問題。(2)大型水利樞紐施工期的通航風險靜態(tài)評價方法研究。在通過HFACS框架提出的18個主要的風險因素及4種風險結(jié)果的基礎上,根據(jù)專家知識推斷及信息提取方法構(gòu)建了大型水利樞紐施工期通航風險評價的貝葉斯(Bayesian Network,BN)模型。以葛洲壩水利樞紐擴能工程施工期為例,結(jié)合10位專家知識信息及通航信息統(tǒng)計數(shù)據(jù),計算葛洲壩擴能工程施工期通航風險評價BN模型的條件概率表和通航風險因素的發(fā)生概率,進而實現(xiàn)了葛洲壩擴能工程施工期通航風險的靜態(tài)評價。(3)大型水利樞紐施工期的通航風險動態(tài)評價方法研究。通過對大型水利樞紐及其施工期通航特征的分析,對通航風險因素的不確定性及隨機性進行表征,得到動態(tài)通航風險因素,并引入蒙特卡洛仿真方法實現(xiàn)動態(tài)風險因素的確定性概率到概率分布的轉(zhuǎn)化。以葛洲壩水利樞紐擴能工程施工期為例,對其施工期的船舶事故風險、船閘事故風險、引航道事故風險進行風險動態(tài)量化,體現(xiàn)數(shù)據(jù)不確定性特征,進而實現(xiàn)葛洲壩水利樞紐擴能工程施工全過程通航風險動態(tài)評價。論文研究了大型水利樞紐施工期的風險評價時的不確定性問題,實現(xiàn)了對大型水利樞紐長施工期的風險評價方法的優(yōu)化,一定程度上豐富了水上交通風險和安全管理的相關(guān)理論。同時,以葛洲壩水利水利樞紐擴能工程施工期為例,研究了其施工期各階段的風險特征分布,建立了動態(tài)風險評價模型,實現(xiàn)了葛洲壩水利樞紐擴能工程施工期通航風險動態(tài)評價,有效地提高了風險評價結(jié)果的可靠性,為工程施工期安全保障與風險防控提供了技術(shù)支持。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U698;TV51
【圖文】：

①上、下引航道上、下引航道是大型水利樞紐水域重要的船舶通航航道，該航道為人工開挖航道，是在建設大型水利樞紐時專門開挖供船舶通航的人工航道。②船閘船閘是大型水利樞紐實現(xiàn)船舶通航的重要建筑物之一，大型水利樞紐的船閘一般為雙線多級船閘。由于大型水利樞紐水域水位落差巨大，船閘可通過多級閘室來調(diào)節(jié)水位，進而實現(xiàn)船舶通航。大型水利樞紐的船閘設置可以減少發(fā)電建筑等泄洪時對通航船舶的影響，并結(jié)合上下引航道實現(xiàn)大型船舶通航。③升船機升船機是一種專門為船舶提供垂直升降進而實現(xiàn)在具有水位差水域通航的大型助航建筑物，該建筑采用齒輪齒條爬升平衡重式，其可以垂直提升船舶數(shù)百米。大型水利樞紐通航不同于一般水域，船舶在通過大型水利樞紐時，需要通過船閘，或借助升船機通過具有水位差的樞紐水域。三峽船閘如圖 2-1 所示，升船機如圖 2-2 所示，葛洲壩船閘如圖 2-3 所示。

三峽升船機

17圖 2-3 葛洲壩船閘位置示意圖（2）通航環(huán)境大型水利樞紐可航水域是一種典型的受限水域，船舶交通密度大，通航環(huán)境復雜。通航環(huán)境包括自然環(huán)境和交通環(huán)境。一般地，自然環(huán)境主要考慮風浪流及惡劣天氣對可通航水域的影響。大型水利樞紐一般處于內(nèi)河水域，通航船舶數(shù)量多且種類復雜，大型水利樞紐可航水域的交通環(huán)境是需要借助通航建筑物來實現(xiàn)船舶通航的復雜環(huán)境，且具有典型船舶排隊過閘和積壓滯留等特點。

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本文編號：2781386