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蜿蜒型河流船舶交通流特征分析与建模研究

蜿蜒型河流船舶交通流特征分析与建模研究

作者：郑枫凡武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国水运行业现代化蓬勃发展,水路交通在综合立体交通运输体系中的作用日益凸显,为社会经济发展做出了巨大的贡献。长江中游河段流经平原地区,其河道平面型态复杂、河床演变剧烈、航槽极不稳定;区别于长江干线航道上、下游河... 详细信息

近年来,随着我国水运行业现代化蓬勃发展,水路交通在综合立体交通运输体系中的作用日益凸显,为社会经济发展做出了巨大的贡献。长江中游河段流经平原地区,其河道平面型态复杂、河床演变剧烈、航槽极不稳定;区别于长江干线航道上、下游河段,中游河段受三峡、葛洲坝等枢纽联合调度的影响。其中,下荆江河段蜿蜒曲折、水流条件复杂,自古有“九曲回肠”之称,是长江干线航道船舶通航安全监管、通过能力提升的关键河段。通航条件是影响内河船舶交通流特征及建模方法的重要因素,揭示蜿蜒河流船舶交通流特征,对于水上交通安全监管、通航风险评价等具有重要意义。针对上述研究背景,本文开展了蜿蜒河流船舶交通流特征统计和分析,构建了船舶交通流仿真模型,并验证了模型的准确性;依据分形理论,采用分形盒维数定义了研究水域河流的蜿蜒程度;从微观、宏观两个方面,分别选取船舶领域作为船舶微观特征,船舶交通波作为宏观特征,深入探讨了蜿蜒型河流船舶交通流特征和建模方法。本文主要研究内容如下:(1)蜿蜒型河流船舶数据预处理及仿真研究针对研究区域的河流平面特征,通过分形理论计算了研究河流的分形盒维数,以描述河流的蜿蜒程度;对历史AIS数据进行数据预处理,获取船舶类型、尺寸、速度和船舶间时距等主要船舶属性的分布规律,基于蒙特卡洛方法构建了蜿蜒型河流船舶仿真模型,最后以实际数据和仿真数据为样本进行了比较,证明了该模型的有效性,可为后续的研究提供数据的扩充。(2)蜿蜒河流船舶领域及通过能力分析基于历史AIS数据,采用数理统计的方法拟合得到船舶动态领域边界,构建了蜿蜒型河流船舶动态领域模型,分别探讨了船舶尺寸、河流水位和盒维数对内河船舶领域特征的影响,并基于模型得到的船舶领域大小,进一步计算了不同蜿蜒程度河流的通过能力和通航饱和度。(3)蜿蜒河流船舶交通流集散分析应用格林希尔茨线性模型,通过分析船舶在进出蜿蜒河段时船舶交通流的集聚和消散过程,构建了蜿蜒型河流交通波影响模型,定量计算了船舶进出蜿蜒河流时的最大排队长度、排队时间及受影响的船舶数量等参数。考虑到实际情况,也对研究水域实际场景下船舶的速度-密度关系进行了分析,结合船舶领域模型,得出了实际场景下船舶的排队情况。本论文研究结果表明:天然河流的平面型态是影响船舶交通流特征的重要因素之一,盒维数更大的河流,其船舶领域的长轴长更小,河流的通过能力较弱,通航效率更低,更容易造成严重的船舶拥堵,船舶航行的风险更大。

关键词： AIS数据蜿蜒型河流分形理论船舶领域交通波理论

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基于AIS数据的蜿蜒河段船舶动态领域特征

中国航海 2023年第1期46卷 1-8,15页

作者：郑枫凡蒋仲廉余诚强非鹏武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 云南省航务管理局云南昆明650051

船舶领域特征是内河通航安全评价和风险分析研究的重要基础,面向长江中游航道,开展基于自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据的蜿蜒河段船舶领域特征研究。以长江干线中游(铁铺水道至道仁矶水道)河段为研究区域,基... 详细信息

船舶领域特征是内河通航安全评价和风险分析研究的重要基础,面向长江中游航道,开展基于自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据的蜿蜒河段船舶领域特征研究。以长江干线中游(铁铺水道至道仁矶水道)河段为研究区域,基于分形理论计算各分段的分形盒维数;结合船舶AIS历史数据,采用数理统计的方法拟合得到船舶动态领域边界,建立蜿蜒型河段船舶动态领域模型,探讨在不同平面形态下的内河船舶领域随船长、航道水位等变化的特征。结果表明:研究区域的船舶领域长轴长约为3.6倍船长,船舶领域长轴长与船长的比值随船长的增大逐渐递减,盒维数愈小递减趋势愈明显。

关键词： AIS数据船舶领域分形理论盒维数蜿蜒型河段

区域数字贸易规则与出口产品质量:基于中间服务进口投入影响的视角

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世界经济研究 2024年第5期 35-47,M0002,M0003页

作者：郑枫上海社会科学院

文章使用HS6位产品层面贸易数据,对1995~2019年全球221个经济体的出口产品质量进行测算,并基于TAPED数据库对全球370个区域贸易协定的数字贸易规则深度进行量化,实证检验区域数字贸易规则签署对国家出口产品质量升级的影响。结果表明,... 详细信息

文章使用HS6位产品层面贸易数据,对1995~2019年全球221个经济体的出口产品质量进行测算,并基于TAPED数据库对全球370个区域贸易协定的数字贸易规则深度进行量化,实证检验区域数字贸易规则签署对国家出口产品质量升级的影响。结果表明,区域数字贸易规则中的数字便利化条款和数字知识产权条款能显著促进国家出口产品质量升级,而数字隐私保护条款则带来抑制作用。该结论在增加控制变量、加入固定效应以及采用泊松伪极大似然估计等稳健性检验后仍然成立。机制检验结果表明,一国签署高标准数字便利化和数字知识产权条款能够有效促进该国中间服务进口及投入,进而促进出口产品质量升级。

关键词：区域贸易协定数字贸易规则出口产品质量中间服务

刍议全民所有自然资源损害赔偿的救济属性及构造

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干旱区资源与环境 2024年第3期38卷 1-7页

作者：叶轶郑枫静云南财经大学法政学院昆明650221

全民所有自然资源损害赔偿迥异于生态环境损害赔偿。但司法实践中,存在对自然资源财产价值相对独立性的漠视,试图通过生态环境损害赔偿诉讼实现对自然资源财产性价值的救济,引致自然资源财产性价值与救济途径间的固有张力难以消弭。为... 详细信息

全民所有自然资源损害赔偿迥异于生态环境损害赔偿。但司法实践中,存在对自然资源财产价值相对独立性的漠视,试图通过生态环境损害赔偿诉讼实现对自然资源财产性价值的救济,引致自然资源财产性价值与救济途径间的固有张力难以消弭。为提升对全民所有自然资源的救济效果,宜将全民所有自然资源损害赔偿诉讼与生态环境损害赔偿诉讼剥离,独立成一类新型诉讼,明确其私益救济的属性。文中尝试论证全民所有自然资源损害赔偿诉讼独立于生态环境损害赔偿诉讼的必要性及可行性,并遵循自然资源资产委托代理的逻辑进路,初步探讨自然资源损害赔偿诉讼之适格原告、救济范围及其与现有诉讼制度衔接等问题。

关键词：全民所有自然资源损害赔偿救济程序建构

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侧斜参数对喷水推进泵性能的影响研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 101-106页

作者：望喻虎郑枫川陈泰然黄彪王国玉北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

侧斜是螺旋桨水力设计中的重要参数,也对与螺旋桨相似的喷水推进泵的性能有着重要的影响。本文在原有的喷水推进泵水力模型的基础上改变侧斜分布获得了三种不同侧斜分布的喷水推进泵水力模型,使用数值模拟的方法获得了喷水推进泵的外特... 详细信息

侧斜是螺旋桨水力设计中的重要参数,也对与螺旋桨相似的喷水推进泵的性能有着重要的影响。本文在原有的喷水推进泵水力模型的基础上改变侧斜分布获得了三种不同侧斜分布的喷水推进泵水力模型,使用数值模拟的方法获得了喷水推进泵的外特性、内部流场和空化特性。研究结果表明,原型泵在马鞍区和小流量区运行时性能表现更好,而增大侧斜的C型泵在大流量区的性能表现更好。通过改变侧斜可以改变空化发生的位置和空化面积,提高空化性能。

关键词：喷水推进轴流泵侧斜空化

基于船舶AIS数据的蜿蜒河流船舶交通波模型研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2023年第3期47卷 391-395页

作者：郑枫凡蒋仲廉余珍初秀民武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 长江航道规划设计研究院武汉430040

文中以铁铺水道至道人叽水道为研究区域,构建了蜿蜒河流船舶交通波模型,基于格林希尔茨速度-密度关系曲线,计算了不同时期(洪水季、枯水季)船舶集散波波速.结果表明:随着蜿蜒河段的长度及蜿蜒程度的增大,船舶排队时间和排队距离逐渐增加... 详细信息

文中以铁铺水道至道人叽水道为研究区域,构建了蜿蜒河流船舶交通波模型,基于格林希尔茨速度-密度关系曲线,计算了不同时期(洪水季、枯水季)船舶集散波波速.结果表明:随着蜿蜒河段的长度及蜿蜒程度的增大,船舶排队时间和排队距离逐渐增加;枯水季船舶排队时间和排队距离分别为洪水季船舶的1.53倍和2.58倍.考虑到经典格林希尔茨关系与文中研究水域船舶速度-密度曲线的差异,船舶排队相关结果较实际情况偏大.

关键词： AIS数据交通波理论蜿蜒度蜿蜒型河流

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推进泵快速启动水力特性及流场演变研究

船舶力学 2024年第1期28卷 10-19页

作者：张富毅杨鹏郑枫川赵晓阳刘影上海船用柴油机研究所上海200090 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、... 详细信息

为了提高鱼雷的出管速度,本文基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型建立鱼雷发射推进泵快速启动瞬态计算模型,采用数值方法研究三种启动时间条件下推进泵的水力特性及流场演变。研究结果表明:随着时间推移,流量和推力持续增加,扬程、轴向力、轴向力矩和功率先增大后减小,效率先增加后保持稳定。扬程、轴向力、轴向力矩和功率在加速结束瞬间存在极大值,且极大值随着启动时间的增大而减小。启动初期,叶轮区域存在严重的来流冲击、流动分离和漩涡结构,随着时间推移,流场逐渐趋于稳定;启动时间对推进泵流场演变具有显著影响,启动时间越小,流场越快达到稳定状态。为保证推进泵在启动过程中无空泡产生、内部流场以较快时间运行至稳定状态,建议以0.2 s启动时间启动推进泵。

关键词：推进泵鱼雷快速启动水力特性流场演变

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负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板的吸声性能

复合材料学报 2024年第4期41卷 2157-2166页

作者：孔维凡付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂... 详细信息

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在500~950 Hz频率范围内进行吸声系数的计算,并运用B&K驻波管测量系统对仿真结果的有效性进行了验证。在保持负泊松比内凹六边形蜂窝胞元结构不变的前提下,研究了胞元参数对蜂窝夹层板结构吸声系数的影响,研究结果表明:当胞元倾角增大、内延伸管孔隙率减小、腔体壁厚减小时,结构的吸声性能增强;此外,腔体深度的增加和内延伸管管长的增加都会导致共振频率向更低频方向移动,其中腔体深度的改变更明显。在500~950 Hz频率范围内,该结构比传统蜂窝夹层板结构的平均吸声系数提升了5.64%,表明负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在低频范围内具有更优的吸声性能。

关键词：负泊松比吸声结构吸声系数夹层板腔体谐振器

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高维数据最优划分聚类的k-Fermat算法研究

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系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 752-772页

作者：李彤翟永南华英凡大连理工大学经济管理学院大连116024 大连理工大学商学院盘锦124221

将数论中的二维数据最优集结点(广义Fermat点)向高维空间拓展,提出以高维广义Fermat点作为最优聚类中心点的划分聚类算法——k-Fermat算法.首先对Fermat点作为聚类中心点的最优性、唯一性进行理论分析,其次建立了模拟植物生长算法(PGSA... 详细信息

将数论中的二维数据最优集结点(广义Fermat点)向高维空间拓展,提出以高维广义Fermat点作为最优聚类中心点的划分聚类算法——k-Fermat算法.首先对Fermat点作为聚类中心点的最优性、唯一性进行理论分析,其次建立了模拟植物生长算法(PGSA)求解高维数据的Fermat点并指导聚类过程的算法体系,最后对算法复杂性进行了严格证明.为验证算法性能,采用国际公布的经典数据集,将k-Fermat算法与近年来国际重要期刊和顶级会议发表的几十种主流聚类算法进行比较,验证了本文算法的精确性和稳定性.本文改进了目前划分聚类算法中没有最优聚类中心点的理论不足,为非监督学习探索了一个新方法.

关键词：划分聚类最优聚类中心广义Fermat点模拟植物生长算法(PGSA) k-Fermat算法

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