检索结果-南通市图书馆

作者：崔捷大连海事大学

学位级别：硕士

随着经济全球化的快速发展,国际贸易规模不断扩大,船舶运输业也得到了快速发展。为了提高运输效率,船舶数量不断增加,船舶也向着大型化、专业化不断发展,致使港口和海上主航道的交通密度不增大,船舶航行环境不断恶化。船舶航行风险是海... 详细信息

随着经济全球化的快速发展,国际贸易规模不断扩大,船舶运输业也得到了快速发展。为了提高运输效率,船舶数量不断增加,船舶也向着大型化、专业化不断发展,致使港口和海上主航道的交通密度不增大,船舶航行环境不断恶化。船舶航行风险是海上交通研究的重要方面,船舶信息采集的传统方式花费巨大,而AIS数据采集方便,并且记录了实时的船舶信息。通过对船舶轨迹信息的分析研究,获取船舶发生危险驶过的时空分布,发现船舶航行的危险区域,加强对危险水域的监控,对改善通航环境,保证船舶的安全航行具有重要意义。为了确定琼州海峡的危险水域,本文所做的主要工作如下：(1)对AIS数据进行解析获取船舶的轨迹信息,并将信息储存到数据库中,以线性插值的方式对缺失的船舶轨迹数据进行插值处理,并以一分钟提取一次的频率对船舶轨迹信息进行采样处理以提高数据处理的效率。(2)提出了船舶危险驶过的概念,并用船舶领域对船舶危险驶过的概念做出了详细的解释。根据研究水域的特点提出船舶危险驶过的船舶领域模型,以及船舶危险驶过的判定规则和检测算法。(3)以琼州海峡为例,基于接收到的船舶AIS数据信息,对船舶的危险驶过进行检测,得到了发生危险驶过的船舶信息,并从船舶危险驶过的时间分布、船舶类型、船舶尺度以及当时船舶所处的会遇态势等多个角度分析了琼州海峡船舶危险驶过的状况。同时,利用ArcGIS对船舶危险驶过中不同会遇态势的船舶位置进行热点分析,获取琼州海峡的船舶危险驶过热点图,用于评估琼州海峡的航行风险,确定危险水域,确保船舶的安全航行。

关键词：船舶危险驶过 AIs数据危险水域船舶领域

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基于人工势能场路径规划的船舶自动避碰研究

基于人工势能场路径规划的船舶自动避碰研究

作者：孙壮大连海事大学

学位级别：硕士

船舶在航行过程中,一旦发生碰撞,船舶及其装载的货物会遭到损坏,船员和旅客的生命安全也将受到严重威胁。与此同时,需要大量的财力和人力及物力挽救船舶碰撞造成的海洋污染问题。因此,将路径规划应用到船舶避碰当中,是解决上述船舶碰撞... 详细信息

船舶在航行过程中,一旦发生碰撞,船舶及其装载的货物会遭到损坏,船员和旅客的生命安全也将受到严重威胁。与此同时,需要大量的财力和人力及物力挽救船舶碰撞造成的海洋污染问题。因此,将路径规划应用到船舶避碰当中,是解决上述船舶碰撞带来问题的重要途径。本文采用人工势场法进行路径规划,通过计算出的临时目标点构造临时的引力势场,以此解决船舶在航行过程中的避碰问题。本文对传统人工势场法的引力势场函数和斥力势场函数进行改进,使得人工势场法在本船采取避碰行动时发挥出更好的避让效果。本船在海上航行时,当海面出现障碍物时,对于单艘来船,计算来船的碰撞危险度(CRI),通过设定CRI阈值,以此确定本船采取避让行动的时机。当出现碰撞危险时,本船通过判断当前与来船的会遇态势,按照《国际海上避碰规则》要求,采取符合当前会遇态势的避碰行动。通过绝对安全距离确定转向角度,求取避障点,到达避障点后,判断本船对来船驶过让清后,从驶过让清的位置,再规划出到达终点的路径,行驶到终点。当本船在航行过程中与多艘来船会遇时,航行情况更加复杂。不仅要考虑来船的DCPA和TCPA,还应该考虑来船方位,两船距离以及船速比,通过计算以上五种影响因素的隶属度函数值,对求取出的障碍物危险度进行比较,以此来确定避让重点船。通过MATLAB2018a仿真平台,分别模拟出船舶在航行中与单船形成的对遇、交叉相遇和追越态势,以及本船与多艘来船会遇的局面。仿真验证结果表明,本船在出现碰撞危险的会遇局面中,采取的基于人工势场法路径规划的避碰行动能够在遵守《国际海上避碰规则》的同时,也能够很好地规避静态障碍物和动态障碍物。

关键词：路径规划碰撞危险度船舶领域人工势场法避碰规则

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基于AIS数据的交通流特征的提取及应用

基于AIS数据的交通流特征的提取及应用

作者：樊春南大连海事大学

学位级别：硕士

虽然经历了近几年的低迷,航运业仍是全球运输业的重中之重,承担着全球货物贸易的80%以上。近年来世界经济发展惊人,低迷的航运业业逐渐回暖,这些不仅为航运业带来了巨大的发展空间,而且为其提供了新的机遇。而航运业作为中国国民经济基... 详细信息

虽然经历了近几年的低迷,航运业仍是全球运输业的重中之重,承担着全球货物贸易的80%以上。近年来世界经济发展惊人,低迷的航运业业逐渐回暖,这些不仅为航运业带来了巨大的发展空间,而且为其提供了新的机遇。而航运业作为中国国民经济基础性和服务性产业,更是在中国经济社会和进出口贸易的发展中发挥了重要的支撑和保障作用。在船舶交通量日益增加和船舶的不断大型化和快速化的今天,船舶交通的压力,尤其是港口的船舶交通压力日益增加。因此,精准的从海上交通环境中,特别是港口的交通环境中提取交通流特征,以及对交通流特征进行研究和在各个领域加以应用,对港口、海事部门、船公司和相关航运业运营及做决策等有着重要作用。早期船舶交通流特征研究中,利用人工观测、雷达观测等做统计分析,必然导致统计数据的不全面性,很难精确及细化统计数据。船舶AIS数据的出现,解决了早期船舶交通流特征研究中存在的诸多问题,为交通流特征的提取和应用提供了新的思路和方法。本文的主要工作如下:本文将对选取的研究水域的AIS数据进行解码和预处理,最后存入建立好的数据库。基于整理好的数据库,运用网格计算法进行船舶交通流特征的提取,并利用该方法和AIS数据进行船舶领域的研究以及利用交通流特征和A*算法进行航线规划的研究。由于使用AIS数据,因此在船舶领域的研究中可以充分考虑船舶尺寸,船舶种类等问题,又充分考虑了休渔期和捕鱼期不同时期对船舶领域的影响,得出的结论更具有全面性和符合实际情况。在获得的船舶领域网格频数图的基础之上,利用最小二乘法进行船舶领域的拟合,最终得出不同类型船舶领域的统一解析框架。在航线规划中,使用网格计算法提取了网格频数图和吃水环境图,共同构建航线规划的环境模型,对A*算法进行合理的改进,更加快速、安全的规划航线。

关键词： AIS数据交通流特征船舶领域航线规划

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船撞桥及柔性吸能防撞设施研究

船撞桥及柔性吸能防撞设施研究

作者：孟凡涛大连海事大学

学位级别：硕士

随着天津海港和河港的发展,通过海河的船舶朝着大型化的方向发展,而且通航的船舶数量明显增加。随着海河两岸经济的发展,海河上空架设了多座桥梁等过河建筑物。目前海河航段的通航受到桥梁等水工建筑物的限制以及有关通航规则的制约,对... 详细信息

随着天津海港和河港的发展,通过海河的船舶朝着大型化的方向发展,而且通航的船舶数量明显增加。随着海河两岸经济的发展,海河上空架设了多座桥梁等过河建筑物。目前海河航段的通航受到桥梁等水工建筑物的限制以及有关通航规则的制约,对海河航道船舶通航尺度进行研究和优化已成为迫在眉睫的问题。本论文以海河航道为研究对象,在调研、分析海河通航河段尺度、气象水文条件、过河构筑物的净空尺度以及船舶流数据的基础上,参照相关技术规范要求,运用相关航海技术理论,对船舶通航所需的航道通航尺度进行理论分析和数学计算,得出海河航道不通航段可通航的船舶情况,并结合本人在海事管理方面的经验对通航尺度进行一定程度的优化,最后通过计算机仿真加以验证。理论计算和仿真验证结果是：5000吨级散货船和5000吨级液体化工船在满载航行时,均能够安全通过响螺湾-海河开启桥通航桥孔;当船舶在6级风及以上天气条件下且压载不泄洪情况下航行时,不能够安全通过桥孔。本论文的这一研究成果在一定程度上为海事主管机关对海河地区的船舶通航安全的监管提供参考。

关键词：船舶领域通航尺度研究

岚山港区深水航道VLCC—潮两船方案及应急保障措施的研究

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岚山港区深水航道VLCC—潮两船方案及应急保障措施的研究

作者：岳金蕊大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,随着日照港岚山港区逐渐成为国家战略能源储备的重要港口以及腹地国民经济的快速发展,到港的VLCC (Very Large Crude Carrier,简称VLCC)数量逐步增多。但目前岚山港区的VLCC深水航道尚未发挥最大效益,在适合进港的时间内,VLCC通... 详细信息

近年来,随着日照港岚山港区逐渐成为国家战略能源储备的重要港口以及腹地国民经济的快速发展,到港的VLCC (Very Large Crude Carrier,简称VLCC)数量逐步增多。但目前岚山港区的VLCC深水航道尚未发挥最大效益,在适合进港的时间内,VLCC通航有效潮位保持时间有限,造成船舶和码头有效利用率不高。此外,港口的VLCC生产管理经验需要积累,海事、引航等部门对VLCC的监管与引领工作有个熟悉的过程,加之其他因素影响,制约了VLCC进港靠泊的安全和效率。为了提高岚山港区VLCC的靠泊能力,保障VLCC进港靠泊效率和安全,本文开展了相关研究,研究主要内容、方法及结论如下：(1)通过对不同吃水条件下的30万吨级船舶进港标准进行计算论证,20.5m吃水30万吨级VLCC在水域波浪高度不大于2m,风力不大于7级,航速保持在10kn或以下,富裕水深取船舶吃水的12%时,能满足岚山港区进港要求。(2)通过分析比较船舶领域模型,结合船舶航行历时与潮汐通航时间,论证了2艘VLCC乘同一波潮水进港即一潮两船进港方案的可行性。根据潮汐计算模型理论计算,就乘潮潮高而言一潮两船方案是可行的。但由于通航安全条件暂时还无法完全满足,故建议一潮两船方案在航道条件改善后再行实施。(3)通过分析VLCC进港靠泊整体过程,建立风险识别模型及风险预测模型,提出了突发事件应急预案与措施,包括VLCC进港失控应急、搁浅应急和靠离泊应急,从而构建相关应急体系;并就港口、引航等部门构建VLCC应急预案和组织流程进行了分析。本文的研究在一定程度上有助于进一步改善深水航道的通航能力和运转效率,提升港口的原油吞吐量;提出的VLCC进港靠泊安全的应急保障措施可供港口、引航等部门参考;本文也可作为海事部门实施安全监管的参考。

关键词： VLCC 深水航道船舶领域风险分析应急保障措施

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内河航道船舶通航能力研究

内河航道船舶通航能力研究

作者：周崇喜武汉理工大学

学位级别：硕士

水路运输是国民经济发展的润滑剂。作为水路运输重要组成部分之一的内河运输,为国民经济的繁荣发展,特别是沿江、沿河等内陆省份经济的繁荣发展起到了重要作用。但近年来,随着内河运输规模不断的发展壮大,其本身也遇到了一些刻不容缓待... 详细信息

水路运输是国民经济发展的润滑剂。作为水路运输重要组成部分之一的内河运输,为国民经济的繁荣发展,特别是沿江、沿河等内陆省份经济的繁荣发展起到了重要作用。但近年来,随着内河运输规模不断的发展壮大,其本身也遇到了一些刻不容缓待以解决的问题。其一,大量新的沿江、沿河港口、码头、泊位等水工建筑物雨后春笋般的不断修建,致使内河船舶流量、密度、船舶会遇、碰撞机遇日益增大,给现有航政、海事部门施加了前所未有的压力。其二,内河船舶大型化、专业化、现代化的发展对通航环境,特别是航道条件要求的提高与现有航道、水工建筑物的通航条件构成了一对尖锐的矛盾。由此,科学合理地分析内河航道船舶通航能力,无论对合理规划水工建筑物的建设,还是防止内河船舶碰撞、搁浅、及船舶与水工建筑物之间的触碰等交通事故的发生,确保船舶航行更安全、水域更清洁具有重要意义。针对上述问题,本文分别运用我院科研实际中的数学模型和深入船员、船船公司调研、分析而得的船舶领域模型,从船舶通过能力和船舶容量两方面对内河航道船舶通航能力展开全面、深入的研究。本文共分为五章:第一章为绪论,主要阐述了本论文研究的背景、目的、意义、内容及相关的国内外研究现状。第二章主要分析了内河航道通航环境的特点。第三章在结合我院科研实际的基础上,从影响船舶通过能力的各个方面对内河航道的船舶通过能力进行了研究。第四章详细分析了针对内河船舶领域大小进行的问卷调查所得的相关数据,并运用从中分析得出的船舶领域模型对内河航道的船舶容量进行了研究。第五章为结论与展望,主要总结了本论文的研究成果及存在的不足之处。本文理论联系实际,对内河航道船舶通航能力展开的研究具有一定的科学与合理性,也有一定的现实价值。

关键词：通航环境船舶通过能力船舶领域船舶容量

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VTS船舶自动避碰决策支持系统的设计

VTS船舶自动避碰决策支持系统的设计

作者：刘宪斌大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,随着航海运输事业的飞速发展,船舶种类的多样化,船舶数量和吨位的不断增加,船舶的速度也在不断提高,如何保障船舶交通安全已经成为世界各国学者的研究课题。VTS的目的是保障监管水域内船舶航行安全,虽然统计资料表明,建立VTS后,... 详细信息

近年来,随着航海运输事业的飞速发展,船舶种类的多样化,船舶数量和吨位的不断增加,船舶的速度也在不断提高,如何保障船舶交通安全已经成为世界各国学者的研究课题。VTS的目的是保障监管水域内船舶航行安全,虽然统计资料表明,建立VTS后,VTS管理水域的船舶交通事故有效减少,但仍时有发生。其中原因之一,就是VTS的信息评估功能,特别是交通形势和交通危险评估功能尚不具备。因此,研究VTS的交通形势和交通危险预测功能的实现方法,对于提升VTS的效能,实现VTS的建设目标具有重要的理论和工程应用意义。本文的研究目的是为VTS危险的评估寻求一种更有效的方法,以提高VTS在船舶信息服务的质量。本文的研究内容有：对VTS系统获得的船舶、水文、气象、地理等信息进行分析处理,对监管水域船舶可能出现的碰撞危险作出判断并预警;在不同的航行水域中可选择相应的预警模型,并可以有效预警。本文的研究方法是在宽阔水域和受限水域中分别建立不同的船舶领域预警模型,宽阔水域预警模型充分考虑了VTS所提供的船舶尺度、船舶操纵性能、船舶载货种类、航速、航向、航道以及船舶周围的水域环境等信息;受限水域预警模型由于航道、浮标、其他船舶的限制,充分考虑了船舶尺度、船舶载货种类、航速、航向、航道以及船舶周围的水域环境等信息。最后利用Microsoft Visual Studio 2010 和 Microsoft SQL Server 2005工具构建平台,通过ECDIS显示平台对宽阔水域和受限水域预警模型分别进行了仿真实验,结果证明了所建模型是有效的。

关键词： VTS 航行危险预测预警模型船舶领域

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开阔水域船舶碰撞危险辨识及航行策略研究

开阔水域船舶碰撞危险辨识及航行策略研究

作者：张照亿大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,智能船成为国际海事界研究的新热点,《智能船舶规范》和《智能船舶发展行动计划》均将具备自主航行避碰能力的智能航行系统视为智能船研究需突破的关键技术之一;碰撞也是导致海上人员伤亡的主要船舶事故类型,在所有海上航行事故... 详细信息

近年来,智能船成为国际海事界研究的新热点,《智能船舶规范》和《智能船舶发展行动计划》均将具备自主航行避碰能力的智能航行系统视为智能船研究需突破的关键技术之一;碰撞也是导致海上人员伤亡的主要船舶事故类型,在所有海上航行事故中占有主要比例。基于以上背景,本文以开阔水域为研究对象,开展船舶碰撞危险辨识及航行策略分析方法研究,拟为船舶智能航行系统研发以及船舶避碰研究提供一种新的思路。具体研究内容如下:(1)针对传统碰撞危险辨识方法目标船参数考虑不全面以及在不同会遇局面下采用相同安全会遇距离的缺陷,构建了基于船舶领域模型的船舶碰撞危险辨识方法。选取Kijima模型界定船舶安全会遇范围,提出一种新的船舶碰撞危险辨识决策参数:相对运动航向上边界(φRp)和下边界(φRow),并推导出决策参数的求解方法;结合Kijima模型几何形状对船舶安全会遇范围进行区域划分,通过比对各区域目标船相对运动航向(φR)与边界相对运动航向的数值关系,实现船舶间碰撞危险的有效辨识。(2)将船舶航行决策视为一种多目标优化求解问题,构建一种考虑船舶航行安全性、《国际海上避碰规则》符合性、避让过程经济性的适应度函数模型,选择自适应遗传算法作为基础算法进行船舶航行策略求解。为解决自适应遗传算法不稳定收敛和易陷入局部最优值的缺陷,提出在传统算法中引入最优保存和Metropolis准则的改进策略,选择Shubert函数作为测试函数,验证了提出改进策略的有效性。(3)利用构建的基于船舶领域模型的碰撞危险辨识方法和基于改进自适应遗传算法的船舶航行决策模型,分别构建了单船会遇和多船会遇情况下的船舶碰撞危险辨识和航行决策流程,并设置船舶会遇案例场景进行实验验证,通过比对危险辨识结果、本船和目标船的轨迹变化、船舶间距离和安全会遇距离的关系和避让过程产生的航程损失,验证了本文构建的方法能够对船舶间的碰撞危险准确识别,提出的航行策略能够实现对目标船的安全避让。面向智能船及海上交通安全保障需求,本文研究的开阔水域船舶碰撞危险辨识方法及航行策略分析流程,对于保障海上航行船舶的安全高效航行能够起到辅助支持作用。

关键词：船舶避碰碰撞危险航行策略船舶领域自适应遗传算法

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船舶避碰的最晚施舵点研究

船舶避碰的最晚施舵点研究

作者：李士雷大连海事大学

学位级别：硕士

随着国际贸易的日益增长,全球航运的快速发展,海上船舶急剧增加,船舶密度加大,导致船舶碰撞事故接连发生,造成巨大生命财产损失,并破坏海洋环境,为减少碰撞事故的发生,国际海事组织提出了《国际海上避碰规则》,在船舶避碰上做出了相应... 详细信息

随着国际贸易的日益增长,全球航运的快速发展,海上船舶急剧增加,船舶密度加大,导致船舶碰撞事故接连发生,造成巨大生命财产损失,并破坏海洋环境,为减少碰撞事故的发生,国际海事组织提出了《国际海上避碰规则》,在船舶避碰上做出了相应的规定,但这些规则仅是定性要求,在避碰中并无相关定量规定,加之自主船舶的提出,对船舶避碰中定量的研究至关重要,对此,为解决对船舶避碰定量研究的问题。本文主要工作如下:对船舶最晚施舵点、船舶领域、避碰决策和碰撞风险度进行综述,分析其存在不足与未来发展趋势。对船舶互见中避碰机理的介绍和船舶间相关运动关系的计算说明,通过对船舶最晚施舵点的综述整理选取出影响船舶最晚施舵点因素,利用层次分析法对船舶避碰的最晚施舵点影响因素重要性分析,排序后得出影响船舶最晚施舵点的重要因素为船舶安全会遇距离、船舶速度比、船舶尺度、船舶通航水域等。通过上述分析,在开阔水域中,借助王宁提出的四元船舶领域,根据船舶速度和船舶尺度的不同,建立了开阔水域内船舶动态最小安全会遇距离模型,此模型可随两船舶相关参数的变化而变化,进而可得出两船舶不同会遇角度和船舶运动参数下船舶动态紧迫局面距离,并通过船舶会遇几何原理推导出开阔水域内让路船和直航船舶最晚施舵距离模型。在受限水域内,在开阔水域的基础上修改船舶领域前后左右半径,建立受限水域内动态安全会遇距离模型,进而构造出船舶紧迫局面距离模型,最终推导出受限水域内让路船和直航船舶最晚施舵距离模型。最后,利用模拟数据,得出两船舶在最近会遇距离为零时,不同水域内让路船和直航船最晚施舵距离,验证了模型的有效性,其结果符合客观实际,可为驾驶员在船舶避碰上提供一些参考。

关键词：互见船舶领域紧迫局面船舶最晚施舵点

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基于AIS数据的船舶碰撞风险可视化研究

基于AIS数据的船舶碰撞风险可视化研究

作者：赵思重阳浙江海洋大学

学位级别：硕士

经济增长促使海上贸易往来愈发频繁,在有限的水域范围内交通运输需求不断增加,船舶数量的增多以及船舶向大型化高速化发展,必然导致海上交通安全隐患增多。随着AIS设备的普及,在大数据飞速发展的时代背景下,对AIS数据进行处理、分析及... 详细信息

经济增长促使海上贸易往来愈发频繁,在有限的水域范围内交通运输需求不断增加,船舶数量的增多以及船舶向大型化高速化发展,必然导致海上交通安全隐患增多。随着AIS设备的普及,在大数据飞速发展的时代背景下,对AIS数据进行处理、分析及应用成为了航运业的新挑战。结合数据可视化技术,可以充分利用船舶的动态信息特征,为主管机关快速识别海上交通态势、提髙海上运输安全提供基于理论依据的技术支撑。本文首先选用基于模糊四元船舶领域的船舶碰撞风险模型进行仿真实验,计算不同会遇局面下的船舶碰撞风险,并使用立体图和热力图两种形式对计算结果进行可视化分析。结合浙江省海上交通事故调查报告和历史船舶航迹数据分析,选取舟山小板门航道作为研究目标水域。查询历史AIS数据,选取目标水域内多船会遇场景,进行碰撞风险可视化,并参考船舶碰撞空间危险度模型制定风险评估标准,对会遇过程中的碰撞风险做定性分析,结合分析结果和狭水道特点对模型参数进行调整,并使用改进后的模型进行事故案例分析,通过数据可视化还原事故过程,结果表明改进后的模型基本能够正确反映目标水域内船舶碰撞风险。最后基于Hadoop生态圈,采用Kafka、Flink、Hbase等技术栈搭建实时数据仓库,实现对实时AIS数据的获取、清洗和计算,并将处理后的数据接入电子海图平台,使用Mapbox GL开发框架创建热力图图层,在目标水域实现船舶碰撞风险可视化,并选取了高碰撞风险场景对其安全保障作用进行分析。

关键词： AIS数据船舶领域船舶碰撞风险可视化