长江口深水航道船舶超宽交会通航效率分析

为提高长江口深水航道通过能力,减少由船舶交会宽度限制产生的延误,通过分析船舶超宽交会现状,建立仿真逻辑模型,运用Arena进行离散仿真试验。采集长江口深水航道交通流数据,设置不同的船舶交会宽度限制,对大型船舶进出港过程进行仿真,分析不同交会宽度限制对船舶通航的影响,获得被延误船舶比例、被延误船舶数量和延误时间,进而提出提升通过能力的建议。试验表明,采用Arena进行离散仿真能够量化分析超宽交会对通航效率的影响,可为航道拓宽和交通管理提供科学依据。     

集装箱码头船舶服务系统仿真建模与输入参数处理

为分析集装箱码头仿真模型的有效性,在考虑船舶到港规律、机械装卸效率和天气资源等仿真参数的不同处理方法对仿真建模影响的基础上,通过系统仿真集装箱码头船舶服务系统.基于Arena仿真平台对一具体实例进行实现,并利用Origin软件对仿真结果进行统计和拟合分析,探讨集装箱码头仿真系统中关键参数处理方法对仿真建模的影响规律.     

基于干扰排队模型的LNG船舶进出港效率分析

为提高液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船舶进出港效率,考虑影响进出港效率的多种外界干扰因素,将干扰排队模型运用到进出港交通组织方案的仿真分析中.通过仿真分析结合实例对该模型进行检验.结果表明,该模型能较好地模拟航道船舶的通过状况.该方法可为LNG船舶进出港效率评价提供重要的技术手段.     

基于改进人工鱼群算法的船舶进港排序

针对我国绝大部分港口遵循先来先服务(first come first served, FCFS)调度方法引起的船舶进港总延误时间偏长的现象,提出一种基于改进人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm, AFSA)的船舶进港排序方法。改进算法的搜索精度更高和局部优化能力更强,利用这个改进算法得到的船舶进港排序使总延误时间更短。仿真结果显示,与FCFS调度方法和AFSA相比,改进算法的船舶进港总延迟时间分别减少了208%和52%。所提出的改进算法能为港口船舶进港排序提供有效支持。     

基于格序决策理论的LNG船舶进出港组织方案比选

为给液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船舶进出港组织方案选择提供决策依据,将多目标格序决策理论运用到组织方案评价比选中.结合LNG船舶操纵特点构建针对方案安全性、经济性、可操作性等管理因素的LNG船舶进出港组织方案比选的评价指标体系.运用熵值法计算指标权重,并结合实例对该方法进行检验与说明.结果表明该方法较为适用,对LNG船舶进出港组织方案的比选有一定借鉴价值.     

湄洲湾LNG船监管方案仿真系统设计与实现

为保障液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船舶的航行安全,利用地理信息系统(Geographical Information System,GIS)、虚拟现实(Virtual Reality,VR)等技术构建LNG船舶监管方案仿真系统.系统首先利用ARCGIS和PCI软件进行数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像(Digital Orthograph Model,DOM)处理,建立湄洲湾水域基础地形数据;然后处理水利工程、码头和建筑物等地类数据;数据经过优化后,选用Mutigen Creator三维建模工具创建湄洲湾三维场景.在三维场景中,集成水文气象、船舶、助航设施和码头等数据以及监管方案,实现各类数据在三维仿真系统中的实时关联.场景驱动采用VEGA 3.7平台开发,实现三维场景中的漫游和查询、航行过程的记录和回放、监管方案的演练和报警等功能.海事监管部门可在系统中制定和演练LNG船舶监管方案,根据模拟演练对监管方案进行调整和优化.实际应用表明,对LNG船舶的监管和仿真效果基本一致,该方案可为LNG船舶监管提供科学的辅助和支持.     

Q-Max型LNG船舶靠离江苏洋口港模拟

为解决Q-Max型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船舶在靠离江苏洋口港的作业中存在的风险问题,对Q-Max型LNG船舶靠离洋口港LNG码头进行模拟.基于大型船舶操纵模拟器,通过Q-Max型LNG船舶子系统、环境子系统和拖船子系统之间的有机组合,通过大样本模拟试验找出对靠离泊操作影响较大的风、流、浪条件,加强拖船配置后再进行模拟试验.通过对试验数据和结果的分析,确定Q-Max型LNG船舶靠离洋口港LNG码头的限制条件,为拖船配置以及港口运营提供参考依据,保障LNG船舶靠离泊安全.     

船舶航行环境可视化仿真

为制定大型船舶和危险品船舶的监管方案,提高海事管理部门应对各种危险情况的能力,降低实际训练的成本和风险,采用虚拟现实技术构建船舶航行环境仿真系统.该系统利用ArcGIS和Creator等可视化建模软件建立三维地形和船舶、航标等三维实体,以Vega管理三维场景,模拟雾、白天、黑夜等自然现象.系统在湄洲湾LNG船舶监管方案设计中得到实际应用,为LNG船舶监管方案的设计和优化提供辅助和支持.     

LNG船舶预冷过程中冷却液的CFD模拟

为提高液化天然气（Liquefied Natural Gas, LNG）船舶的管理水平和营运效率,对预冷过程中的冷却液用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）软件进行模拟.该方法首先对LNG船舶液货舱的构造和换热环境进行假设,然后用GAMBIT对液货舱进行网格划分,模拟出温度图、冷却液质点迹线图和速度矢量图.对某LNG船舶液货舱预冷过程的调研表明,该方法所做的CFD模拟与实船的预冷过程和操作规章相符,预冷速度和预冷时间相差很小,能够真实反映实船预冷过程的实际情况.     

基于解释结构模型的LNG船舶进出港风险因素分析

为识别液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船舶进出港风险因素,建立LNG船舶进出港风险因素解释结构模型(Interpretative Structural Modeling, ISM).该方法从LNG船舶进出港全过程涉及的安全要素着手,由ISM专家小组确定16个风险因素;利用解释结构模型,建立风险因素的邻接矩阵和可达矩阵;将LNG船舶进出港的影响因素划分成6个层级.根据各因素之间的相互影响关系及不同层次之间的关系,分析LNG船舶进出港过程中存在的主要问题,对保障LNG船舶的航行提出安全措施建议.模型分析表明,该方法可以直观地把握对LNG船舶进出港作业产生影响的各因素的层次关系,可为有关部门保障LNG船舶进出港作业安全提供参考.     

基于AIS信息的船舶进出港航速控制模型

为提升近港航道效率及船舶安全,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)集合的大量的海上交通特征信息中获取能够反映船舶进出港规律的、有效的、潜在的信息,建立船舶进出港航速控制模型.根据海上交通工程理论和数据挖掘技术,将实时采集的港口水域的AIS信息存放在数据库中,再通过ETL(Extract Transform Load)进行处理.该数据库具备统计分析船舶进出港各阶段航速分布的功能.以厦门嵩屿港集装箱码头为例,构建相应的数据库,对12万吨级集装箱船舶进出港的航速进行统计,获得此类船舶在进出港过程中的航速分布规律,并根据航速的概率分布特点给出建议航速,为船舶自动进出港、引航员引导船舶及港口主管部门更好地监管通航环境提供理论依据.     

船舶进离港行为捕获算法设计与实现

针对在设计船舶进离港行为捕获算法时存在港口范围难定义、AIS数据的经纬度误差造成船舶频繁进出港区边界等问题,将全球AIS数据与港口数据相结合,设计船舶进离港行为捕获算法。根据船舶速度、位置、运动特性等信息,实现对船舶进离港、停泊等行为的判断。利用纬度分桶法、网格法和Kd树法实现基于船舶位置的港口匹配。实际数据测试表明,网格法的港口匹配时效性最好,每秒可处理约16万条AIS数据。随机选取30艘船对算法进行验证,结果表明船舶轨迹与捕获到的船舶进离港事件相符。     

引航员登离船水域选址模型及算法

为保证引航作业安全、周围船舶通航安全，提高港口运营效率，以引航员登离轮水域为研究对象 ,在物流配送中心选址模型的基础上建立引航员登离轮水域多目标选址模型, 以青岛港引航员登离轮水域为案例，通过遗传算法对模型进行求解。优化结果与现有两处登离轮点相吻合，另可增加第三处外海登离轮点，供进入青岛港的超大型船舶进行引航员登离轮作业。