西北太平洋热带气旋中大风和波浪分布特征

为给航行船舶有效避离热带气旋提供参考,利用日本发布的2011—2013年亚洲地面分析图和西北太平洋波浪分析图,对发生在西北太平洋上的61个热带气旋的大风和波浪分布特征进行统计分析.主要结论:热带气旋的近中心最大平均风速与中心气压存在较好的二次非线性关系;10级以上大风一般以热带气旋为中心呈对称分布,7级以上大风以热带气旋为中心呈不对称分布的居多,7级以上大风最大范围一般出现在热带气旋前进方向的右半圆;10级以上大风圈平均半径为73.5 n mile,7级以上大风圈平均半径为187.9 n mile;热带气旋中的最大波高中心与热带气旋中心一般不重合,最大波高中心和4 m浪最大范围主要出现在热带气旋前进方向的右半圆,特别是右后半圆;最大波高中心与热带气旋中心平均距离为93 n mile左右,4 m等波高线与热带气旋中心平均距离为235 n mile左右.     

日本数值预报模式热带气旋预报误差分析

为了给海上航行船舶防避热带气旋(Tropical Cyclone,TC)提供参考,利用2010和2011年日本TC警报图上提供的36个TC实时、综合预报资料,采用数理统计方法分析TC路径和强度预报误差.结果表明:24,48,72 h TC预报路径的平均距离误差分别为106.5,194.8,306.4 km;随着预报时效的增加,距离误差分布范围增大;路径预报主要偏向SW和NE象限,其次为SE和NW象限;TC强度预报误差随预报时效的增加而增大;24,48,72 h最大风速预报的平均绝对误差分别为7.4,11.7,13.6 kn,中心气压的平均绝对误差分别为0.80,1.27,1.46 kPa;一般情况下,预报强度偏强的频率较大,预报强度偏弱的频率较小,且强度预报偏弱时,预报误差的幅度往往较大;路径预报的平均距离误差随强度增强而减小,而平均强度误差(即中心气压和近中心最大风速预报误差)随强度增强总体呈增大的趋势.     

1949～2003年南海热带气旋的发生规律

利用中国气象局编著的1949～1988年的<台风年鉴>和1989～2003年的<热带气旋年鉴>资料,对南海热带气旋的发生源地、发生数的季节变化及年际变化特征等进行统计分析.结果表明南海热带气旋主要发生在14°N～18°N,113°E～120°E的南海中部洋面上,热带气旋越强,其高发地点越偏东;热带气旋越弱,其高发地点越偏北;南海热带气旋的发生数有较明显的季节变化特征,5～9月是南海热带气旋的活跃期,其中9月份发生数最多,1～3月至今未发生过TS等级以上的热带气旋;南海热带气旋发生数的年际变化较大,发生数最少的年份只有1个,最多的年份为10个,平均每年为5个左右;厄尔尼诺、拉尼娜的出现对南海热带气旋的发生有一定影响,南海热带气旋发生数厄尔尼诺年有所减少,拉尼娜年有所增多.     

中国近海主要天气系统影响下的海浪场的分布特点

影响中国近海的主要天气系统有热带气旋、锋面气旋、冷高压和西南季风 ,它们的风场结构很不相同 ,由此引起的海浪场也各具特点。本文根据前人的研究结果 ,对这些天气系统的海浪场进行了综述 ,为海上船舶驾驶员利用气象传真图自行分析航行海区的海况提供了有益的参考。     

美国和日本传真天气图上冬季温带气旋预报误差分析

为给航行船舶及从事海洋气象预报和海洋环境预报的工作者正确使用传真天气图提供参考,利用美国和日本发布的逐日地面天气图,对两国冬季温带气旋的预报误差分别进行统计分析.结果表明:日本 24 h温带气旋强度和位置的预报准确率分别为86.5%和41.9%,48 h温带气旋强度和位置的预报准确率分别为70.5%和25.5%;日本24 h温带气旋中心气压、纬度和经度的平均预报误差分别为1.3 hPa,0.8°和1.3°,48 h 温带气旋中心气压、纬度和经度的平均预报误差分别为2.0 hPa,1.2°和1.7°.美国 24 h温带气旋强度和位置的预报准确率分别为 70%和41.8%,48 h温带气旋强度和位置的预报准确率分别为45.7%和24.7%;美国 24 h温带气旋中心气压、纬度和经度的平均预报误差分别为2.4 hPa,1.0°和1.6°,48 h温带气旋中心气压、纬度和经度的平均预报误差分别为3.4 hPa,1.3°和2.1°.     

大风天气下洋山港超大型船舶安全撤离航道方法的研究

根据洋山港自然、地理条件，运用目前在航道论证方面已经比较成熟的船舶操纵模拟器，有针对性地对大风天气下靠泊超大型船舶安全撤离航道方法进行了研究。根据所选8000TEU超大型集装箱船舶的模拟船型撤离航道进行模拟试验的结果和在对试验数据系统分析的基础上，提出了超大型船舶安全撤离航道的具体方法．为洋山港超大型船舶在大风天气下安全撤离航道提供比较科学的参考依据。     

一种主观的船舶碰撞危险度评价模型

为比较不同船舶对同一碰撞危险的认识,提出一种主观的船舶碰撞危险度评价模型.在最近会遇距离(Distance to Closest Point of Approach,DCPA)和最近会遇时间(Time to Closest Point of Approach,TCPA)作参数的碰撞危险度计算模型的基础上,加入船舶安全距离圈和最晚施舵时间等主观因素,建立新的碰撞危险度计算模型.利用该模型计算并比较安全距离圈大小和最晚施舵时间不同的船舶碰撞危险度.结果表明,安全距离圈大小和最晚施舵时间不同的船舶操纵者对同一会遇态势下碰撞危险的认识是不同的。     

热带强对流区域的位置和水平尺度对大气低频振荡的影响

利用包括CISK机制的简单三维热带大气模式研究强对流活动的位置和水平尺度对热带大气低频振荡的影响.结果表明强对流活动的经向位置对低频振荡有重要影响.当对流活动在赤道印度洋和赤道西太平洋加强时, 在赤道印度洋地区激发出低频振荡并向东传播, 周期为28d左右, 扰动为KelvinRossby波型, 具有明显斜压结构, 低层辐合, 高层辐散;然而, 当对流活动在热带印度洋和热带西太平洋, 即菲律宾附近地区加强时, 在热带西太平洋地区激发出向西传播的低频振荡, 周期为30d左右, 扰动为弱Rossby波型, 斜压结构, 且与南亚季风有紧密关系.研究结果还表明, 强对流活动的纬向位置对振荡周期和结构没有直接影响, 但强对流区域的尺度大小对热带大气低频振荡的周期有明显影响:强对流活动区域的纬向尺度越小, 所激发的低频振荡的周期就越短.热带大气中的10～20d振荡, 可能是由较小区域的对流活动激发出来的.     

船载自动识别系统(AIS)在船舶避碰系统中的应用研究

着重探讨了基于AIS信息的船舶避碰系统的组成、动态模型的建立、信号处理等。该系统可增强信息的准确度、可靠性 ,并提高对危险的响应速度。用AIS系统收发的船舶信息 ,可以为船舶提供避碰信息 ,最终为船舶避碰提供了一种新方法。     

风浪对洪泽湖区航行安全的影响

在调查和研究洪泽湖区最近10多年的船舶事故原因和有关因素的基础上,明确引起洪泽湖区船舶事故的主要因素是风浪.根据湖区的环境因素,综合计算在正常水位条件下5个风级、8个方位的波浪情况,由此可清楚地了解船舶在湖区内遭遇不同风级作用时的波浪要素,并结合航线方向计算洪泽湖区航行船舶遭受风浪时的几种摇摆运动形式,进而对船舶事故进行分析,为船舶安全保障提供参考依据.     

一种基于DBSCAN的船舶会遇实时识别方法

针对海上交通监控中船舶数量众多,且对具有潜在碰撞危险的船舶识别效率不高的问题,提出一种基于DBSCAN(带噪声的基于密度的空间聚类)的船舶会遇实时识别方法。根据海上交通风险监控的研究需求,分析船舶会遇局面的定义。运用墨卡托算法计算船舶之间的距离,采用DBSCAN算法进行船舶会遇聚类识别。基于浙江舟山群岛西南海域航行船舶的AIS数据,对设置不同船舶会遇距离的试验结果进行比较分析,结果表明:当船舶会遇距离为1 n mile时,可以将56艘船划分为7个会遇船舶类,占船舶总数的32.1%,每个会遇船舶类包括2~3艘船。将该方法运用到实际海上交通监控中,可对每个会遇船舶类中的船舶航行动态进行重点关注,降低海上交通监控人员的工作负担,提高海上交通监控的效率。     

海船破舱进水安全综合评价系统

为弥补目前船舶应急响应服务（Emergency Response Service,ERS）存在的不足,构建由3项一级指标和10项二级指标组成的海船破舱进水安全综合评价系统.基于Maxsurf船体设计平台计算船舶性能参数,依据多维价值准则对评价指标进行定量化、归一化等处理后建立综合评价的数学模型,并给出与船舶破舱进水不同安全评价等级相对应的应急处置建议.这为身处事故现场的船长在关键时刻及时作出弃船、主动抢滩等正确决策提供了有效依据,对避免或减少人命伤亡、船货损毁和水域污染都有重要意义.     

商渔船碰撞预警模型

为找出浙江沿海商渔船碰撞事故的风险源,根据2008—2013年浙江沿海商渔船碰撞事故的统计资料,梳理出事故的6类原因,归纳其共性特点.将碰撞前后的商船、渔船、环境视为稳定的系统,基于信息熵理论,通过分析事故中的增熵和负熵因素定义预警系统的事故临界点,建立商渔船避碰的预警模型.结合浙江沿海商渔船碰撞事故进行实证分析,得出结论：商渔船碰撞预警系统的事故临界点熵值为0.177;达到该值之前相关船舶应采取避碰措施.该方法可为维持商渔船良好的通航秩序提供参考.     

考虑复杂气象变化的智能船舶动态航线规划方法

鉴于恶劣海况将引起船舶失速、剧烈横摇甚至倾覆,为避开恶劣海况区域,提出一种考虑复杂气象变化的智能船舶动态航线规划方法。通过改进A*算法的启发式函数,将风、浪对船舶失速的影响加入路径代价值的估算中,进而规划出一条避开恶劣海况的动态航线。跨北大西洋的航线规划仿真结果表明:本文提出的动态航线规划方法可以将船舶的跨洋航行时间缩短18.17%,并且能有效地避开风浪较大的危险海域。运用该动态航线规划方法能缩短船舶航行时间,节约航行成本,提高航运企业的经济效益。     

混合动力船舶的能量管理与控制策略

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务,设计混合动力船舶电力推进系统的架构,研究一套基于规则的混合动力船舶能量管理策略,提出AC/DC与双向DC/DC变换器的协同控制方法.该能量管理策略成功应用于混合动力船舶.能效数据分析证实,该混合动力船舶具有排放少、能耗低、噪声污染少的优点,具有很好的实际应用与推广价值.     

基于计算机视觉的船模位置跟踪

针对水池实验室中船模位置的跟踪问题,提出计算机视觉跟踪的方法.首先对视频图像进行逆透视投影矫正,然后利用CamShift算法实时跟踪船模在图像中的重心位置,最后将船模的图像坐标换算成实际空间坐标,实现船模位置的精确跟踪.该方法具有系统工作稳定性高,安装简单方便,跟踪精度高、效果较好等特点,同时还可利用跟踪得到的位置坐标,计算出船模的航速和航迹向,以实现这两个状态参数的跟踪,为实时跟踪船模等课题研究打下基础.     

内河观光船撞桥风险评估及应用

为提高内河观光船航行安全性,降低撞桥灾难性事故发生的风险水平,基于AASHTO模型进行船撞桥概率预报,分析撞击力对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响,提出船撞桥风险评估方法.应用该方法对某内河观光船撞桥风险进行评估,并讨论船速和桥墩防撞装置变形系数对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响.结果表明:船舶通过桥区水域时,若适当降低航速,可避免由撞桥导致的船舶倾覆事故的发生;增设弹性或柔性防撞装置,增加防撞装置变形系数,可减少船舶结构损坏程度,避免船舶倾覆.评估方法合理,结论可供内河观光船安全航行参考.     

船上水文气象资料的融合

为及时综合利用最新水文气象信息,提高船舶航行安全和营运效益,根据数据融合原理,采用求取极大值融合的方法,对船舶现有的水文气象资料从像元级、特征级、决策层等3个不同层次进行数据融合,应用于航海水文气象资料并进行综合分析判断.通过"育锋"轮从韩国光阳返回江苏南京整个航程的传真报文资料分析与航行实际情况对比发现,实际情况与应用该方法综合分析判断的中值或平均值比较接近,证明该方法对正确利用船上现有资料,尽可能解读出符合实际海况的航海环境条件,提高分析和预报水平,保证航行安全、提高营运效益具有一定的参考价值.     

火灾时客船在倾斜状态下最优疏散路径

客船发生火灾时,合理疏散路径的选择对避免或减小人员伤亡有重要作用.因此,在前期关于客船火灾时静态疏散路径优化研究的基础上,建立客船倾斜状态下以当量长度为基础的疏散路径优化模型.选用Dijkstra算法求解火灾区域至各逃生出口的最优疏散路径.在此基础上,进行多灾源、多出口状态船舶倾斜、拥挤对疏散路径影响的实证分析;结合IMO对客船疏散时间的规定验证疏散路径模型的合理性.结果表明:船舶倾斜对火灾状况下人员疏散路径的影响随倾斜角度的增大而增大,且纵倾影响比横倾大;船舶倾斜导致疏散路径变长,疏散时间延长.