基于层次模型的极地船舶-冰山碰撞风险评估

[目的]为确保极地船舶航行安全,开展典型海域船舶-冰山碰撞风险评估。[方法]针对船舶在巴伦支海航行的情景,在识别风险影响要素的基础上,构建船舶-冰山碰撞层次模型;提出一种改进的要素权重系数确定方法,通过与要素模糊评价相结合,发展形成一套完整的碰撞风险研究方法;结合专家意见,采用所提方法对碰撞风险进行计算和评估。[结果]结果显示,极地船舶在巴伦支海航行过程中碰撞冰山的风险等级为中等偏高,冰山冰况、人为失误和船舶自身是造成碰撞风险最主要的3个要素。[结论]极地船舶在巴伦支海航行时,应对冰山潜在的危险给予足够的重视,并采取必要的控制措施防止碰撞发生。

面向海底管道巡检的AUV三维自适应路径跟踪

针对面向海底管道巡检任务的欠驱动自主水下航行器(AUV)三维路径跟踪控制问题进行研究。首先,在固定坐标系和机体坐标系下建立AUV的运动学模型,为设计适宜运动控制的三维路径跟踪控制器,建立流体坐标系,并在Serret-Frenet坐标系下建立AUV的路径跟踪误差模型;其次,将可变前视距离引入传统视线(LOS)制导策略,提出一种自适应LOS制导策略以提高制导精度,并基于此设计面向海底管道巡检的AUV三维路径跟踪控制器,使得AUV可有效跟踪设定的参数化路径;最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果验证了所提面向海底管道巡检的三维路径跟踪控制器的有效性。研究成果能够改善AUV的操纵性,可为面向海底管道巡检的无人水下航行器路径跟踪控制方法提供参考。

基于决策实验分析法的船舶冰困预防研究

冰困是影响冬季船舶航行安全的重要因素。为避免冰困突发应急处置中,不合理操作引发的严重安全问题,本文采用决策实验分析法全面分析我国辽东湾2012-2022年冰困数据,确定各要素间的因果关系和系统中的地位,得出冰困的本质层因素,并根据本质层因素与过渡层的关系,提出船舶冰困预防的技术建议和管理建议,以期为相关部门提供技术支持和决策依据。

流水对狭水道重载10万吨油轮影响和分析

本文就流水对狭水道重载10万吨游轮的影响,在航行安全性降低、航行速度减慢、船体磨损加剧、油轮操纵难度增加等四个方面进行了分析,并在此基础上提出了五个方面的应对措施,如:提高航行安全意识、加强航行预报和实时监控、优化航行路线和时间、加强船体维护保养、提高船员操纵技能等,以期更好地确保重载油轮在狭水道上的航行安全。

海上自主水面船舶航行风险识别研究综述

海上自主水面船舶(MASS)作为未来航运业重要的发展方向,逐渐受到国际海事界的广泛关注,尤其是其航行过程中的潜在风险。首先,结合当前研究,比对了传统船舶和MASS的风险识别手段的差异性。其次,从人为、船舶设备与系统、环境、管理、网络安全5个方面归纳了MASS航行过程中可能存在的航行风险因素。最后,揭示了当前MASS航行风险识别研究的局限性。该研究有利于发现自主船舶航行风险因素的变化,对自主船舶风险识别与评估具有参考意义。

基于航行状态的多元避碰周界研究

为实现船舶智能航行,建立基于船舶航行状态的多元避碰周界.通过识别船舶航行风险,分析避碰双方的主尺度、航速、航向等多元因素对航行安全的影响机制,提出危险周界和预警周界的解析表达方法,构建面向海上安全航行的多元避碰周界.通过实例分别模拟了多航行状态的船舶和复杂海上障碍物的数字化安全界限,初步验证了多元避碰周界的可行性,可作为船舶避碰决策、船舶智能航行的理论参考.

船舶拟人智能避碰决策理论框架的研究

基于十多年来在船舶智能避碰的研究基础,论述了船舶拟人智能避碰决策(Personifying Intelligent Deci-sion-making for Vessel Collision Avoidance PIDVCA)的内涵,提出了PIDVCA的研究目标;根据船舶避碰的基本过程,提出了PIDVCA理论的基本思想和总体构架,重点论述了PIDVCA的自动化原理及其实现方法,最后概括了PIDVCA理论的特点。

大风浪条件下渤海海区重点船舶风险评估模型

通过对近年来渤海海区因大风浪引起的船舶重大事故进行统计分析,发现渤海海区近年来发生重大事故的船舶主要集中为5 000t以下的散货船,由此提出渤海海区大风浪条件下应重点关注的船舶类型。根据风险分析理论和方法,建立了渤海海区重点船舶在大风浪条件下的风险等级,并根据专家问卷调查的形式得出相应的风险等级标准。据此,建立了使用模糊评判方法的大风浪条件下渤海海区应重点关注船舶的风险评估模型。该模型可为进一步研发基于电子海图平台的可视化船舶风险控制和管理辅助决策系统提供重要的理论依据。

大风浪条件下船舶风险状况动态评估预警系统

为有效减少大风浪条件下中国北方海域的恶性船舶翻沉事故的发生次数,针对目前国内缺乏个性化、可视化且具有动态显示和风险评估功能的海事气象保障服务产品的现状,根据前期建立的大风浪条件下的渤海海域重点船舶风险评估模型和船舶-大风浪区动态显示系统,在天津市气象局的"天津海洋气象精细化预报综合业务平台"上研发可在大风浪来临前对中国北方海域易发生海上事故的船舶进行海区和航线风险评估及预警的海事气象保障服务系统。实例分析表明,该系统可动态、直观、有效地给出特定船舶在某海区航行可能遇到的风险状况,可作为行之有效的船舶气象安全保障辅助决策产品供航运安全管理部门和海事安全管理部门使用。

基于网格化理论的船舶碰撞事故黑点研究

为识别港口通航水域船舶碰撞事故黑点,基于网格化理论将港口通航水域划分为若干个网格单元,针对其特征识别船舶碰撞风险因子,建立2层评价指标体系。运用模糊数学理论构建船舶碰撞风险评价指标的隶属度函数,量化船舶碰撞风险评价指标;利用模糊综合评价方法对各网格单元的船舶碰撞风险进行评价。根据事故黑点的危险指数识别标准和风险评价结果,识别港口通航水域的船舶碰撞事故黑点。通过对天津港港内通航水域的实例研究,验证了船舶碰撞事故黑点研究的科学和合理性。研究成果既可为海事主管机关和港口调度部门进行水上交通安全管理提供参考,又可为船舶的通航安全提供科学指导。

基于贝叶斯网络的船舶溢油风险评价研究

船舶溢油事故已成为导致海洋污染重要的因素之一,采用科学方法对船舶溢油风险进行有效的预测与评估具有重要意义。将船舶溢油风险分为操作性溢油风险与事故性溢油风险两类,通过分析历史数据与借助专家经验识别风险因素,构建了船舶溢油风险的贝叶斯网络模型和条件概率表CPT,并利用HUGIN软件进行了概率推理和风险因素灵敏度分析,定量评估了船舶溢油风险,找出了影响最突出的风险因素。将贝叶斯网络模型应用于我国沿海港口水域,得出两类船舶溢油风险概率分别为0.013 8和0.000 3,指出了加燃油、装卸油品、人员疏忽和船舶密度等风险因素对船舶溢油风险影响最突出。

基于不确定正态云组合权重的航道水域通航安全评价

如何确定评价体系中安全指标的权重系数一直是航道水域安全评价中的重要问题。为有效增加通航安全评价的可靠性,本文将多种组合赋权方法应用于航道水域通航安全评价中,并引入基于不确定正态云组合权重的评价方法,将AHP(层次分析法)、熵权法、可拓学所得结果通过逆向云算法进行权重信息融合,生成不确定正态云组合权重,以构建基于云模型的主客观组合赋权方法。本文将计算所得三权重组合结果对比理想方案权重所得的正态云相似度结果构建结果顺序,随后确定组合赋权方案,进而构建不确定正态云组合权重的航道水域安全评价模型。为验证模型有效性,以宁波舟山水道调查结果对模型进行实验,最终得到航道安全等级及各因素关联度。

受限水域KCS集装箱船升沉数值研究

船舶进入受限浅水区域,船的龙骨与海床之间的距离会随着速度的增加而缩小,船舶下沉进一步增加,纵倾运动更加明显,船舶自身操纵受限,给船体带来极大的安全性问题。本文选取平静水域作为实验背景,建立矩形运河模型模拟实际受限航道,采用韩国集装箱船(Korean Container Ship,KCS)模型,通过商用软件STAR-CCM+和计算流体力学方法对船舶航行升沉数值进行模拟分析,结果表明:模拟结果与物理实验值吻合良好,船舶下沉增长与船速、持水成正比;受到纵倾运动的影响,船首的下沉始终大于船尾下沉,且船尾处的下沉较船首处随船速变化的增长幅度更大。此研究成果可为受限水域船舶安全航行提供理论支撑。

基于SDT定量测量船员情景意识研究

为了客观有效地评估船员的情景意识,为海事部门以及航运院校提供可行性证据和依据,提出基于信号检测理论的船员情景意识定量测量方法,该方法的优势在于客观性、灵敏性和可测量性。通过设计情景意识测试实验,采用信号检测理论方法分析船员对于突发事件的感知和反应能力,从而识别和评估船员的情景意识水平。研究结果表明,信号检测理论方法能够有效测量船员的情景意识水平,对船员的安全管理和培训具有重要的参考价值。

船舶碰撞过程的有限元分析及应急避让建议

为探索有限元技术在船舶碰撞过程模拟及责任认定中应用的要点,以具体的海事事故为例,构建起撞击船和被撞船舶有限元模型,对碰撞角度、撞击速度等值进行确定;在得到船舶碰撞姿态的基础上提出船舶应急避让建议。所确定出的被撞船舶船体损伤变形最小的碰撞情形,可作为船舶航行中撞击险情下应急操作的建议,有助于减轻船舶碰撞程度。

大型船舶航行的风险分析与风险控制

安全科学的发展要求从传统的事故管理转变为风险管理。在构建船舶航行系统风险的基础上,通过船舶航行事故统计和船舶航行作业规范化安全评估,对目前大型船舶航行的风险构成、影响因素进行定量研究,提出了大型船舶航行的风险矩阵,并就船舶航行的风险控制提出一些措施。

海事气象保障服务现状及发展趋势

为进一步提高国内海事气象保障服务水平,使其能够在海运、港口管理和海上作业等方面起到更好的规避风险、提高效益的作用,通过深入调研,指出国内海事气象保障服务存在着精细化程度不够、缺乏深度开发和可视化服务产品,水文气象要素预报的概率形式制作和相应海事气象保障服务产品开发及应用方面存在严重不足等问题;分析国内外中尺度风浪数值预报模式的研发,概率形式天气预报结果的应用以及风险分析、风险决策理论和技术等方面的研究进展和发展趋势;提出中国近海气象保障服务的潜在需求,可为中国海事气象保障服务的升级换代提供一些参考思路。

大风浪中船舶航行安全性评价

从船舶在波浪中运动的机理出发,将模糊数学中的层次分析法理论用到大风浪中船舶航行安全性评估上来,开发了相应的计算程序。寻找到了船舶在波浪中航行时的安全航态范围和在某一航速(或航向)时的最佳航向(或航速),形成了一套"理论航法",使得驾驶员在操纵船舶时能够得到有效的指导。

广州港水域船舶航行风险评估

广州港水域是我国比较繁忙的沿海船舶交通水域之一。为了更好地了解船舶航行的风险特征和风险发展趋势,采用改进型风险评估法(PRA)对港口水域环境进行风险评估,提出基于贝叶斯理论的风险预测和通航流量计算方法,分析船舶航行的风险特征和风险发展趋势。经对广州港水域状况的综合安全评估和通航水域的饱和度分析,可得出不同水域在不同船舶动态和风险种类下的风险程度,并可预测广州港水域船舶航行风险发展趋势。其结论可为安全管理部门制定风险控制方案提供决策支持。

海上光污染及对现行《国际海上避碰规则》的修改意见

从探讨海上光污染的概念出发,分别利用亮度对比度、可见度水平的计算公式和格拉斯曼的颜色混合定律分析了亮度对比度和颜色对比度对船舶号灯可识别性的影响;同时,分析了眩光对船舶驾驶人员视力的影响,并介绍了目前世界上比较统一的眩光评价模型。在此基础上,结合航海实践及教学研究经验,对现行《国际海上避碰规则》提出了减小与防范这种影响的修改意见。