面向冰区船舶航线的混合规划算法

针对自然环境恶劣且复杂的北极海域,本文旨在解决冰区船舶的航线规划问题。基于栅格法建立了冰区船舶的作业空间,采用改进蚁群算法规划出全局航线,将预处理后航线的各节点作为待规划的子目标,使用改进滚动窗口算法求解出最终航线。仿真结果表明:改进蚁群算法能以更快的迭代速度规划出静态环境中的全局航线,节点删除算法可剔除冗余节点,降低后续算法的计算复杂度,改进滚动窗口算法能在全局航线的基础上,有效规避环境中的动态障碍物,求解出混合环境中符合冰区船舶运动性能的最终航线。

小庙洪航道渔船航路及警戒区设置探讨

根据南通沿海港区与渔港相关基础资料,分析了小庙洪航道商渔船通航安全风险,并探讨了渔船航路及警戒区布置方案。结果表明,与东灶渔港渔船习惯性航路重合的三夹沙南航道转弯段横流大、航行条件复杂,通航安全风险较大,可考虑沿东侧天然汊道布置渔船航路或东灶渔港搬迁方案。吕四中心渔港和蒿枝港渔船习惯性航路与小庙洪航道交叉,存在一定的通航安全风险,可在商渔船交会处设置警戒区,引导通航秩序和改善通航环境。

黄浦江河口水域通航安全管理研究

通过介绍蕴藻浜及蕴藻浜警戒区水域通航环境,全面收集该水域的通航环境要素,精细化分析蕴藻浜警戒区船舶流构成及其日均流量,剖析蕴藻浜警戒区及周边水域2020—2022年发生的险情事故及其根本原因。从人、机、环、管四个方面提炼该水域船舶通航管理存在的安全风险,并从航法优化、交通组织、立体监管新模式和全过程海事监管等方面提出相应对策建议。

基于交通冲突技术的船舶定线制警戒区优化设计

中国沿海航路体系网络化发展布局的确立,将产生大量繁忙的船舶交通流汇聚水域,其中船舶定线制警戒区因船舶密度大、交通流向复杂、航行危险大,已成为沿海航路体系安全运行的一个薄弱和重点环节。为深入探讨警戒区优化设计,利用交通冲突技术的研究方法,以警戒区交通流冲突为重点内容,提出改警戒区小角度斜交航道交叉为大角度或正交,以及警戒区渠化交通设计等方法。力图减少警戒区交通流冲突点数量,降低冲突强度,改善微观层面的船舶危险会遇状况,进而寻求警戒区几何设计、交通控制的一些基本要求和原则,为船舶定线制方案设计和交通控制措施制定提供决策依据。

船舶操纵模拟技术在坝区河段航线选择中的应用

利用船舶操纵模拟技术模拟分析湘江典型代表船型在长沙枢纽坝区河段的航行情况,结合该河段的通航水流情况、可能的航行冲突区情况等通航环境特点,研究不同航路上下行规则下船舶的会遇情况。结果表明:上下游锚地之间的航段,无论采用各自靠左还是各自靠右的航路规则均可;在下游桥区,采用各自靠右的航路规则更优;两种航路规则下,口门区的交叉点数量相同,对于交通流的影响是一致的,需要在调度过程中避免船舶在潜在冲突区的交叉。

水上交通冲突技术在船舶定线制警戒区中的应用

针对以分道通航制为主的船舶定线制没能很好地解决各主要交通流汇集区域的船舶会遇问题,结合船舶定线制航道交叉口与道路平交路口的相似性,引入交通冲突相关研究方法,并将其与水上交通已有的概念结合,进行船舶定线制警戒区的安全研究。通过船舶定线制航道交叉口交通流冲突的研究,对局部水域的安全状况进行评价,寻找改善措施,减少警戒区交通冲突的发生,降低事故率,减轻事故严重程度,从而改善船舶定线制交通流复杂水域交通安全状况,并为优化船舶定线制的设计方案提供参考。

西江干线实行船舶定线制的探讨

随着我国经济的快速增长,水路运输尤其是内河运输备受重视。西江是我国南方最大的天然河流,地位仅次于长江。西江干线目前还未有航段正式实施船舶定线制,这已成为制约西江航运发展的重要因素。借鉴长江定线制实施的成功经验,对西江干线实行船舶定线制进行探讨,以肇庆、云浮水域为例分析西江干线实行定线制的必要性和可行性;针对西江实际情况,对干线船舶定线制建设给出了合理的建议。西江干线船舶定线制的实施,对促进船舶航行安全、提高航行效率、保护水域环境将发挥积极的作用。

基于多源预报的热带气旋危险区域的确定方法

为了提高热带气旋信息的完整性与准确性,分析了目前确定热带气旋中心周围危险区域的方法,提出了基于多源预报的热带气旋中心周围危险区域的确定方法。根据中、日、美三国对热带气旋中心位置的预报结果,求出预报的离散度,由预报位置与平均误差的关系,得出热带气旋90%落入概率的概率圆范围,然后将大风浪半径套在此概率圆的外面,可得到充分考虑多家热带气旋预报结果的热带气旋中心周围大风浪危险区域。可见,此方法提高了热带气旋预报圆的落入概率,有力保障了船舶绕避热带气旋的安全性。

一种有效顾及复杂海域避碰的路径规划方法

针对现有舰船避碰路径规划方法难以适用于复杂海域的现状,本文提出一种有效顾及复杂海域避碰的路径规划方法。首先,通过K-means方法将舰船避碰阶段选用合理的危险度判别指标进行划分;然后,依据Nomoto模型进行航迹推演,预测舰船在一定时间分辨率后的航迹;接着,在避碰阶段中剔除具有碰撞危险和不符合此阶段避碰规则的预测航迹,并在余下的预测航迹中选取危险度最小的航迹作为最优预测航迹;最后,在正常航行阶段建立遴选函数,选取最优预测航迹,将所有最优预测航迹合成以生成路径。实验结果表明:相对于当前先进的改进人工势场方法来说,所提方法在只有点状碍航区的较简单环境下可有效提升规划效率;所提方法在有各类碍航区的较复杂海域,能顾及来船的航向变化,规划出遵循国际海上避碰规则的避碰路径。

航母编队区域防空部署研究

文章研究了航母编队的防空舰艇配置距离在区域防空部署中的应用,在考虑舰载防空导弹的性能参数和满足拦截要求的最小拦截纵深基础上,对防空舰艇与航母之间的配置距离与掩护角的关系进行量化分析,建立了防空舰艇与航母之间的掩护关系模型,并进一步研究了目标的进入角与拦截纵深的关系和航母编队的防空配置需求。经理论分析和实例说明,该模型对舰艇编队的区域防空部署和指挥决策以及要地防空部署等其它地空导弹部署具有一定的参考意义。

北斗卫星通信系统在船舶航线规划中的应用

传统船舶路线规划方法所使用的通信系统,在极端条件下无法进行数据传输,导致规划方法的鲁棒性较差。对此应用北斗卫星通信系统,设计新型船航线规划方法。利用北斗卫星通信系统的高适应性,对当前航向安全区域进行划分,并对其进行适当扩展,确保其区域内包含了潜在障碍物的边界,基于扩展后的安全区域,建立航障物的最小凸包围,作为航线规划的环境基础,最后应用Dijkstra算法,根据权重最小赋值,连接权重点,求取最优航线,实现航线规划。从实验结果可以看出,应用北斗卫星通信系统的船舶航线规划方法,在极端环境下,数据真实应用率提高了29%,数据包传输丢包率降低了33%,相比较传统规划方法,拥有更优秀的鲁棒性。

北极航线的治理挑战与中国应对

北极航线的开通正在改变全球航运路线的传统版图,由此带来的治理挑战已不再是区域问题。北极航线的现有治理机制面临着航线开发潜力与现实竞争力间的矛盾落差、国际法与沿岸国国内法相互冲突和经济利用与环境保护难以协调等诸多治理挑战。中国是北极航线现有治理体系的维护者、北极航线国际合作治理的倡议者和北极航线多边治理体系建构的推动者,负有担当和引领北极未来发展的大国责任。中国应牢牢把握北极航线开发历史机遇,从提升自身治理能力、扩大同北极和非北极国家的友好交往、尊重北极国家对北极航线所享有的正当权益出发来统筹全局。在已有的治理规则的基础上,促进北极航线多边合作治理体系的优化与完善,推动北极航线治理的多元参与及合作共赢。

环日本海地区的航线优化研究

随着环日本海地区贸易往来的频繁,优化该地区航运网络结构,提升海运通达性,成为推动该地区经济发展的重要手段。因此,提出一个以航运企业利润最大为目标的航线网络优化模型。该模型综合考虑航线、船型与需求间的关系,以船舶的载重量为约束,优化航运企业的资源配置,设计航线及选择适宜船型。利用实际数据对该模型进行检验,结果显示,优化的航线网络以及确定船型在不同经济条件下有所差别,可为环日本海航线的开辟与运营提供借鉴。

基于改进遗传算法的岛礁区航路规划模型

为解决船舶穿过岛礁区时危险度大、航行难、航路规划复杂等问题,提出应用实数路径点编码配合采取精英保留策略的遗传算法。考虑船舶的转向困难性、航程、人为指定经过路径点以及船舶安全性,建立适应度函数评价模型。在电子海图平台上提取障碍物特征多边形顶点坐标,规划出最佳航路。该算法能解决多约束条件下的多目标优化问题。对舟山岛礁区进行实例验证。结果表明,改进后的遗传算法能够解决岛礁区的复杂航路规划问题,且实现简单,收敛速度较快,也不易陷入局部极小值。随着自动控制技术的不断发展,可为船舶在岛礁区的自主航行提供理论支持。

深度学习方法在北极海冰预报中的应用

在全球气候变暖背景下,北极海冰呈现出逐年消融的趋势。海冰的消融给北极的开发利用带来了重要机遇,例如北极航道通航潜力的显现。但北极航道开通还面临着诸多困难,尤其是海冰变化机理的复杂性和海冰预报的不确定性以及由此带来的航行安全风险。近年来,深度学习因其强大的非线性拟合能力,逐渐在海冰预报领域中崭露头角。本文对近年来深度学习在北极海冰预报中的国内外研究状况进行了梳理,分析了深度学习在海冰预报中的应用背景,指出了单纯地应用深度学习进行海冰预报的局限性,阐述了深度学习方法与气象海洋专业知识的结合点,展望了未来的研究动态和发展趋势。

国际法框架下船舶定线水域的选择

从分析船舶定线制的有关国际法框架入手,阐明船舶定线水域选择的有关法律和技术问题,建议在选择定线水域时要充分考虑IMO的有关规定,定线制规划应有一个近期计划和远景目标,同时除了充分考虑合理性和科学性外,还应分析其可行性和必要性。

硫排放控制区和碳减排约束下班轮航线优化

在航运市场运力过剩的形势下,为维持船公司的服务质量和满足环保要求,从船型选择,船舶数量,船速,碳税等方面建立硫排放控制区与碳减排下班轮航线成本模型,并通过lingo求解.选择某船公司位于"一带一路"沿线的亚欧航线进行实证分析.结果表明:在硫排放控制区背景下,班轮可通过减速最大限度的减少总成本,同时也会排放更多的CO2,综合考虑船公司采用区内区外航速不同是最佳的航行策略,船公司在下航期内低速航行,区外高速航行的策略将会实现经济效益与环境效益的平衡.对硫排放控制区的距离及碳税率进行灵敏度分析进一步验证区内区外航速不同为最优策略,可为船公司的决策提供参考.

大区域船舶物流最优航线选取模型设计

针对传统的最优航线选取方法一直存在选取效果差、时间长的问题,提出大区域船舶物流最优航线选取模型。该方法先采用采用粗糙集理论计算权值,通过可信性理论构建大区域船舶物流航线选择期望值及规划模型,并采用上限和下限的方式约束物流配送信息素,计算大区域船舶物流航线配送概率,并以此为基础,通过船舶物流信息筛选,构建大区域船舶物流航线选取模型。实验结果比发现,采用改进最优航线选取模型时,其航线选取时间及航线长度均要优于传统方法,具有一定的优势。

排放限制政策下的中国至东南亚航线散货船调度

为探究船舶排放控制区(Emission Control Areas,ECA)扩大和碳税政策变动给东南亚航线上散货船运营带来的影响。在传统不定期船舶调度研究的基础上,考虑可变航速和多燃油舱改建因素,构建以满足排放限制要求为前提的混合整数规划模型。结果表明:一系列排放控制政策的落实造成承运商利润和抗油价波动能力的下降,而且船舶被迫在ECA区域以外提高船速,造成航线上碳排放总量的上升。

中国图们江地区参与“冰上丝绸之路”建设探析

“冰上丝绸之路”作为我国“一带一路”建设海上合作的三条蓝色经济通道之一,其建设发展对我国具有重要的战略意义和现实意义。但“冰上丝绸之路”(俄罗斯称“北方海航道”)提出至今,由于面临的困难和挑战,国内相关区域板块对“冰上丝绸之路”建设积极性并不高。其困难和挑战,既有来自北冰洋恶劣自然气候影响和沿岸基础设施不完善的困难,又有围绕北极地区进行地缘博弈所形成的复杂局势的挑战,还有中俄共建“冰上丝绸之路”存在认识差异的影响。作为处于地缘前沿的我国图们江区域,融入“冰上丝绸之路”既是机遇,又要认识到这一过程的艰难性,在实践中要积极“化远景蓝图为‘小目标’”,增强可操作性,依托现有的“大图们倡议”机制,在中俄毗邻陆海区域现有合作基础上,大力推进“冰上丝绸之路”东北亚起点区——图们江区域中俄项目合作建设,同步强化环日本海经济圈建设,与朝、韩、日共同打造“冰上丝绸之路”蓝色经济通道。