基于人工智能算法的中小水电智慧气象保障服务技术研究

选用江西省七一水库日入库流量资料,基于改进的新安江模型对中小型水库降雨来水增量预报方法进行研究。通过使用默认参数的新安江模型、率定参数的新安江模型和线性回归3种方法对江西省七一水库2016―2018年模拟流量效果进行平均相对误差、均方根误差、平均绝对误差、确定性系数这4个方面的比对。研究得出:1)使用线性回归模型之后减少的误差最多;2)结合使用深度学习算法能够更大地提高准确率。研究成果已实现在江西省水库及防汛部门进行实际应用。

中日东北亚海域大风浪预警信息对比分析

为保障东北亚海域船舶航行安全,分析了中日两国发布的大风浪预警信息的特点,提出了应用方面的注意事项。介绍了一种新型海事气象安全保障服务软件,并给出了应用实例,为船舶驾驶员和航运企业安全管理人员提供确保大风浪中航行安全的新思路。

日照港港作拖轮抢险作业风险评估系统

为解决日照港港作拖轮参与大风浪条件下抢险作业时,能否保证自身安全并实施抢险作业,以及拖轮种类选择的问题,基于国家气象和海洋预报机构提供的大风浪数值预报信息,运用风险分析理论构建了港作拖轮大风浪条件下抢险作业的风险评估模型,通过专家调查问卷获取了评估使用的风险矩阵,在此基础上,研发了日照港港作拖轮在大风浪条件下抢险作业的风险评估系统。实际应用结果表明,系统可对大风浪条件下港作拖轮的抢险作业风险情况进行有效预评估,可为大风浪条件下拖轮抢险作业科学决策提供重要参考依据。

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。

船舶—热带气旋动态标绘系统

为解决目前航运企业和船舶驾驶人员采用的在"台风位置标示图"上标绘热带气旋和船舶位置的作业方式工作量较大、繁琐、效率低下的问题,提出基于电子海图显示与信息系统(ECDIS)的船舶-热带气旋动态显示标绘系统。该系统应用API、V3和JS等计算机技术,并使用准确率较高的中、日、美三国气象预报机构提供的热带气旋路径预报数据,可将热带气旋的前期移动轨迹、当前位置、未来的移动路径和未来不同时刻的位置自动标绘在航行数据全面的ECDIS平台上;同时,可方便地进行船舶位置的标绘,便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员随时了解船舶与热带气旋在未来不同时刻的相对位置关系及变化。本系统的特点是动态、直观、实时、使用方便,可取代当前使用的传统的"台风位置标示图",便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员依据本系统提供的信息,迅速、合理地制定绕避热带气旋的新航线,确保船舶绕避热带气旋的成功。

中国北方海域冰区航行船舶风险评估预警系统设计与开发

在深入调查研究海事主管部门和港航企业对海冰预警产品需求的基础上,根据自然灾害风险模糊综合评价理论和技术,建立可用于中国北方海域冰区航行船舶的风险预评估模型。使用ENVI软件对NASA的海冰卫星遥感实况和国家海洋局发布的海冰预报信息进行再处理,提取有关海冰密集度和厚度信息作为风险评估的背景场,进而提出冰区航行船舶风险状况动态评估预警系统的设计方案。仿真实例分析结果表明,该系统可动态、直观、有效地给出我国北方海域冰区航行船舶未来的风险状况,可作为保障船舶冰区航行安全的辅助决策产品,供海事主管部门、航运企业和港口生产调度部门使用。

大风浪条件下易流态化固体散货船航行风险预评估系统

针对易流态化固体散货船北上返回国内航线事故频发,而目前又缺少相应的气象安全保障服务产品的现状,采用风险分析理论和模糊综合评价方法,并使用国家气象中心的细网格、短时间步长的风、浪和海流预报资料,研发一种针对易流态化固体散货船在大风浪中的航行风险预评估系统。该系统已在国家气象中心网站上运行,可为从事易流态化固体散货船经营的航运企业和船长提供一种新型航行安全保障的气象服务产品。结果表明:使用该系统可望提前预判易流态化固体散货船北上航行的风险状况,从而避免事故的发生。

西北太平洋初生热带气旋监测预警信息比较

为解决航运安全相关管理人员对初生热带气旋监测和预警信息进行了解、分辨、选择和使用时存在的困惑,以便使其提前了解初生热带气旋的生成动态,保障船舶在航行和作业的安全性,针对目前可供航运安全管理人员使用的初生热带气旋监测和预警信息比较缺乏和杂乱的情况,在对多个专业气象机构发布的各种西太平洋热带气旋监测和预警信息进行分析和比较的基础上,推荐可供非气象专业的航运安全相关管理人员快速有效地了解西太平洋初生热带气旋生成动态的网站,并给出应用流程和应用实例。该研究结果可为进一步研发专供航运安全相关管理人员使用的初生热带气旋监测和预警系统提供参考。

实用性台风生成中期展望预警信息快速查询系统

针对目前我国专供航运和海上作业安全相关管理人员使用的台风生成中期展望预警服务产品较为缺乏的状况。基于对台风监测预警相关概念和航运企业对初生台风监测预警需求的分析,提出一种综合利用国外气象机构发布的台风生成预报信息,供使用者对西北太平洋台风生成中期展望监测预警信息进行快速查询的系统。该系统采用现代计算机技术,通过自动定时下载和图文识别等技术,对专业台风预报网站上的台风生成中期展望预警信息结果进行必要的简化、加工和集成,用动态可视化的方式呈现给航运安全相关管理人员。结果表明:系统可显示热带气旋10 d及16 d生成中期展望信息,是航运和海上作业安全相关管理人员监测和提前了解台风生成动向的一种新型便捷的手段。

渤海海域风浪特征相关性分析

为提高对渤海风浪预报的准确率,为海上作业生产和船舶航行气象安全保障提供更有参考价值的风浪预报产品,利用2014—2016年渤海曹妃甸、潍坊港和烟台港浮标站实测资料,基于最小二乘法建立渤海浮标站3种风浪状态的风浪方程和误差订正方法,确定适合渤海海域的风浪协同预报方法。验证结果表明:该方法既可为气象和海洋部门进行渤海海域风浪预报提供技术支持,也能为海事部门进行大风浪条件下船舶航行风险评估提供更为准确的参考依据。

天津港锚地大风条件下锚泊船安全评估系统

为保障大风期间船舶的锚泊安全,根据天津港锚地的具体情况,计算大风条件下天津港各锚地的安全出链长度和船舶之间的安全距离,制定天津港锚地大风条件下的锚泊船预警标准,建立可用于上述条件下的锚泊船实用安全评估模型.在此基础上,研制天津港锚地大风条件下的锚泊船安全评估系统软件.该软件可根据气象部门提供的大风风速预报,提前若干小时动态直观地给出天津港各锚地在未来大风条件下的预警等级,使得海事管理部门在大风来临前能够对锚泊船的锚泊状态进行安全确认,以减少大风来临时走锚和碰撞事故的发生,达到保障船运企业安全生产、提高经济效率的目的.

对新加坡海峡加强短时雷暴天气预警的建议

对经常航行于新加坡海峡的船舶驾驶员进行的问卷调查结果显示,该海峡能见度不良的主要原因是短时雷暴带来的暴雨.暴雨使得能见度骤降,使船舶存在发生碰撞事故的风险.同时,对各种事故信息的分析表明,新加坡海峡中发生的碰撞事故主要集中在海峡东端的分道通航制入口处和两个警戒区内,这与调查结果完全一致.在对国内气象部门近年来短时雷暴天气的临近预报情况综合分析的基础上,建议由新加坡气象部门建立或完善短时雷暴天气预警体系,并与新加坡海事管理部门建立联动预警机制,通过当地VTS为海峡各区域提供及时的低能见度预警,以保障在海峡航行船舶的安全.