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。

基于事故案例的受限水域引航风险分析

受限水域交通事故频发不断,造成了人员伤亡及环境污染等恶劣后果。其中,部分事故因引航失误造成。文章通过分析受限水域典型的引航事故案例,剖析该引航事故的原因,并结合“人-机-环”模型分析受限水域引航风险,提出加强受限水域交通安全管理的具体措施,对于提升引航员操作的可靠性及降低受限水域交通安全事故的发生频率具有重要的意义。

受限水域及密实粉细砂地质条件下的钢管桩沉桩技术

本文主要对受限水域遭遇高密实度粉细砂层地质条件情况下,如何组织施工确保钢管桩顺利沉桩到位,进行了分析总结。通过对几种可能采取的施工方案进行了对比分析,最终选用了组装式起重船,利用液压振动锤顺利完成沉桩的方案。沉桩得以顺利进行,可供今后类似工程参考。

基于速度障碍和人工势场的受限水域船舶避碰决策方法

为解决受限水域船舶避碰过程同时受到河道及周边船舶运动影响的问题,提出将速度障碍思想和人工势场理论相结合的船舶避碰决策方法,该方法在引入内河避碰规则约束的条件下,应用速度障碍法实现船舶对来船和静态障碍物的避碰;通过对可航水域边界构建人工势场,实现船舶对可航水域边界的避碰;设置直线航道和曲线航道下的船舶交叉、对遇、追越等避碰场景,在仿真环境下验证方法的效果。结果表明:所提出的方法能使得船舶在规则约束下作出避开障碍物及不同会遇方向来船的决策,同时确保船舶的避碰路径与可航水域边界保持安全距离,满足船舶避碰过程中的操纵受限要求。

受限水域船舶积压风险测度方法研究

为了系统、客观地评估受限水域船舶积压衍生风险,实现对船舶积压风险的防控,进行船舶积压风险测度方法的研究。阐述了受限水域船舶积压风险的3种表现形式,提炼了风险表现形式的测评指标,提出了受限水域船舶积压指数,并建立了以二元Logistic回归为核心的风险测度模型,对积压风险测评指标进行量化处理,最后通过对三峡-葛洲坝枢纽船舶积压风险的实证分析验证测度方法的可行性。结果表明,受限水域船舶积压风险测度方法可以根据水域特征筛选积压风险主要测评指标,并最终得到积压衍生风险发生概率预测公式,预测并判断相应水域某一时期的船舶积压衍生风险严重程度,对实时测度和降低受限水域船舶积压风险、完善受限水域船舶通航安全预警和相关软件开发运用具有重要意义。

受限水域超大型船舶富裕水深定量计算研究

针对国内外港口UKC计算方法和经验取值的差异性问题,本文提出了一种基于数据驱动并采用高斯混合模型和期望最大算法的UKC计算方法和优化取值标准,并以2009—2016年曹妃甸港超大型船舶进出港数据为算例,提出了受限水域不同吨位、不同装载率下的超大型船舶UKC的取值标准,运用缩尺船模、实船试验的方法对取值结果进行了验证。结果表明:不同吨位、不同装载率下超大型船舶的UKC应采取不同的取值区间,计算提出的UKC计算和优化取值结果低于目前超大型船舶进出港要求,对实现船型大型化和航运效益与安全的最优化具有重要的实际意义。

桥梁施工受限水域船舶拥塞风险辨识及对策

在跨长江桥梁建设阶段,往往会由于施工作业水域设置等原因而使水域受限,在不同水位期造成桥位局部拥塞并使潜在水上交通事故风险提升。对此,进行以施工期通航净宽和通过能力分析为基础的拥塞风险仿真及对策研究具有较强的针对性和现实意义,可在实际施工前对施工受限水域拥塞风险进行辨识,提出降低拥塞风险的对策,为施工期临时航路设置和海事监管部门安全监管提供辅助决策。研究结果表明:在所提供的通航环境条件下,桥梁施工受限水域上行通过能力不足,存在拥塞风险,需在拆除下游化工码头的基础上进行施工期多线航路规划。

超大型船舶受限水域航行风险评价

鉴于超大型船舶在受限水域航行风险评价不确定性的特点,运用证据理论建立了超大型船舶受限水域航行的风险评价指标体系和风险评价模型,并将其运用在RAMBLER CHANNEL评价中,运用大型船舶操纵模拟器进行了超大型船舶在RAMBLER CHANNEL模拟航行操纵试验,结果表明评价模型具有实用价值。

大型重载船舶在受限水域操纵中若干问题探讨

大型重载船舶航行在受限水域,不仅缩小了可航水道的宽度,并且富余水深小,浅水效应与岸壁效应明显,增大了操纵难度。此文结合水深、航道宽度等影响因素,阐述了大型重载船舶港内受限水域操纵中,对于船位控制、过弯操纵以及拖轮应急制动等方面的特殊要求,并结合船舶操纵实际,提出在受限水域中的安全操纵要领及注意事项。

基于操纵模拟的内河港口受限水域船舶靠离泊方法研究

在港口建设工程中,模拟器仿真实验业已成为水工建设的重要参考。以长江下游镇江港区物流码头为例,文章研究并验证了一种适用于受限水域的船舶靠离泊方法以及代表船型。在基于船舶操纵模拟器构建的港区三维场景下对所提方法开展实验,验证在不同工况条件下船舶在港口受限水域内进行回旋和靠离泊作业的可行性,以及对港区码头的影响,能够为内河港口受限水域内的船舶靠离泊作业提供一定的参考依据和技术支持。

受限水域半潜驳码头平面设计

针对深中通道桂山岛预制场钢壳卸驳码头水、陆域受限的情况,对受限条件下半潜驳码头平面设计进行研究。采用船舶停泊水域和回旋水域分离布置方案,并布设岸上系缆柱辅助半潜驳多次转向和平移,解决半潜驳大角度转向靠泊问题。半潜驳进港移动轨迹证明该方案满足半潜驳靠泊码头的需要;卸驳码头水域布置突破了常规港池设计,减小码头水域的占用范围。

受限水域中船舶自动避碰模型及应用

为解决船舶自动避碰问题,应用碍航物的领域概念以及结合动界理论,建立静态碍航物的领域模型和船舶动态领域模型,由领域模型推导相应的船舶碰撞危险度量化模型,并得到考虑浅底、岸壁、风和流等综合环境下的船舶碰撞危险度量化模型.以本船为观察点,将静态碍航物和动态目标的碰撞危险、本船的操作性能以及当前的环境等因素综合考虑与评价,同时将势场理论与船舶避碰领域理论、船舶动界理论相结合,建立受限水域中的船舶自动避碰模型.通过船舶避碰航行仿真实例验证,结果表明:建立的船舶自动避碰模型能够较好地支持受限水域中船舶的安全航行,各领域模型尺寸参数选取适合,解决了传统势场模型的几个局限性问题.

基于AIS数据挖掘的受限水域船舶动态领域研究

为了研究船舶长度和速度对船舶领域的影响,基于AIS数据,建立受限水域内船舶动态领域模型。首先选取目标船舶,统计每一时刻他船到目标船的距离和相对方位,获得单船船位分布图,然后根据船舶长度和速度对目标船进行分类,对同一类型单船船位分布图进行叠加,采用数理统计方法确定船舶领域的边界,最终建立受限水域船舶动态领域模型。以舟山港螺头水道为例,共挖掘出15种不同类型的船舶动态领域模型。结果表明:船舶领域的长度随着船长,船速的增加而增加,当船舶长度相等时,船舶速度越大,船舶领域增加的幅度越大;船舶领域长度与船舶长度的比值并非为定值,而是随着船长,船速的增加而递减,船速越大,递减的幅度越大。

大型船舶在受限水域操纵应重视的安全因素

通过厦门港内两起大型船舶锚泊过程中出现的事故和险情进行分析,就大型深吃水船舶操纵提出几点建议。

受限水域40万吨矿砂船下沉量计算分析

针对40万吨超大型矿砂船(very large ore carrier,VLOC)航行过程中安全研究和船体下沉量的精确计算问题,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法结合商用CAE软件进行VLOC下沉量数值计算仿真和数据分析处理,研究不同影响因素下VLOC船体下沉量的变化规律和趋势.数值实验结果表明:VLOC船体下沉量与航速、水深吃水比、弗劳德数等影响因素有直接关系,缩尺船模试验进一步深入探究并验证下沉量与各影响因素的数值关系.数据分析结果表明:VLOC的航速及水深吃水比是影响船体下沉量的重要因素,几个物理量呈现高度的正相关关系.

沉管受限水域浮运航道设计

结合现有项目工程的航道使用条件,依据国内外调研成果及爯内河通航标准爲爯海港总平面设计规范爲,对有限水域内大型沉管的浮运航道进行设计,得出航道设计的宽度与深度等关键技术参数,并在港珠澳大桥沉管隧道沉管浮运航道的选择中得到应用,通过对沉管在现场实测应用中分析计算,得出沉管浮运的航迹线.分析及研究成果经过实际应用验证,满足工程施工的要求.

论船舶在受限水域大幅度转向和回转操纵方法

以船舶定常回转时其对地速度、回转半径和回转角速度之间的关系为基础,文章探讨了船舶K、T操纵指数、雷达转向线与检测线和回转角速度指示器在受限水域中船舶大幅度转向和回转操纵的运用方法,并就船舶如何在受限水域正确使用以上方法进行转向和回转提出了一些注意事项和建议。

大型无动力重载散货船在受限水域的拖带操纵

本文以应急拖带无动力重载散货船“桑德兰”(M/V THUNDER)轮进港靠泊广东汕尾海丰华润电厂为实例,分析了在受限水域中拖带大型无动力重载船舶的操纵注意事项,在拖船配置、拖力计算、拖缆系带方式、拖带速度、拖带转向、抑制偏荡以及无动力靠泊操作进行了介绍。

单拖轮协助超大型集装箱船舶在受限水域掉头

近年来进出上海港的超大型集装箱船舶数量呈上升趋势，由于受上海港航道水深条件限制，大量深吃水超大型集装箱船舶自长江口北槽深水航道依次排队进口。在外高桥水域顺流掉头顶流靠泊成为上海港的主要生产模式之一。由于同一时间段靠离泊的船舶众多，造成上海港拖轮数量的严重紧缺，原则上需要两条甚至三条拖轮协助的。事实上往往只有一条拖轮前来协助掉头。以下笔者结合船舶转心的概念，以单拖轮协助超大型集装箱船舶在上海港外高桥水域掉头为例．分析船舶旋回过程中的受力情况和在受限水域单拖轮的合理使用，以期为同仁带来帮助。

受限水域船舶安全航行要素分析--以“长赐轮”搁浅事件为例

大型船舶在受限水域内航行,周围的安全物理空间小,加上受浅水效应、岸壁效应和船吸效应等影响,其操控性能会显著下降,同时驾引人员的工作压力和疲劳程度也会明显增大,这些不利因素都极易导致航行事故发生。以“长赐”轮搁浅事件为例,分析事故发生原因,进而对受限水域影响船舶安全航行的要素进行分析,供驾引人员参考。