渤海海域超大型船舶安全航速限定标准研究

为确保超大型船舶在渤海海域的航行安全,避免偏航和搁浅事故的发生,鉴于船舶安全航速限定标准的重要性,提出基于交通流要求(纵向)、航道尺度要求(横向)和富裕水深(UKC)要求(垂向)的船舶安全航速三维限定数学模型。研究在渤海海域通航条件下,以超大型油轮(VLCC)和散装船为代表船型的船舶在不同风流条件下的安全航速限定标准。结果表明,不同船舶的安全航速限定标准不同,该标准应考虑风流、航宽、水深等条件,并与船舶方形系数有直接关系。

船舶下沉量的实测研究

大型船舶进出港的关键之一是富余水深的控制 ,确定富余水深的最重要的问题是确定船舶航行时的下沉量 ( Squat)。提出了一种测量船舶下沉量的实测方法 ,可以精确测量船舶实际下沉量 ,找出船舶下沉量和船速之间的关系 ,为精确确定大型船舶富余水深的标准 ,最大限度地提高港口水深的利用率提供保证。对测量原理、传感器的选择、系统的集成及数据处理方法作出了详细的阐述。该测试方法已在多次实船测试中应用 ,测量结果表明 ,该方法正确、可靠、精确 。

虾峙门外航道超大型船舶富余水深的研究

虾峙门外航道是进出宁波港的必经之路，但航道中有一段１７．５ ｍ 的浅水航段影响了超大型船舶进出宁波港，本文从理论上计算出保证超大型船舶在虾峙门外航道安全航行所需要的富余水深，从而为港口管理部门确定该航道的通航标准提供依据。

船舶安全富余水深的确定

在分析各国关于富余水深(UKC)确定原则的基础上,指出确定UKC应考虑的各种因素,即港口实际情况,当地港口、航道水文气象条件,进出港船舶的种类和大小以及船舶进出港航速等。

老铁山—长兴岛VLCC外海航路安全水深的确定

为确保长兴岛北港区30万吨级油船泊位正常营运,科学合理地规划老铁山水道至长兴岛北港区的外海航路,对国内外关于航道水深的标准、规范和影响船舶富余水深的要素进行对比分析.基于MATLAB 8.0平台,利用芳村公式、Eryuzlu(1994)修正公式和Norbin公式计算船舶在开敞水域航行时的下沉量、富余水深和安全水深,并画出满载VLCC在开敞水域航行时的下沉量、富余水深、安全水深在不同航速情况下随水深与吃水比值变化的曲线.根据《海港总体设计规范》、芳村公式、Eryuzlu(1994)修正公式和Norbin公式,计算出在开敞水域航行的满载VLCC在不同航速下所需的下沉量和外海航路安全水深.运用该方法提出老铁山水道至长兴岛北港区外海航路的安全水深建议值.该方法可为渤海湾其他有VLCC码头的外海航路设计提供一定的参考.

狭水道浅水域航行富余水深的确定

分析影响船舶富余水深的因素,指出狭水道浅水域航行富余水深确定的核心是船舶下沉量的确定,利用浅水船舶流体力学的有关理论,探讨狭水道浅水域船舶航行下沉量计算.比较了各国不同水域确定船舶富余水深的几种方法,得出相对比例法确定富余水深的方法较为科学,既考虑了理论分析的要求,也考虑了实际经验所提出的要求.

浅水航行船舶下沉量的确定

此文通过对浅水域中航行船舶吃水增加而产生下沉现象分析，包括船舶在临界、亚临界、超临界速度段相应阻力、纵倾以及下沉的讨论，给出船舶在浅水域航行时确定船舶下沉量的几种方法。

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。

涌浪控制海域典型海港工程总平面布置

对于涌浪控制海域,国内外规范中尚未有成熟、详细的海港工程总平面布置方法。结合几内亚湾海港工程,以业主对年不可作业率小于1%的要求为出发点,遵循国际通用规范标准中平面布置原则,以连续23年的风、浪、潮、流后报资料为基础,采用波浪数学模型,针对主力船型的操纵及系泊分析、龙骨下水深研究等多种手段对总平面布置进行优化。结果表明,优化后的方案具有便于使用、工期短、工程量省等优点,可为类似工程提供参考。

在开敞浅水域中航行富裕水深的确定方法

利用浅水流体动力学、船舶在波浪中运动理论、船模试验数据和船舶操纵理论 ,为船舶在开敞浅水域中航行提供合理确定富余水深的方法。

超大型船舶港内航行的富余水深与下沉量研究

合理控制船舶富余水深是充分利用港口水深资源的重要手段,也是决定船舶安全进出港口的关键技术之一。控制超大型船舶富余水深最重要的问题就是确定其航行下沉量。此文在明确富余水深构成和决定条件的基础上,总结前人对航行下沉量的预报算式,并通过实际测量来比较公式算法与实测曲线之间的关系,从而得出具有一定实用价值的超大型船舶浅水推荐下沉量预报算法的应用,为航海人员及港口规划人员提供一定的参考。

基于大风浪影响的船舶安全通航水深计算方法

船舶安全通航水深是港口工程及受限水域船舶航线选择的重要参数,该参数的确定一般是基于《海港总平面设计规范》中的计算公式进行的,计算中要考虑的影响因素很多,其中波浪因素不仅影响最大,而且其不确定性也最大(主要是风对波浪的影响)。在考虑波浪影响时,《海港总平面设计规范》中的计算公式中没有将安全通航水深的富余值与实时风力联系起来。通过将一种成熟的海面风速与浪高的数学模型与《海港总平面设计规范》中的计算方法相结合,提出一种基于实时风速的开阔海域船舶安全通航水深的计算方法,对于船舶安全通航具有重大意义。

基于超声波散射分析的富余水深检测系统

为了防止升船机船厢搁浅事故的发生,开发了一套基于超声波散射分析的富余水深检测系统。该系统基于水下超声波传输时遇到障碍物发生散射的特性,通过FPGA控制超声波发射阵列在升船机船厢内构建多个横向的超声波相对路径,并通过接收阵列采集声压数据,将数据发送给富裕水深检测软件进行数据的线性回归分析及富余水深的计算。该系统已应用于向家坝升船机船厢内,具有稳定性强、安装方便、实时性高等优点。

海港航道船舶航速控制标准量化方法

为协同提升海港航道通航安全与通航效率,运用船舶漂移计算方法、富余水深计算方法和跟驰理论提出一种海港船舶航速控制标准量化方法。根据航道水深的垂向约束,考虑船舶航行时的富余水深,建立基于船舶下沉量的最大控制航速计算模型;根据航道宽度的横向制约,分别考虑单、双线航道的通航模式,建立基于风流漂移量的最小控制航速计算模型;根据船舶纵向安全间距需求,考虑最大和最小控制航速计算模型,提出基于跟驰理论模型的航速控制范围确定方法;应用天津港主航道数据对提出的方法进行案例分析。结果表明:海港航道航速控制标准取决于船舶类型、船舶吨级等要素,不同航段宜采取不同的航速控制标准。该研究对于海港航道船舶航速控制标准的确定有一定的应用价值。

乌江思林和沙沱升船机船舶超吃水可行性研究

针对乌江思林、沙沱两座升船机船舶1.6 m吃水控制标准导致载货量偏低的实际问题,开展超吃水船舶进出升船机船厢系统性的实船试验,论证船舶吃水标准提升的可行性。结果表明,船舶出厢为控制性工况,2.0 m吃水船舶正常出厢实测最大下沉量16.46 cm,富余水深大于30 cm;基于实船试验数据改进的下沉量预测公式,将船舶实际下沉量预测精度提高1倍以上;按目前2座升船机运行水位协调机制,上下游水位变化在10 cm以内,船舶最大吃水提升至2.0 m是可行的。建议在运行中按照1.8~2.0 m吃水逐步放宽控制标准。

船舶下沉量预测方法的应用分析

以研究船舶下沉量问题为出发点,讨论船舶下沉量的影响因素.总结出近年比较流行的计算船舶下沉量的经验公式方法,并给出各种计算方法的局限和适用情况;根据广州港航道参数,对船舶实测下沉量和某些经验公式计算值进行对比分析.最后,介绍计算船舶下沉量的前沿算法和进一步的研究方向.

中外航道设计中波浪富裕水深确定方法对比

通过对比国内外航道设计规范中波浪富裕水深的确定方法,系统分析影响波浪富裕水深的主要因素,结合全球波浪要素的分布情况讨论各国方法的适用范围,并通过实例计算对波浪要素的影响进行对比分析。结果表明,各国规范大多以波高、船浪夹角、波周期为自变量来确定波浪富裕水深,波浪富裕水深与波高成正比,最不利船浪夹角通常是90°或45°左右,波浪富裕水深通常会随波浪周期的增大而增大,当船舶固有周期接近遭遇波浪周期时有极大值。

长江下游南通至南京段深水航道设计通航标准研究

随着江苏沿江港口发展和沿江经济产业带布局的实施,长江南京以下河段航道的能力提升和标准提高已成迫切需要。根据工程河段沿程自然条件与工程限制条件、港口与地方经济需求和船舶大型化要求,分区段论证了适合的通航设计船型、设计通航标准和航道建设规模,提出深水航道的尺度取值原则并给出主要区段的推荐取值。基于工程河段水文条件的时空变化特点,给出各设计船型不同水位保证率的限制吃水,并认为通航管理中应充分考虑大型船舶限制吃水的季节变化。

海道测量风险评估方法应用现状及发展

传统的海道测量优先级确定方法已不能满足当下海道测量部门的应用需求。以有限的资源使海道测量投入回报最大化,研究总结了海道测量风险要素及评估过程,从发展过程、方法特点和应用现状3个方面分析了国内外有代表性的海道测量风险评估方法,在水深变化监测、数据挖掘、质量控制和模型校准、风险因素本地化等方面提出了发展和改进方向。可以看出,基于数据驱动的海道测量风险评估方法在测量优先级确定方面更加科学和适用,并能不断发掘新的应用方向,值得在国家层面推广。

船舶在浅水中航行下沉量的计算方法

针对大型船舶在浅水域航行时的安全问题,讨论了影响富余水深的因素之一,即船体下沉量的计算问题.收集了多年来国际上应用比较广泛的多种计算方法,用不同的代表船型对各种船速下的浅水航行下沉量进行了计算,并对各种计算方法的适用范围及其误差进行了分析.计算可知:在船速相同时,同一种船型,用不同的公式进行计算的差别是很大的,特别是在船速大于8kn时,其差别随着船速的提高而越来越大.在分析的基础上,对于开敞的浅水水域,建议采用既安全又合理的Huuska(1976)计算公式.