工程船的航线诱导研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jusso
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随着国家“一带一路”战略的实施,航运交通流量快速增长,航道交通越来越繁忙。特别是在一些水上施工区域,由于工程船作业地点的不确定性,海图上没有穿越航道地点固定标志,因此会特别设置一艘或多艘引导船来提高往来航行船舶警惕性以及用于引导工程船的穿越,浪费了人力物力的同时安全性也并不高,同时通过水域条件也相对较差,助航设备受使用环境的影响具有较大的不稳定性。现有的工程船穿越间隙的判断与穿越路径的选择方法,愈发不能满足目前复杂航道下,船舶安全性驾驶的需求。为解决工程船航行与穿越航道时,与航行船舶可能会产生的冲突问题,本文引入了船舶航行诱导的概念。船舶航行诱导是由公路智能交通管理理念在水上交通领域的创新应用。获取航道内船舶的历史数据,并通过三次样条插值的方法对数据加以补全修复,用于接下来的航路中的交通流信息短时预测。通过LSTM算法,额外引入的风力情况作为影响因素,对未来一定时间的航路中交通流信息进行预测,包括流量与速度的情况。最后通过考虑航道上正在航行船舶大小、航速、航向以及水道水流速度及水流方向资料,与工程船航行的规划路径,判断分析出工程船与航道中航行船舶的位置关系,预测出其航行至航道正常航行平面冲突范围时距离航线上最近的一艘船舶的最小距离,即当前工程船的穿插间隙。最后根据不同情况下的航路计算模型,不断调整工程船的航向角度,选择工程船航行过程中预测的最佳穿越时间下的穿越间隙,依据工程船与航道中船舶和水流速度及水流方向的关系,计算出不同穿越角度情况的诱导路径,在此基础上,选择时间最短的路径为工程船的诱导路径。通过实测数据结合C语言编程对工程船路径诱导模型进行仿真验证,结果表明,规划出船舶的诱导路径,有着相当的安全性,在去除引导船的情况下可以给出更加安全且省时的诱导航线,为船舶的海事监管、船公司的船舶调度以及船舶诱导系统的开发提供理论依据和技术指导,具有很强的应用价值。
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