陈沈阳[1]2001年在《海上交通系统仿真技术的研究》文中研究指明海上交通系统是由人、船、环境构成的随机动态大系统。海上交通仿真是研究船舶交通的重要实验手段。 本文在国内外研究成果的基础上总结、归纳和分析，对海上交通仿真和交通流仿真进行了分类；在海上交通实态调查的基础上，研究了船舶交通的统计特性和交通流的生成与发展规律，提出了基于航路的交通流仿真方法。把SJ模型作为船舶避碰危险度评价模型应用到基于航路的仿真系统中，并把各水域的平均SJ值作为评价危险度的指标。 为对所提出的仿真模型进行检验分析，本文还提出了航道危险度的相对隶属度模型，并以大连港为实例分别对该港的各航道段水域危险度情况进行了评价，所得的结果与仿真结果较为相符，从而证实了本文所提出的仿真模型具有可信性和可行性。
张浩, 肖英杰, 白响恩, 赵旭丽[2]2011年在《海上交通仿真综述》文中提出海上交通仿真是海上智能交通运输系统(MITS)的一项重要内容,介绍了海上交通仿真的研究意义和研究内容,描述了国内外海上交通仿真的发展历程和研究现状,凝炼出海上交通仿真的关键技术。对基于仿真的海上交通领域的研究热点问题,相关理论问题、方法和主要应用领域进行了探讨。最后指出了当前海上交通仿真研究的趋势。
焦亮[3]2000年在《船舶交通仿真与优化》文中研究指明为了增进船舶交通安全，提高交通效率，防止环境污染，近年来，国内外相继建立了船舶交通管理系统(VTS)。一般在建立(VTS)之前，必须根据大量观测、实验和历史数据进行可行性论证，而船舶交通仿真便是重要的手段。 本文在总结船舶交通实态调查方法基础上，研究了船舶交通的统计特性，详细的论述了船舶交通数据库的建立方法，开发研究了基于Access的船舶交通数据库软件包，利用此软件包可对我国主要水域进行船舶交通实态调查，再现交通现场实况，为船舶仿真提供数据支持。然后，阐述了基于面向对象技术的船舶交通仿真系统的整个流程，并给出了数据库航路交通流模型。文中分析了船舶不同会遇局面的危险度情况，提出采用模糊模式识别方法优化仿真输出，得出了不同会遇局面的权重量化结果，理论与实践意义重大。与前人研究成果比较，这种方法更具客观性，克服了专家经验的不确定性，从深层次上反映了海上交通危险的表现形态。最后，对我国部分港口存在的交通流配布不和理问题，提出了新的规划方案，将理论应用于生产实践。
史殿中[4]2017年在《超大型船舶通航对航道通过能力影响的研究》文中研究指明随着港口设施建设的不断完善和扩建,尤其是超大型船舶码头的建成投产,越来越多的超大型船舶将会涌入现有的航道,致使水上交通环境日趋拥挤和复杂。为了充分发挥港口的作业能力,保持船舶航行和作业安全,提高通航效率,研究航道通过能力以及超大型船舶通航对交通流及航道通过能力的影响是非常必要的。超大型船舶的船舶领域、操纵性能以及航行行为与一般船舶不同,势必会对海上航道的通过能力产生影响。船舶交通系统,尤其是跟港口、泊位、锚地结合在一起时,整个系统环境十分复杂,受到多种条件的制约,采用传统的数学分析方法来计算航道的通过能力往往不能考虑到这些复杂的条件,因此计算得到的结果与实际的航道通过能力有很大偏差。随着计算机技术的发展,计算机仿真技术被越来越多的学者应用到航道通过能力的计算与评价当中。本文通过对现有文献资料的收集整理,分析了现有对航道通过能力的研究成果,对超大型船舶的尺度及操纵特点进行了分析,并对交通流理论以及船舶交通仿真进行了分析。同时借鉴以往的研究成果,建立超大型船舶通航对航道通过能力影响的定性、定量分析方法,该方法可以协助有关部门评价航道在不同交通条件下的通过能力。本文首先对超大型船舶进行尺度界定,以仿真船舶为研究对象,并结合海上专业实践经验,建立有超大型船舶参与的交通流模型,并确定通航安全及通航效率的评价指标,通过定性与定量相结合的方法,研究超大型船舶通航对航道通过能力的影响,并提出提高通过能力的建议。
邵哲平[5]2000年在《海上交通安全评价模型及仿真应用的研究》文中进行了进一步梳理随着国内经济和世界贸易的发展，交通运输日益繁忙，船舶数目增多，船舶吨位增大，船速加快，重要水域及航道中往来船舶的密度越来越大，加之大型海洋工程的建设，使得交通环境发生了变化，因而海上交通事故时有发生。为了预防和减少海上交通事故的发生，实现安全、高效的海上运输，人们对由人—船—环境组成的海上交通系统进行了多方面的研究。本文在对前人研究成果总结、归纳、分析的基础上，应用控制理论、模糊推理系统、神经网络、计算机仿真的思想与方法，在海上交通安全定量评价研究领域做了如下研究与探索工作。 ●海上交通是在指定区域内个别船舶运动的组合或所有船舶行为的总体，本文将海上交通定量研究划分为交通实态与交通流、船舶行为、交通事故统计分析、交通安全评价等四个研究领域，将当今90年代海上交通定量研究成果进行了统计分析，总结出了海上交通研究的主要研究方向是安全评价和船舶行为二大领域，采用的主要研究手段是仿真技术。 ●海上交通是一个人、船、环境的大系统，安全评价是对这个大系统的安全状况进行定量和定性的估计和评定。本文给出了海上交通环境及安全评价的定义，并全面综述了国内外在海上交通安全定量评价中人、船、环境叁个方面的研究现状，在总结、归纳、分析前人研究的基础上，提出了海上交通安全定量评价体系的总体构成。 ●基于控制理论与模糊推理系统(Fuzzy Inference System)的思想与方法，建立了海上交通安全评价FIS模型，分别对海上交通安全系统中人的因素操船危险度、船舶因素操船危险度、交通环境操船危险度进行了评价，最后综合考虑叁者之间的相互影响，对海上交通安全进行了综合评价，所得的评价结果与实际情况基本相符。 ●在海上交通安全评价FIS模型的基础上，应用新理论自适应神经网络模糊推理系统ANFIS(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System)建立了海上交通安全定量评价的ANFIS模型，达到系统集成的目的，实现了海上交通安全评价系统的运算快捷。 ●为了更好地评价海上交通环境，真实再现海上交通的现状，利用计算机仿真 摘要一 技术，开发了一种面向对象的基于电子海图的海上交通仿真和海上交通安全 综合评价系统。它对于发现研究海域中海上交通安全存在的问题起到有力的 作用，使得海上交通的评价研究能有的放矢。＠海上交通仿真评价系统主要根据船舶交通工程方法论研究交通流的生成与发 展规律，评价现有水域的海上交通环境潜在危险度，预测环境改变对海上交 通安全的影响。以大连港为实例，利用本文建立的海上交通安全的评价模型 对大连港的海上交通安全进行了综合评价，得出大连港交通环境的操船危险 度的评价值为4．47，说明大连港的交通环境状况是安全的。在考虑人、船、 环境叁者的情况下，其评价值为4．70，说明大连港的海上交通状况是比较安 全的，这一结果与实际情况基本相符。＠尽管大连港的海上交通安全的总体状况是好的，但对于大连湾中的部分交通 密集水域的情况是如何呢？因此结合基于电于海图的计算机仿真平台，利用 本文建立的海上交通安全定量评价模型对所研究海区的危险地段及区域进厅 评价。发现造成H；；号浮附近水域不支全因素是由于交通状况原因造成的， 提出加强港日监控管理手段是达到改善海上交通安全的目的。发现H，号浮 附近水域的不安全因素为地形条件造成的，针对这种情况提出了扩大尸，号 浮附近水域的通航能力，并进行了预测评价，改进措施后的地形条件操船危 险度的评价值为5刀，考虑人、船、环境因素后的海上交通安全的总体评价 值为5刀6，说明其安全水平为中，满足海上安全航行的要求。＠本文提出的海上交通安全评价模型与海上交通仿真相结合的评价方法，不仅 能够为海上交通安全管理部门提供有用的动态信息，而且也为改善海上交通 环境提供了有力的理论依据，使之能够采取相应的措施，避免或减少船舶交 通事故的发生，使船舶更安全，海洋更清洁。
荣凯[6]2016年在《基于元胞自动机的港口交通建模与仿真》文中研究表明港口交通系统是人、船、环境和管理相互影响的随机动态大系统,其运行机制相比于道路交通要复杂得多,很难用确定的数学解析或经验公式来描述。为增进港口交通安全、提高港口交通效率可利用仿真技术对其进行定量或定性的分析和研究。本文设计了一种基于元胞自动机的港口交通仿真模型,该模型可充分结合交通现象和元胞自动机技术离散性的本质,避免以往描述交通运行规律数学模型的离散-连续-离散的近似过程,保留了交通系统的非线性特征,并且规则简单、易于在计算机上实现,能够描述复杂而丰富的交通现象。本文主要工作如下:1.分析了港口交通系统的运行机制,明确系统中各个模块之间的内在联系;结合交通元素离散性的特征,剖析了系统中各个随机变量的分布规律;采用χ2拟合优度检验的方法,得出天津港2014年日交通量的负二项分布规律。2.以道路交通元胞自动机模型为基础,结合港口水域航路情况及交通流特性,把船舶在航道上运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则;标定符合港口交通实际的元胞尺寸,并通过状态设置用元胞集来代表不同尺度的船舶。3.结合船舶领域的概念、避碰规则(COLREG)、港口交通地方规则、海员通常做法以及船舶运动的实际情况等建立船舶的避让仿真模型,继而提出反映船舶在航道上自由行驶、紧急避让和变速行驶等交通行为的元胞自动机规则。4.构建虚拟元胞港口,对航道、泊位、锚地等进行元胞格子化;通过编程实现港口交通的可视化仿真,再现天津港海上交通状况;并可以根据需要自主设定模型的初始化状态,通过仿真实验的输出数据与港口交通实际数据对比分析验证模型的合理性与算法的有效性。本文提出的基于元胞自动机的港口交通仿真模型能够有效地模拟港口交通流的运行特征,模拟结果符合港口水域交通流的实际情况,可为寻求港口交通要素的相互作用关系,揭示交通拥堵、交通事故等交通现象的作用机理提供研究平台。
王宇[7]2005年在《交通流仿真系统研究与软件开发》文中研究表明船舶交通系统是由人、船、环境构成的随机动态大系统。船舶交通流仿真是研究船舶交通的重要实验手段。船舶交通流仿真的方法还可以推广应用于城市交通流仿真。交通流仿真通常被用来对城市交通流的分配和信号控制方案进行评价和优选,国内外实践证明城市交通流仿真对于城市交通网络通行能力的改善有着很好的作用。城市交通流仿真研究在我国起步较晚,基木上属于探索阶段。虽然有很多研究机构和工程部门应用国外的仿真软件来对我国的交通进行仿真实验,但由于国情的不同,也没能得到满意的结果。因此,研究开发基于我国交通实际的城市交通流仿真系统有着重要的意义。交通流体动力学理论被广泛地应用于交通运输工程的许多领域,如船舶操纵、交通规划等。交通流动力学为流体力学、应用数学这样的古老学科注入了新的生命力,为它们提供了用武之地和发展机遇,因此,交通流动力学的研究有重要的理论意义。本研究课题来源于广东省科技厅科技攻关课题“基于地理信息系统(GIS)和城市混合交通的交通流仿真系统”(No.2002C5030202) 。在本文中,首先,研究了国内外交通流仿真的现状;接着,对本仿真系统进行了系统分析,建立了城市交通流仿真数据库;然后,建立了符合我国城市交通实际的路网模型、交通流生成模型、跟驰模型、换车道模型和交叉口信号控制模型,并应用可视化编程语言Visual Basic 6. 0编程实现仿真系统的功能。仿真系统提供了便利的参数设置功能,仿真输入、输出功能以及友好的仿真界面。本文最后应用仿真系统对广州市天河北路进行了路网建模、仿真,结果表明仿真结果与实测数据基本吻合。本文还利用改进的交通流体动力模型对天河北路进行的数值仿真,同时将仿真结果与微观仿真进行比较。结果表明,两种模型都能很好的反映交通实际。此外,本文还对船舶交通流仿真进行了详细的叙述,并提出了一种新的船舶交通量预测的方法。
李新通[8]2014年在《天津港复式航道交通组织与仿真研究》文中提出天津港复式航道于2014年1月1日起开通使用,复式航道是在原有主航道基础上,两侧各增设一条浅水航道,实现高等级大型船舶和小型船舶分流,形成“双进双出”四通道航行,这成为我国港口首个通过管理和技术创新提高人工航道通过效率和安全水平的先例。复式航道开通之后,在航道交通管理方面也面临着一些棘手的问题,特别是在“Y”型交叉水域处船舶会遇问题,导致船舶通航混乱,船舶堵塞航道,使得管理调度难度增大,造成到港船舶在航道时间以及待泊时间增加,船舶不能按时进出港,影响航道通过能力,这在一定程度上制约了港口能力的发展,使得复式航道通航能力没有发挥到最佳。本文研究的问题是在复式航道“Y”型交叉水域船舶角交通会遇问题,利用Flexsim系统仿真技术对“Y”型交叉水域进行系统仿真实验,通过对已制定好的船舶通航计划进行模拟仿真,提前得知天津港复式航道在航行计划期内可能出现的各种交通情况,包括正常通行状况和可能出现的船舶交会状况。如果两船需要交会并存在危险的可能性,可及早的提出告警,让航道管理人员有足够的时间做出对策和准备,及时排除拥堵和危险。最后,在对仿真结果进行分析和评价的基础上,提出了复式航道交通组织优化方面的建议,希望对复式航道管理人员进行船舶交通调度起到一定的参考作用。
姚舜[9]2016年在《船舶交通仿真原型系统的初步研究》文中进行了进一步梳理船舶交通是人-船-环境-管理4个要素相互耦合作用的随机动态复杂系统。借助仿真技术能够建立包含系统主要因素和具体细节的模型和框架,从而定量分析或形象展示系统的运行过程。本文设计的船舶交通仿真原型系统将已采集的船舶交通动态信息、静态信息数据化,然后根据不同的仿真需求抽取相应的数据。原型系统分为显示模块、数据库模块、AIS (Automatic Identification System)轨迹分析模块、交通流模拟模块、港口交通组织模块、VTS (Vessel Traffic System)培训模块,本文主要工作如下：1)总结了船舶交通仿真领域和仿真系统的研究现状,通过查阅大量相关文献以及实地调研确定原型系统的主要组成,并对系统整体及每个模块的功能进行详细分析；2)对数据库模块展开研究,以中国海事信息数据库和TRANSAS VTS数据库为参照对象,结合交通流实验仿真需求和VTS业务仿真需求,为船舶交通数据库建立概念模型、逻辑模型和物理模型,选取AIS数据作为数据源,设计一套抽取、清洗、转换的ETL (Extraction-Transformation-Loading)规则,保证AIS数据正确、完整、有效；3)对AIS轨迹分析模块展开研究,分析了AIS轨迹分析的意义与应用领域,提出船舶运动识别算法和AIS轨迹还原算法,归纳船舶交通的特征与规律,统计交通流参数,再现历史交通流；4)对交通流模拟模块和港口交通组织模块展开研究,通过分析船舶交通流传统模拟方式的流程和缺点,提出了一种基于样本分析的随机数生成算法和改进的交通流模拟算法,对比分析仿真交通流与历史交通流,验证交通流模拟效果,并评估与验证船舶调度优化结果；5)对VTS培训模块展开补充研究,提出一套适用于VTS操作员端和船员端仿真雷达的大范围多尺度雷达仿真数据的合并算法,使生成的雷达仿真图像连续、准确,目前该算法已成功应用于航海模拟器中。
严新平, 吴兵, 汪洋, 魏晓阳[10]2015年在《海事仿真研究现状与发展综述》文中研究说明海事仿真在保障船舶通航安全、创新监管模式和提高业务人员水平等方面具有重要意义。对传统海事仿真做了介绍,明确了海事仿真的研究范畴,并在此范畴下对国内外海事研究现状进行了综述。提出了从两个维度界定海事仿真的内涵及其研究内容,一方面从仿真尺度、建模特点和用户需求的角度提出了宏观、中观和微观的海事仿真维度,另一方面从船舶通航安全管理和业务的角度定义了另一个分类方法。在此基础上,总结了开发海事仿真系统的10种关键技术,并介绍了一种自主研发的海事应急处置决策支持仿真系统,对海事仿真的发展进行了总结和展望。
参考文献：
[1]. 海上交通系统仿真技术的研究[D]. 陈沈阳. 大连海事大学. 2001
[2]. 海上交通仿真综述[J]. 张浩, 肖英杰, 白响恩, 赵旭丽. 系统仿真学报. 2011
[3]. 船舶交通仿真与优化[D]. 焦亮. 大连海事大学. 2000
[4]. 超大型船舶通航对航道通过能力影响的研究[D]. 史殿中. 大连海事大学. 2017
[5]. 海上交通安全评价模型及仿真应用的研究[D]. 邵哲平. 大连海事大学. 2000
[6]. 基于元胞自动机的港口交通建模与仿真[D]. 荣凯. 大连海事大学. 2016
[7]. 交通流仿真系统研究与软件开发[D]. 王宇. 武汉理工大学. 2005
[8]. 天津港复式航道交通组织与仿真研究[D]. 李新通. 大连海事大学. 2014
[9]. 船舶交通仿真原型系统的初步研究[D]. 姚舜. 大连海事大学. 2016
[10]. 海事仿真研究现状与发展综述[J]. 严新平, 吴兵, 汪洋, 魏晓阳. 系统仿真学报. 2015
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