【正文】 船舶領(lǐng)域縱長(zhǎng)(m)主通航孔上行 主通航孔下行 副通航孔上行 3L副通航孔下行 4L注：50 米以上船舶通過(guò)主通航孔，50 米以下船舶通過(guò)副通航孔；L 為船舶長(zhǎng)度。橋址位于蘇通大橋下游 3km 處，橋梁總長(zhǎng)約 ，橋面寬度為 34m。26）所有船舶來(lái)到的時(shí)間間隔和通航時(shí)間都互相獨(dú)立。為平均船速(kn 海里/小時(shí))。0?3）船舶在系統(tǒng)中依次通過(guò)各通航孔（禁止追越） ；4）船舶通過(guò)通航孔的時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布，服務(wù)時(shí)間的均值為 ＞0, 的取值j?j方式與 相同。(如圖 )上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析9 8 L3 . 2 L6 L1 . 6 L 日本海水道中船舶領(lǐng)域模型（2）Goodwin 船舶領(lǐng)域模型（開(kāi)闊水域） 船首向0 . 7 n m i l e0 . 4 5 n m i l e0 . 8 5 n m i l e3 L3 L0 . 8 L0 . 8 L 圖 開(kāi)闊水域船舶領(lǐng)域模型 圖 藤井船舶領(lǐng)域簡(jiǎn)化模型船舶領(lǐng)域的幾何圖形是不對(duì)稱的，按船舶的號(hào)燈范圍劃分為三個(gè)扇形區(qū)考慮，建立開(kāi)闊水域船舶領(lǐng)域模型（如圖 、） 。當(dāng)航行在需要減速的港口內(nèi)部和狹窄的海峽時(shí)，船舶領(lǐng)域尺寸減小到 6L/()。另外，他又通過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)多次觀察日本沿海水道的交通實(shí)況，獲得了船舶領(lǐng)域尺寸的數(shù)值為 7 倍船長(zhǎng)(長(zhǎng)軸)/3 倍船長(zhǎng)(短軸)。短半軸沿船舶正橫方向的一個(gè)橢圓。為了避繁就簡(jiǎn)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析船舶之間相對(duì)位置分布從而來(lái)獲得避碰領(lǐng)域的大小及形狀。船舶領(lǐng)域 (Ship Safety Domain)，是海上交通工程學(xué)中的一個(gè)重要概念。船舶在航行時(shí)，在每艘船舶周圍，需要有一個(gè)安全緩沖區(qū)域，他船進(jìn)入本船的安全緩沖區(qū)域內(nèi)，一般就認(rèn)為有碰撞的危險(xiǎn)。并做如下假設(shè)：1）船舶在航行方向上共要經(jīng)過(guò)兩個(gè)通航孔（服務(wù)臺(tái)） ，設(shè)滬通大橋的通航容量上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析8和蘇通大橋通航容量為 ( 的取值由航行方向決定,航路上第一座橋 取 1,第二座iKi橋 取 2)。 單橋通航效率系統(tǒng)模型當(dāng)航路上只有一座大橋時(shí)，將其視為一個(gè)到達(dá)服從 POSSION 分布，到達(dá)率均值為 ，過(guò)橋時(shí)間（服務(wù)臺(tái)服務(wù)時(shí)間）服從負(fù)指數(shù)分布的 M/M/1 型排隊(duì)系統(tǒng)且其均值0?為 。本章將運(yùn)用 M/M/1 型排隊(duì)系統(tǒng)和串聯(lián)排隊(duì)系統(tǒng)來(lái)計(jì)算橋梁通航系統(tǒng)的效率。當(dāng)兩座橋梁采用復(fù)線布置方式時(shí)，船舶需在短距離上連續(xù)通過(guò)兩個(gè)通航孔，這導(dǎo)致駕駛員的心理壓力和操縱難度將大幅增加，致使船舶通過(guò)橋區(qū)水域時(shí)的航速降低，形成船舶流集結(jié)現(xiàn)象。3） 研究主航道與回旋水域重合時(shí)船舶離泊延誤，將主航道與回旋水域考慮為整體，建立船舶離泊延誤模型與離泊經(jīng)濟(jì)角度模型，并舉例說(shuō)明離泊經(jīng)濟(jì)角度模型的實(shí)際應(yīng)用方式。航行管制措施對(duì)港口通航效率的影響：本文結(jié)構(gòu)圖 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在實(shí)地調(diào)查與觀測(cè)的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)一些突出的情況進(jìn)行研究，主要研究創(chuàng)新點(diǎn)如下：1） 研究復(fù)線布置橋梁橋區(qū)水域的通航效率問(wèn)題，把復(fù)線布置橋梁橋區(qū)水域視為一個(gè)串聯(lián)排隊(duì)系統(tǒng)，并將其通航效率與單橋情況下相比較，找出通航效率的瓶頸所在，并提出減小瓶頸影響的對(duì)策。3） 針對(duì)回旋水域與主航道重合時(shí)的通航延誤問(wèn)題進(jìn)行建模分析，用移位負(fù)指數(shù)分布擬合單向通航主航道交通流,并將回旋水域視為一個(gè) M/G/1 排隊(duì)系統(tǒng)，將主航道與回旋水域作為整體計(jì)算船舶離泊時(shí)間延誤，建立船舶在離泊作業(yè)時(shí)切入主航道的經(jīng)濟(jì)角度模型。2） 以有 LNG 接受站的港區(qū)水域作為研究對(duì)象，將航道與泊位視為一個(gè)整體進(jìn)行分析，將其考慮為一個(gè) M/M/K 排隊(duì)系統(tǒng)。本文的研究?jī)?nèi)容共分為三個(gè)主要部分：1） 以復(fù)線布置橋梁的橋區(qū)水域作為研究對(duì)象，將復(fù)線布置橋梁的橋區(qū)水域考慮為一個(gè)串聯(lián)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)兩橋通航系統(tǒng)的通航效率進(jìn)行研究。因此，本文將對(duì)受限航道、港口的通航效率和內(nèi)河上橋梁對(duì)通航的影響進(jìn)行建模分析。李志鵬，方泉根 [32]（2022）以船舶定?；剞D(zhuǎn)時(shí)其對(duì)地速度、回轉(zhuǎn)半徑和回轉(zhuǎn)角速度之間的關(guān)系為基礎(chǔ),文章探討了船舶 K、T 操縱指數(shù)、雷達(dá)轉(zhuǎn)向線與檢測(cè)線和回轉(zhuǎn)角速度指示器在受限水域中船舶大幅度轉(zhuǎn)向和回轉(zhuǎn)操縱的運(yùn)用方法,并就船舶如何在受限水域正確使用以上方法進(jìn)行轉(zhuǎn)向和回轉(zhuǎn)提出了一些注意事項(xiàng)和建議。劉敬賢, 韓曉寶, 易湘平 [31]（2022）將排隊(duì)論理論用于港口水域受限航道通過(guò)能力計(jì)算,綜合考慮了航道、船舶、水文、氣象、規(guī)則等要素對(duì)航道通過(guò)能力的影響和制約,構(gòu)建了實(shí)用化的評(píng)價(jià)飽和度的動(dòng)態(tài)模型。李勇，張哲 [20]（2022）在長(zhǎng)江中上游狹水道中的船舶交通流現(xiàn)狀要求對(duì)交通流理論研究的更進(jìn)一步深入,文中試圖把一維流體場(chǎng)的理論應(yīng)用到船舶流的研究中去,找出船舶流的基本函數(shù),得出了連續(xù)和間斷狀態(tài)上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析3下的船舶流方程,提出相應(yīng)的算法和解法. 邵長(zhǎng)豐, 方祥麟 [21]（2022）提出了船舶交通流的流體模型,并進(jìn)行了實(shí)例研究。應(yīng)靜華，肖英杰 [14]（2022）基于航海操縱模擬器,模擬船舶緊急制動(dòng)距離,運(yùn)用排隊(duì)論的相關(guān)理論,分析大橋通航孔船舶通行能力,為建立橋區(qū)通航管理規(guī)則,合理規(guī)劃過(guò)橋等待錨地提供參考,以利于保障橋區(qū)水域船舶航行安全。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著我國(guó)的水路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，航道、港口大量投入使用，各港口、航區(qū)的船舶流量日益增加，船舶通航問(wèn)題日益突出。Ting, ., Schonfled, P.[2]（2022）, 研究了船閘通航能力的三種控制方法：調(diào)度控制、速度控制和結(jié)合控制，并寫(xiě)出三種控制的模型與算法，進(jìn)行了實(shí)證分析。上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì) 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)船舶通航問(wèn)題的研究較早，主要是為了了解內(nèi)河航道與船閘的通航特性的建模分析，為研究航道、船閘的通過(guò)能力提供基礎(chǔ)資料，從而找出指導(dǎo)實(shí)踐的方法。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)船舶通航問(wèn)題的研究重心主要是放在航行安全上，并取得了許多成果，但對(duì)通航效率問(wèn)題缺乏深入研究。由此造成主航道與回旋水域重合的情況越來(lái)越多，使這類水域的通航局面更加復(fù)雜，船舶擁擠堵塞時(shí)常發(fā)生，甚至存在較大的事故隱患。特別是在有危險(xiǎn)品船通過(guò)的港區(qū)，為確保安全，其交通管理措施更加嚴(yán)格，這影響了船舶的通航效率。特別是復(fù)線布置橋梁兩橋間的水域的通航環(huán)境會(huì)互相影響，從而造成通航效率的相互制約，使船舶航行的效率下降，航行危險(xiǎn)性升高。這使得各主要港區(qū)、航區(qū)船舶流量日漸增加，通航船舶類型日趨多樣，隨之而來(lái)的通航問(wèn)題也將更加突出，船舶的大型化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)也給通航管理帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。本文旨在通過(guò)對(duì)研究水域的實(shí)地調(diào)研和船舶流量觀測(cè)，分析通航特征，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為回旋水域與主航道重合時(shí)的船舶離泊操縱和通航管理提出建議；為復(fù)線布置橋梁選址和通航管理提供依據(jù)；為 LNG 接受站等危險(xiǎn)品碼頭的選址和港區(qū)實(shí)行航行管制措施提供參考。通過(guò)對(duì)港區(qū)在規(guī)劃年的船舶流量的預(yù)測(cè)、船舶進(jìn)出港和靠離泊時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)建成 LNG 接受站和未建成 LNG 接受站兩種情況下的港區(qū)通過(guò)能力進(jìn)行計(jì)算與對(duì)比，并計(jì)算出在建成 LNG 接受站后港區(qū)內(nèi)其他泊位的經(jīng)濟(jì)損失。在對(duì)蘇通大橋AIS 數(shù)據(jù)與流量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行兩橋的主副通航孔通航系統(tǒng)雙向高峰與日常時(shí)段的情況計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)而找到系統(tǒng)的兩種瓶頸及其生成的原因，并將計(jì)算結(jié)果與單橋通航系統(tǒng)的通航效率進(jìn)行比較，討論兩種通航系統(tǒng)的通航效率的差異，并提出減小瓶頸影響的對(duì)策。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析II教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格評(píng)定成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫(huà)“√”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （簽名）年 月 日上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶通航效率問(wèn)題建模與分析III摘 要進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度的加大，大量碼頭、航道、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施投入使用，隨之而來(lái)的通航問(wèn)題也將更加突出。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日