减小碰撞损失的操船方案

摘要

海事事故中船舶碰撞危害巨大，不仅会造成人员、财物的损失，碰撞中货物的泄漏还将会对环境造成一定的影响，如原油泄漏等。当两船交会陷入紧迫危险时，单凭一船的行动已无法避免碰撞的产生，采取有效的操船方案尽可能减小碰撞损失是值得研究的课题。减小碰撞损失操船决策的研究较为复杂，涉及面较广，不仅需要考虑船舶的操纵特性和运动机理，还要借鉴一些专业人员的航海经验。本文采用模糊数学、几何分析和仿真实验的方法，完成了相关模型的建立和决策表的生成，主要工作如下:
　　(1)优化船舶碰撞损失评价标准。以能量损失的计算（利用MATLAB程序将船舶碰撞外部机理公式套入船舶模型参数计算）为基础，考虑船体结构破损情况和船舶的重点避碰部位;将主观赋值结果和客观赋值结果综合处理得出权重值。由于船体破损的边界具有模糊性，利用模糊系统理论的方法对能量损失值进行处理获得船体破损的相关系数。船舶碰撞损失评价标准以不同碰撞角度、碰撞位置下的损失权值体现;重点在将船舶碰撞能量损失曲线的细化。
　　(2)确定不可避免碰撞下操船措施。主要采用专家咨询和仿真模拟实验相结合的研究方法。重点讨论了停车在开阔水域的转向和降速效果，在仿真平台上进行模拟操船实验验证，通过向《船舶操纵与避碰》课程执教教师和资深船长咨询，进一步分析其机理。
　　(3)完善碰撞损失最小临界距离Dlmin。Dlmin作为紧迫危险模糊边界的内边界，它是制定船舶碰撞模拟实验的依据。本文在前期研究的估算模型基础上进行简化处理，总结出适用于不同方位来船的Dlmin计算公式，最后通过仿真实验验证这一公式计算的正确性和适用性。
　　(4)构建减小碰撞损失的操船方案。主要依据两船的交会特征、来船方位、决策前的碰撞部位等要素，将不可避免碰撞下的两船交会情况划分为46种基本会遇态势。借助SIHC平台对这46种基本会遇态势进行模拟操船实验，选择左改向、右改向等操船措施中碰撞损失（碰撞损失权值）最小的为该态势下的RCL操船决策。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 船舶碰撞研究现状

1．2．2 船舶碰撞影响因素的评估研究现状

1．2．3 减小碰撞损失的操船决策研究现状

1．3 论文主要研究内容及研究方法

第2章 不可避免碰撞下操船措施的选择

2．1 不可避免碰撞下的操船措施

2．2 停车舵效的实验验证

2．2．1 集装箱右满舵下的停车舵效验证

2．2．2 散货与油船右满舵下的停车舵效验证

2．3 停车效果致因分析

2．3．1 满舵下施加停车转向效果变差的原因

2．3．2 满舵下施加停车降速效果变差的原因

2．4 本章小结

第3章 碰撞损失评价标准

3．1 船舶的碰撞机理

3．1．1 碰撞力和能量吸收

3．1．2 船舶碰撞的结构破坏

3．2 船舶重点避碰部位

3．2．1 船舶碰撞事故浅析

3．2．2 碰撞部位重要程度调查问卷

3．3 碰撞损失评价权值表

3．3．1 船舶碰撞能量损失

3．3．2 重点碰撞部位的综合评价

3．3．3 船体失效的I临界值

3．3．4 确定评估灰类

3．3．5 二维碰撞损失权值表

3．4 本章小结

第4章 减小碰撞损失操船决策模型的建立

4．1 碰撞损失最小临界距离的确定及实验验证

4．1．1 Dlmin几何计算模型

4．1．2 Dlmin的计算结果的实验验证

4．1．3 同一会遇态势向左和向右改向的Dlmin分析

4．2 碰撞部位与相对运动线的几何关系

4．2．1 SIHC平台简介

4．2．2 碰撞部位与相对运动线的几何关系分析

4．3 减小碰撞损失的操船决策方案

4．3．1 制定实验方案

4．3．2 模拟实验及结果分析

4．3．3 构建减小碰撞损失操船决策表

4．4 减小碰撞损失操船决策算法设计流程及集成思路

4．4．1 减小碰撞损失操船决策算法设计流程

4．4．2 减小碰撞损失操船决策算法集成思路

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 论文总结

5．2 前景展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的学术论文