基于状态方程的长江干线水上交通安全评价研究

摘要

长江作为我国最大的内陆河，在水运中发挥着巨大的作用。面对新形势、新要求，分析长江干线水上交通安全事故规律，开展水上交通系统安全评价，有助于明确安全管理主要目标、减少人员伤亡和经济损失，为长江航运快速发展提供安全、高效、通畅的支撑保障。
　　 本文从系统控制论出发，统计分析长江干线水上交通事故的变化特点，找出主要风险因素;通过分析目前已有的安全量化指标，针对事故演变特点和未来发展态势，选取相对指标基于交通流的综合事故率、死亡率作为系统安全状态方程模型的指标变量。建立水上交通安全状态方程，为长江干线水上交通安全定量评价提供依据。
　　 长江干线三大区段各自为研究对象，依据状态方程测算的危险度值和控制度值的结果，判别系统是否达到规定的安全目标或是否符合安全要求，给出安全管理对策。帮助长江干线水上交通与控制管理系统进行调整，采取一些完善、加强的措施。
　　 本文内容主要包括六部分。
　　 第一部分，介绍本文的研究背景，研究意义，以及国内外对水上交通安全的研究现状。
　　 第二部分，分析了长江干线水上交通安全现状与事故特点，对长江干线水上交通安全风险因素及其关联性进行了分析，并采用灰色马尔科夫模型进行了事故预测。
　　 第三部分，依据动态系统控制论基本原理，选取综合事故率和死亡率为安全状态变量，以危险度和控制度为参数，构建水上交通系统的安全状态方程模型。
　　 第四部分，针对安全状态数据样本少以、统计误差较大的特点，采用小样本大噪声的最小二乘-卡尔曼滤波-最小二乘(Least square method-Kalman filtering algorithm-Least square method，LKL)参数估计方法，测算长江干线不同区段水上交通安全状态方程。
　　 第五部分，根据安全状态方程结果，对长江干线不同区段水上交通系统危险度和安全控制度进行评价，并提出加强安全管理的对策建议。
　　 第六部分，对本文进行总结，对未来研究方向进行展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究综述

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 长江干线水上交通安全事故特征分析

2．1 长江干线水上交通现状

2．2 事故特征分析

2．2．1 事故地域特征

2．2．2 事故时间特征

2．2．3 事故类型特征

2．2．4 事故船舶特征

2．3 事故致因分析

2．3．1 安全影响因素

2．3．2 因素关联分析

2．4 事故预测

2．4．1 预测方法的选择

2．4．2 灰色马尔可夫组合预测

2．4．3 预测结果

第3章 长江干线水上交通安全状态方程模型的构建

3．1 理论依据

3．2 方程变量及参数选取

3．2．1 输入变量

3．2．2 输出参数

3．3 安全状态方程模型的确定

3．3．1 建模方法

3．3．2 确定方程模型结构

第4章 基于LKL方法的长江干线水上交通安全状态方程估算

4．1 原始数据的处理

4．1．1 滑动平均值法

4．1．2 赋权重滑动法

4．2 状态方程参数估计方法

4．2．1 方法的选取

4．2．2 LKL法简介

4．2．3 最小二乘法参数拟合

4．2．4 卡尔曼滤波

4．2．5 卡尔曼平滑

4．2．6 误差评定及结果输出

4．3 安全状态方程估算及分析

4．3．1 上游安全状态方程

4．3．2 中游安全状态方程

4．3．3 下游安全状态方程

第5章 长江干线水上交通安全评价与管理对策

5．1 安全状态评价

5．2 安全管理对策

第6章 总结与展望

6．1 研究结论

6．2 研究的不足与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目