【技术实现步骤摘要】
一种超大型船舶通航安全预测方法及系统
[0001]本专利技术涉及航海安全保障领域，特别是涉及一种超大型船舶通航安全预测方法及系统。
技术介绍
[0002]随着全球经济一体化的快速发展，海上运输量不断增大，为降低运输成本，船舶日趋大型化。大型船舶代表着更先进的技术和更友好的环境保护，全球对低碳经济发展的需求，无疑是船舶大型化的直接推动力。超大型船舶由于其迅猛的发展势头和尺度、操纵性能方面的特殊性，越来越受到学者的重视，同时其应用前景也受到业内广泛关注。
[0003]现状下由于近海水域通航条件的限制，使得超大型船舶无法直接达到港区，例如进港的超大型船舶需转港减载后方能驶入，既大幅减少货物载重量，又增加运输成本，对船舶行业的发展带来不利影响。通航环境的受限不利于港口大型化、集成化发展战略的落地实施。因此，开展以40万吨级船舶为代表的大吃水超大型船舶安全进出港及靠离泊的研究工作，对推动船舶大型化、提高港口货物运转量具有十分重要的意义，同时为解决同类碍航问题提供解决思路和方法，具有科学意义。
[0004]由于超大型船舶动量、惯性大，空载时受风面积大，在航行和靠离泊过程中，相对于普通船舶而言，操纵难度和航行风险均较高。沿海水域通航条件复杂，船舶流量大，碰撞、搁浅等事故频发，一旦超大型船舶发生事故，对港口水域的通航环境、生态环境乃至局部区域的经济发展带来较为恶劣的影响。因此，对超大型散货船等不同船型从进港到靠离泊全过程进行风险的综合评价，特别是对船舶适航时段进行预报具有重要的工程价值。
技术实现思路
>[0005]本专利技术的目的是提供一种超大型船舶通航安全预测方法及系统，能够准确确定船舶进港时间段，保障船舶的通航安全。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供的一种超大型船舶通航安全预测方法，包括：
[0008]获取目标水域通航数据；所述目标水域通航数据包括目标水域地形数据、风级、能见度、冰况以及计划航线；
[0009]预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速和纵流流速；
[0010]基于所述目标水域地形数据和所述潮位值，预测目标水域计划航线的航深；
[0011]将所述目标水域通航数据、所述横流流速、所述纵流流速和所述航深分别与对应的危险度指标进行比较，确定超大型船舶在所述目标水域通航时的危险等级；
[0012]根据所述危险等级，对所述超大型船舶的进港时间段进行预测。
[0013]可选地，所述获取目标水域通航数据，具体包括：
[0014]收集目标水域历史通航数据；
[0015]基于所述目标水域历史通航数据和计划航线水域数据模型实验确定影响超大型
船舶安全通航的通航条件；
[0016]基于所述通航条件获取目标水域通航数据。
[0017]可选地，所述通航条件包括：地形条件、水文条件、计划航线、交通流特征和气象特征；
[0018]所述地形条件包括：目标水域海底地形；所述水文条件包括：流向、流速、潮位和潮汐调和常数；所述计划航线包括多个目标点的航行信息；所述航行信息包括经纬度坐标、转向点和转向角度；所述目标点为所述计划航线中的任一一点；所述交通流特征包括船舶密度、船舶尺度、船舶速度和船舶种类；所述气象特征包括风级、冰况和能见度。
[0019]可选地，所述预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速和纵流流速，具体包括：
[0020]对目标水域进行网格划分；
[0021]在网格划分后的目标水域中的计划航线上设置水流条件监测点；
[0022]在所述网格划分后的目标水域中的计划航线上，确定水深小于设定阈值的航线线段；所述航线线段内包括多个水深小于设定阈值的位置点；
[0023]在所述航线线段的两端设置水深条件监测点；
[0024]根据所述水流条件监测点和所述水深条件监测点建立水位、水流预报模型；
[0025]基于所述水位、水流预报模型，实时预测目标水域内的潮位值、横流流速和纵流流速。
[0026]可选地，所述危险度指标包括：航深危险度评价指标、能见度危险度评价指标、风危险度评价指标、纵向流速危险度评价指标、横向流速危险度评价指标和冰况危险度评价指标。
[0027]可选地，所述危险等级包括按照优先等级排列的高危险、较高危险、一般危险和较低危险。
[0028]第二方面，本专利技术提供的一种超大型船舶通航安全预测系统，包括：
[0029]通航数据获取模块，用于获取目标水域通航数据；所述目标水域通航数据包括目标水域地形数据、风级、能见度、冰况以及计划航线；
[0030]流场数据预测模块，用于预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速和纵流流速；
[0031]航深数据预测模块，用于基于所述目标水域地形数据和所述潮位值，预测目标水域计划航线的航深；
[0032]安全评价模块，用于将所述目标水域通航数据、所述横流流速、所述纵流流速和所述航深分别与对应的危险度指标进行比较，确定超大型船舶在所述目标水域通航时的危险等级；
[0033]航行建议模块，用于根据所述危险等级，对所述超大型船舶的进港时间段进行预测。
[0034]可选地，所述通航数据获取模块包括：
[0035]历史通航数据获取单元，用于收集目标水域历史通航数据；
[0036]通航条件确定单元，用于基于所述目标水域历史通航数据和计划航线水域数据模型实验确定影响超大型船舶安全通航的通航条件；
[0037]目标水域通航数据获取单元，用于基于所述通航条件获取目标水域通航数据。
[0038]可选地，所述流场数据预测模块包括：
[0039]网络划分单元，用于对目标水域进行网格划分；
[0040]水流条件监测点设置单元，用于在网格划分后的目标水域中的计划航线上设置水流条件监测点；
[0041]水深条件监测点设置单元，用于在所述网格划分后的目标水域中的计划航线上，确定水深小于设定阈值的航线线段；所述航线线段内包括多个水深小于设定阈值的位置点；并在所述航线线段的两端设置水深条件监测点；
[0042]水位、水流预报模型构建单元，用于根据所述水流条件监测点和所述水深条件监测点建立水位、水流预报模型；
[0043]潮位流速预测单元，用于基于所述水位、水流预报模型，实时预测目标水域内的潮位值、横流流速和纵流流速。
[0044]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0045]本专利技术根据目标水域通航数据实时预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速、纵流流速和船舶航深，在综合考虑航深、横向流速、纵向流速等通航数据基础上，采用危险度指标进行危险度评价，能够准确确定从进港到靠离泊全过程的风险预测，特别是对船舶适航时段进行预报，保障船舶的通航安全。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超大型船舶通航安全预测方法，其特征在于，包括：获取目标水域通航数据；所述目标水域通航数据包括目标水域地形数据、风级、能见度、冰况以及计划航线；预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速和纵流流速；基于所述目标水域地形数据和所述潮位值，预测目标水域计划航线的航深；将所述目标水域通航数据、所述横流流速、所述纵流流速和所述航深分别与对应的危险度指标进行比较，确定超大型船舶在所述目标水域通航时的危险等级；根据所述危险等级，对所述超大型船舶的进港时间段进行预测。2.根据权利要求1所述的超大型船舶通航安全预测方法，其特征在于，所述获取目标水域通航数据，具体包括：收集目标水域历史通航数据；基于所述目标水域历史通航数据和计划航线水域数据模型实验确定影响超大型船舶安全通航的通航条件；基于所述通航条件获取目标水域通航数据。3.根据权利要求2所述的超大型船舶通航安全预测方法，其特征在于，所述通航条件包括：地形条件、水文条件、计划航线、交通流特征和气象特征；所述地形条件包括：目标水域海底地形；所述水文条件包括：流向、流速、潮位和潮汐调和常数；所述计划航线包括多个目标点的航行信息；所述航行信息包括经纬度坐标、转向点和转向角度；所述目标点为所述计划航线中的任一一点；所述交通流特征包括船舶密度、船舶尺度、船舶速度和船舶种类；所述气象特征包括风级、冰况和能见度。4.根据权利要求1所述的超大型船舶通航安全预测方法，其特征在于，所述预测目标水域计划航线的潮位值、横流流速和纵流流速，具体包括：对目标水域进行网格划分；在网格划分后的目标水域中的计划航线上设置水流条件监测点；在所述网格划分后的目标水域中的计划航线上，确定水深小于设定阈值的航线线段；所述航线线段内包括多个水深小于设定阈值的位置点；在所述航线线段的两端设置水深条件监测点；根据所述水流条件监测点和所述水深条件监测点建立水位、水流预报模型；基于所述水位、水流预报模型，实时预测目标水域内的潮位值、横流流速和纵流流速。5.根据权利要求1所述的超大型船舶通航安全预测方法，其特征在于，所述危险度指标包括：航深危险度评价指...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔宪卫，许超，张帅，王晨阳，李笑晨，李延伟，朱玉德，李晓松，李秀起，张磊，康苏海，李华国，马殿光，郝媛媛，杨宗默，干伟东，曲径，李晓星，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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