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武汉理：L人学硕十学位论文 摘要 长江流域地区是我国重要的经济发展区域，长江对我国经济的发展起着积
极的推动作用。2005年长江干线货运量达到了7．95亿吨，先后超过了欧洲的莱
茵河和美国的密西西比河，成为世界上运量最大的通航河流。在节能环保型社
会和资源节约型社会构建的需求下，长江航运作为一种经济性、环保性最佳的
运输方式，在综合运输体系中是一种不可替代的运输方式。2008年我国外贸经
济在经济危机的冲击下呈现一度的萎缩，航运业受到了巨大的打击，但在国家
一系列拉动内需政策的出台下，长江航运业仍然有着巨大的发展潜力。 航道是内河航运的组成要素，起着基础的支撑作用。长江干线上存在一些
不利于通行的困难航段，这些碍航断面的水位、碍航原因、碍航时问的长短都
是导致长江干线通航不稳定的主要因素。为了系统地研究长江干线航道通过能
力，论文分析了长江干线上的航道、运输船舶、大型通航基础设施，回顾了内
河航道通过能力理论知识以及以往常用的通过能力计算公式，总结出通过能力
计算公式的特点以及适用条件。在长江干线航道通过能力理论分析的基础上，
本文提出了利用仿真手段来研究长江干线航道通过能力的研究思路：在现实的
航道条件和交通状况下，使用以代表船型为基础的仿真模型来分析评价长江干
线典型航道的可能通过能力。本文对长江干线上的一些典型航段做出了具体的
分析，如三峡船闸航道、跨江大桥航道、浅滩和单向控制段，并且对单向控制
段运用Arena软件进行仿真建模。另外从通过能力的服务水平出发，通过航道的
维护保障水平、信息化水平和安全水平三个方面建立了航段
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基于排队论的沿海港口航道通过能力及服务水平研究
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浅谈关于港口航道与海岸工程通航能力的探究
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浅谈关于港口航道与海岸工程通航能力的探究
官方公共微信沿海港口航道通过能力研究--《大连理工大学》2011年博士论文
沿海港口航道通过能力研究
【摘要】：随着沿海港口大型深水泊位的快速建设,与其相配套的航道等级规模、通航条件已逐渐成为制约港口发展的重要因素之一,航道通过能力的计算及航道线数的选择是沿海港口航道建设的关键问题。科学地确定沿海港口航道通过能力是进行航道规划与设计、确定航道建设规模,以及实施航道扩建的重要依据。
本研究结合沿海港口航道的特点,以港口服务水平为衡量标准定义了沿海港口航道通过能力,在系统地分析构成沿海港口船舶航行作业系统的船舶、航道、泊位、锚地以及自然条件等要素属性的基础上,从系统的观点出发,厘清沿海港口船舶航行作业系统构成要素之间的关系,构建沿海港口航道通过能力仿真计算模型。选取最具代表性的量值作为基本状态仿真模型的参数,运行仿真模型,得到各货种港区不同通航历时和潮差下港口服务水平与航道通过能力的关系曲线。同时,应用结合强化学习方法的数据挖掘技术,改进经验公式发现系统FDD,设计基于Q学习的公式发现模型,提出基本状态下沿海港口航道通过能力的计算公式,并从平均误差、拟合优度、可视化图形的角度,评价公式的效果,验证公式的可信性。
为更准确地反映实际航道服务状态,解析沿海港口船舶航行作业系统构成要素对港口航道通过能力的影响机理,本研究提出了沿海港口航道通过能力的修正公式；通过深入挖掘基本状态仿真模型中各参数对航道通过能力的影响,提出了船舶进港安全间距影响系数、潮汐影响系数、潮汐以外的其他自然条件影响系数的计算公式。最后,通过算例分析,提出港区发展过程中扩建航道的最佳时机确定方法。
本研究系统全面地提出了沿海港口航道通过能力的计算方法,研究成果可以应用于沿海航道的规划与设计,可为相关决策者提供定量的决策依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2011【分类号】：U612【目录】：
摘要4-5Abstract5-91 绪论9-19 1.1 选题背景及研究意义9-11
1.1.1 选题背景9-10
1.1.2 研究意义10-11 1.2 国内外相关研究综述11-16
1.2.1 航道通过能力研究综述11-13
1.2.2 相关领域的研究综述13-16 1.3 主要研究内容与方法16-17 1.4 论文基本思路与结构17-192 沿海港口航道通过能力及船舶航行作业系统关系论析19-25 2.1 沿海港口航道通过能力定义19 2.2 港口服务水平评价指标19-22
2.2.1 道路服务水平评价指标20
2.2.2 船闸服务水平评价指标20-21
2.2.3 内河航道服务水平评价指标21
2.2.4 港口服务水平评价指标选取21-22 2.3 船舶航行作业系统构成要素及其之间关系论析22-25
2.3.1 船舶22-23
2.3.2 航道23
2.3.3 泊位和锚地23-24
2.3.4 自然条件24
2.3.5 船舶航行作业系统构成要素之间的关系24-253 沿海港口航道通过能力仿真实验模型设计与验证25-33 3.1 基本理论25-28
3.1.1 系统仿真25
3.1.2 离散事件系统仿真25-26
3.1.3 排队系统模型26-28 3.2 沿海港口航道通过能力仿真实验模型的设计28-30 3.3 模型的检验与验证30-33
3.3.1 某港区基础资料30-31
3.3.2 输入数据的理论分布31-32
3.3.3 仿真输出结果分析32
3.3.4 模型验证分析与研究32-334 基本状态下沿海港口航道通过能力计算的解析方法研究33-60 4.1 基本状态下仿真模型参数的确定33-36
4.1.1 船舶参数33-34
4.1.2 航道参数34-35
4.1.3 港区泊位组合35
4.1.4 自然条件参数35-36 4.2 单线航道船舶进出港规则的优化研究36-37 4.3 沿海港口航道通过能力仿真结果37-44
4.3.1 集装箱港区37-38
4.3.2 散货港区38-40
4.3.3 杂货港区40-42
4.3.4 成品油港区42-44 4.4 基于强化学习的FDD公式发现模型44-52
4.4.1 数据挖掘与公式发现44-46
4.4.2 经验公式发现系统FDD46-49
4.4.3 Q学习算法49-50
4.4.4 沿海港口航道通过能力公式的模型设计与实现50-52 4.5 沿海港口航道通过能力公式发现及评价52-60
4.5.1 沿海港口航道通过能力公式52-54
4.5.2 公式效果评价54-605 考虑构成要素差异的沿海港口航道通过能力的解析方法修正60-82 5.1 船舶到港规律影响的修正60-62
5.1.1 船舶到港规律60-61
5.1.2 船舶到港规律对航道通过能力的影响61-62 5.2 船舶进港安全间距影响的修正62-72
5.2.1 基于船舶领域模型的进港安全间距确定机理63-64
5.2.2 基于船舶跟驰模型的进港安全间距确定机理64-66
5.2.3 沿海港口航道船舶进出港安全间距的表示方法66-67
5.2.4 沿海港口航道通过能力的安全间距影响系数67-68
5.2.5 算例分析68-72 5.3 潮汐影响的修正72-77
5.3.1 我国沿海港口潮汐类型及分布73-75
5.3.2 潮汐特性对航道通过能力的影响75-76
5.3.3 沿海港口航道通过能力的潮汐影响系数76-77 5.4 其他自然条件影响的修正77-82
5.4.1 自然条件对航道通过能力影响分析77-79
5.4.2 沿海港口航道通过能力的自然条件影响系数79
5.4.3 算例分析79-826 沿海港口航道通过能力计算的算例与分析82-86 6.1 对象港区概况82-83 6.2 到港船舶分析83-84 6.3 航道通过能力计算84 6.4 结果分析84-867 结论86-90 7.1 主要研究结论86-88 7.2 主要创新点88-89 7.3 研究展望89-90参考文献90-94攻读博士学位期间发表学术论文情况94-96致谢96-97作者简介97-98
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