三峽庫區船舶通航環境預警模型與算法研究

《三峽庫區船舶通航環境預警模型與算法研究》是依託武漢理工大學，由劉清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：三峽庫區船舶通航環境預警模型與算法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉清
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

本項目主要研究三峽庫區船舶通航環境預警模型與計算問題。三峽大壩建成後，庫區水位、庫岸、氣候等均對船舶航行安全造成新的影響，主要表現為航道條件變化大、庫岸滑坡體增多、團霧多發等，而庫區環境因素在船舶預警中需要處理的數據又大多具有較強的模糊性和多維性。課題首先分析庫區通航環境對船舶交通安全的影響，利用多維矩陣分析理論對船舶通航環境的演化計算模型實現多維矩陣表達和計算機仿真；在預警建模上採用國際通行的路徑分析模型和偏最小二乘（PLS）算法，針對目前模型公式缺乏統計穩定性和模型計算收斂速度太慢等問題，給出穩健的模型計算公式，找到最佳疊代初值，提高PLS收斂速度；結合三峽庫區船舶通航環境實際，建立相應的多層路徑模型，完成預警模型的算法研究。本項目力圖解決三峽庫區船舶通航環境預警模型和算法這一基礎性問題，對三峽庫區船舶通航環境預警軟體開發，進而在不同通航環境條件下船舶安全預警系統的推廣具指導意義。

結題摘要

本項目主要研究三峽庫區船舶通航環境安全預警技術，重點為模型和算法問題，已按計畫完成研究任務。三峽大壩建成後，庫區水位、庫岸、氣候等均對船舶航行安全造成新的影響，主要表現為航道條件變化大、庫岸滑坡體增多、團霧多發等，而庫區環境因素在船舶預警中需要處理的數據又大多具有較強的模糊性和多維性。三峽庫區船舶通航環境預警機理研究的開展以及相應的預警模型的建立，既是保障庫區的通航安全與保護環境的必由之路，也是更好實現庫區可持續發展的重大需求。對指導三峽庫區海事安全保障工作，增強海事管理機構的綜合應急和救助能力，保障庫區經濟發展和社會穩定具有深遠的意義。 課題首先開展了多次實地調查和問卷調查，通過提煉三峽庫區通航環境對船舶交通安全的影響要素，運用聚類分析法對三峽庫區船舶通航環境危險源進行了分類，提出了4個分類方案；利用多維分析理論分別對三峽船閘船舶過閘碰撞事故風險、庫區船舶通航環境、三峽庫區船舶通航環境安全管理等進行了危險性分析；結合三峽庫區船舶通航環境實際，建立三峽庫區船舶通航環境預警的結構方程模型，分別就4個方案展開測算，採用國際通行的偏最小二乘（PLS）算法，針對目前模型公式缺乏統計穩定性和模型計算收斂速度太慢等問題，給出了穩健的模型計算公式，找到最佳疊代初值，提高PLS收斂速度，完成預警模型的算法研究。具體研究成果見報告正文及公開發表的研究論文、專著。 本項目力圖解決三峽庫區船舶通航環境安全預警模型和算法這一基礎性問題，對三峽庫區船舶通航環境預警軟體開發，進而在不同通航環境條件下船舶安全預警系統的推廣具指導意義。