基于WSN的船舶危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型與仿真研究.pdf

1、船舶運(yùn)輸是世界上最主要的運(yùn)輸方式之一，其中有超過半數(shù)以上的船載貨物屬于危險(xiǎn)品。危險(xiǎn)品在運(yùn)輸過程中安全控制的復(fù)雜度高，管理難度大，事故時(shí)有發(fā)生。一旦事故發(fā)生，就會(huì)對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境造成重大威脅。船舶危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩珕栴}一直是世人所關(guān)注的熱點(diǎn)問題。盡管目前有關(guān)部門對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩芾碜隽舜罅抗ぷ?，但是仍舊難以徹底解決危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩珕栴}。對(duì)船舶運(yùn)輸過程中貨物的安全狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，保障運(yùn)輸安全，是當(dāng)前亟待解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。

2、本文針對(duì)船載包裝危險(xiǎn)品，圍繞其運(yùn)輸途中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警問題開展了以下幾方面的研究工作:
　　(1)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于對(duì)艙室內(nèi)表征貨物安全狀態(tài)的環(huán)境信息的監(jiān)控，從而達(dá)到掌握危險(xiǎn)貨物安全狀態(tài)的目的，設(shè)計(jì)了適用于船上實(shí)施的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過實(shí)船實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。
　　(2)將時(shí)間序列分析方法引入危險(xiǎn)品安全狀態(tài)的預(yù)測(cè)問題中，在基于單傳感器的貨物安全狀態(tài)信息的分析、預(yù)測(cè)中，針對(duì)傳統(tǒng)的差分方法在時(shí)間序列平穩(wěn)化過程中容

3、易造成有價(jià)值信息丟失，影響計(jì)算精度的問題，提出了一種指數(shù)平滑法和自回歸移動(dòng)法的組合方法;在基于多傳感器的信息融合研究中，提出了基于協(xié)整理論的船載危險(xiǎn)品在途安全狀態(tài)信息融合處理方法，該方法發(fā)揮多傳感器的優(yōu)勢(shì)，可對(duì)危險(xiǎn)品在途狀態(tài)信息進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，同時(shí)具有異常狀態(tài)的診斷功能。
　　(3)為掌握船載危險(xiǎn)品處于異常狀態(tài)下的危險(xiǎn)態(tài)勢(shì)演變過程，提出將計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法引入到船舶包裝危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警問題的研究中，采用該方法在船艙

4、內(nèi)有危險(xiǎn)氣體產(chǎn)生的情況下，對(duì)危險(xiǎn)氣體的泄漏、擴(kuò)散進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和動(dòng)態(tài)仿真。同時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)對(duì)方法的可行性予以驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法應(yīng)用于船舶包裝危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警問題可行、有效。
　　(4)為指導(dǎo)船上人員對(duì)貨物異常狀態(tài)進(jìn)行應(yīng)急處置，提出一種將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬有機(jī)結(jié)合的新方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)船載包裝危險(xiǎn)品異常狀態(tài)的態(tài)勢(shì)判定。該方法一方面將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為危險(xiǎn)貨物狀態(tài)的監(jiān)測(cè)手段，另一方面