基于人為因素的船舶領(lǐng)域模型與通過能力研究.pdf

1、隨著航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的船舶頻繁活躍于港口、航道及其附近水域，使水域通航密度大為增加，從而導(dǎo)致船舶交通量不斷增多，航道船舶交通日趨繁忙。因此，對(duì)航道的通過能力要求也日益提高。在保障航運(yùn)安全的前提下，進(jìn)一步挖掘航道的通過能力，將是亟待解決的難題。在影響航道通過能力的諸多因素中，船舶領(lǐng)域是一個(gè)非常重要的影響因素。但是，目前對(duì)船舶領(lǐng)域的研究主要限于船速、船長(zhǎng)、會(huì)遇情況等容易獲得的信息，對(duì)于船舶操縱性能以及人為因素等不確定因素極少考慮。本文主

2、要基于人為因素的動(dòng)態(tài)四元船舶領(lǐng)域模型和航道通過能力展開研究。
　　首先，本文提出了一種基于快速準(zhǔn)確在線自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FAOS-PFNN)識(shí)別的船舶領(lǐng)域模型辨識(shí)方法，該方法能夠有效建立參考輸入變量與船舶領(lǐng)域的形狀和大小等輸出變量之間的非線性關(guān)系。通過FAOS-PFNN方法，采用三個(gè)分離的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了船舶領(lǐng)域模型的多輸入輸出系統(tǒng)的模型辨識(shí)。此外，本文結(jié)合船舶運(yùn)動(dòng)理論，在現(xiàn)有四元船舶領(lǐng)域模型的基礎(chǔ)上，充分考慮了不同船舶的動(dòng)態(tài)

3、操縱性能和船舶駕駛員人為因素對(duì)船舶領(lǐng)域的影響，從而提出基于人為因素的動(dòng)態(tài)四元船舶領(lǐng)域模型。該模型有效融合了船舶子系統(tǒng)和人因子系統(tǒng)，充分考慮了船舶操縱性能及船舶駕駛員的業(yè)務(wù)技能水平、生理狀態(tài)、心理狀態(tài)和航行環(huán)境的影響等人為因素，實(shí)現(xiàn)了船舶領(lǐng)域建模的動(dòng)態(tài)智能化。同時(shí)，本文將該基于人為因素的動(dòng)態(tài)四元船舶領(lǐng)域模型分別應(yīng)用于Mariner、Esso Osaka Tanker和Container三種經(jīng)典船舶類型，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該船舶領(lǐng)域模型的合理性

4、和有效性。
　　其次，針對(duì)航道通過能力評(píng)估問題，本文利用所提出的動(dòng)態(tài)四元船舶領(lǐng)域模型充分考慮了船舶性能和人為因素的影響，同時(shí)將模糊理論用于調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)處理，以獲得人因參數(shù)，從而提出了考慮人為因素的航道通過能力計(jì)算方法，利用該方法可有效挖掘通過能力，提高航運(yùn)能力。
　　最后，本文將基于人為因素的動(dòng)態(tài)四元船舶領(lǐng)域模型及通過能力計(jì)算方法應(yīng)用于尹公洲航段的內(nèi)河航道及老鐵山水道復(fù)雜航段的通過能力研究。實(shí)際計(jì)算了航道的通過能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)