極端水位下長(zhǎng)江中游船舶交通流組織研究.pdf

1、長(zhǎng)江是橫貫我國(guó)東西部的物流大通道，依托長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶共建航運(yùn)物流中心是“十二五”期間的重要戰(zhàn)略規(guī)劃。但受全球變暖影響，長(zhǎng)江中游洪、旱災(zāi)害頻發(fā)，極端洪枯水位現(xiàn)象的出現(xiàn)頻率上升、持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，加之長(zhǎng)江中游河道彎曲，淺灘眾多，導(dǎo)致該地區(qū)船舶阻塞現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)長(zhǎng)江航運(yùn)物流效率、成本等造成重大影響。因此，本文研究極端水位下長(zhǎng)江中游船舶交通流的特征和控制方法，以減輕或消除持續(xù)極端水位導(dǎo)致的船舶通行瓶頸，提高航運(yùn)效率、提升長(zhǎng)江物流通道的通過(guò)能力。

2、r>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴結(jié)合船舶交通流的定義和行為特征，在闡述船舶交通流參數(shù)和基本模型的基礎(chǔ)上，研究長(zhǎng)江中游船舶流的到達(dá)規(guī)律、速度分布、密度分布等時(shí)空分布特征，并分別論述極端洪水和極端枯水位下的船舶交通流特征。⑵通過(guò)假設(shè)和比擬，推導(dǎo)出基于歐拉方法的船舶流運(yùn)動(dòng)微分方程，構(gòu)建定流量模型、線性關(guān)系模型和考慮粘性的非線性多段式關(guān)系模型等船舶流參數(shù)關(guān)系模型；運(yùn)用集結(jié)波理論，分析極端水位下一般情況、分時(shí)段放行和匯入?yún)R出船舶流的船舶集散波模型，

3、基于線性速度-密度關(guān)系建立船舶阻塞范圍和持續(xù)時(shí)間的計(jì)算模型，并進(jìn)行算例分析。⑶從控制的本質(zhì)、流程和策略等方面介紹船舶交通流多港口協(xié)調(diào)控制理論；結(jié)合極端枯水位下船舶交通流控制原理和影響因素，對(duì)船舶流進(jìn)行時(shí)空離散化處理，設(shè)定排隊(duì)約束條件和控制目標(biāo)，建立單向多港口協(xié)調(diào)控制模型；結(jié)合單港口和多港口兩方面，研究基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型算法，并進(jìn)行算例仿真分析。⑷結(jié)合極端洪水位下船舶交通流的控制原理和影響因素，通過(guò)改進(jìn)控制策略的時(shí)滯性、影響范圍、匯入

4、船舶流的總降低量、排隊(duì)約束等，建立基于改進(jìn)Bottleneck算法的雙向多港口協(xié)調(diào)控制研究模型，得到影響區(qū)域內(nèi)控制港口的位置和改進(jìn)的調(diào)節(jié)率，并進(jìn)行算例仿真分析。⑸結(jié)合元胞自動(dòng)機(jī)的定義和基本構(gòu)成，說(shuō)明元胞自動(dòng)機(jī)模型應(yīng)用于船舶交通流控制仿真的可行性和需要解決的問(wèn)題；基于船舶跟馳規(guī)則、船舶安全間距等建立長(zhǎng)江中游船舶跟馳模型；在分析系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建元胞和元胞領(lǐng)域模型，分析邊界條件，確定相關(guān)演化規(guī)則，建立船舶交通流多港口協(xié)調(diào)控制仿真模型