[發明專利]一種用于解決內河航道船舶堵塞和滯航的建模方法

在審

• 申請號: 201710133340.5
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106934143A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 孟波波;梁大偉
• 申請（專利權）人: 江蘇南大先騰信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G08G3/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及建模領域，尤其涉及一種用于解決內河航道船舶堵塞和滯航的建模方法。

背景技術

內河水運交通擁堵的原因是多方面的，總的來說，運量的快速增長與航道通過能力的不足，是頻繁發生堵航的根本原因。水文、氣象、船型、突發水上交通事故等因素進一步加劇了堵航發生的頻率與嚴重程度。而枯水期水量不足和船舶超載、超限、吃水超過航道水深等因素引起擱淺事故，是大多數堵航事件的直接原因。另外，部分橋梁通航標準較低，也是影響航道通過能力和船舶運行速度的因素，京杭運河從濟寧到杭州883公里航道上共有跨河橋梁197座，其中，凈空高度不達標的有50余座。最后，船舶停泊、裝卸占用航道水域以及船舶標準化程度低，船舶平均噸位小，船舶密度過大，也是造成航道擁堵的原因。

目前，從已收集的相關資料和研究結果來看，水上交通擁堵的發生是一個或多個因素共同作用的結果，在各類因素中，“管理”要素是降低通航擁堵和事故的重要因素，除了從技術和硬件建設角度提高人員的操作水平、船舶的技術條件和通航環境的硬件水平之外，水路運輸的通暢性主要取決于對船員、船舶和環境要素綜合管理的結果，然而科學的綜合管理需要對整個航道的暢通性有宏觀準確的認知。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種用于解決內河航道船舶堵塞和滯航的建模方法。

為了達到以上目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于解決內河航道船舶堵塞和滯航的建模方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）在內河航道中選取建模航段；

（2）將選取的航段長寬，以及航段內的船舶長寬和船舶平均速度設置為參數；

（3）用步驟（2）中的參數建立定量分析模型，并確定暢通、緩行、擁堵和嚴重擁堵四個級別閾值；

（4）根據步驟（3）計算確定的級別閾值，標注內河航道網中步驟（1）選取的建模航段。

進一步的，步驟（3）中所述的定量分析模型是：

其中，i：選取的航段編號；

v_i：船舶平均行程速度；

ρ_i：選取航段內的船舶密度；

V_i：選取航段內的通常速度平均值；

P：選取航段內的通常船舶密度值；

C_i：選取航段的風險值。

進一步的，所述的ρ_i計算公式是：

其中，n：選取航段內的船舶編號；

a：船舶長度；

b：船舶寬度；

A：選取航段的長度；

B：選取航段的寬度。

進一步的，所述V_i通過自學習機制獲得。

進一步的，步驟（3）中所述的四個級別閾值和每個級別閾值的取值分別為：暢通（0，0.5）；緩行 [0.5，0.7）；擁堵 [0.7，0.9）；嚴重擁堵[0.9，1）。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明通過對某段航道交通流量信息、船舶航速、船舶主尺度等數據進行自動化的采集分析，建立擁堵狀況的分級指標模型，實現內河航道通航狀況的可視化，以提高內河水運服務水平和運輸效率，為實現暢通、高效、平安、綠色的智能化內河水運發展目標服務。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

一種用于解決內河航道船舶堵塞和滯航的建模方法，包括如下步驟：

（1）在內河航道中選取建模航段；

（2）將選取的航段長寬，以及航段內的船舶長寬和船舶平均速度設置為參數；

（3）用步驟（2）中的參數建立定量分析模型，并確定暢通、緩行、擁堵和嚴重擁堵四個級別閾值；

所述定量分析模型是：

其中，i：選取的航段編號；

v_i：船舶平均行程速度；

ρ_i：選取航段內的船舶密度；

V_i：選取航段內的通常速度平均值；

P：選取航段內的通常船舶密度值；

C_i：選取航段的風險值；

其中，V_i通過自學習機制獲得；

所述的ρ_i計算公式是：

其中，n：選取航段內的船舶編號；

a：船舶長度；