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《武汉理工大学》 2016年
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基于IWRAP理论的船舶碰撞概率计算方法研究

刘灵芝  
【摘要】:船舶碰撞一直是国内外专家学者重点研究的对象,作为水上交通事故的主要种类,碰撞事故一旦发生,生命财产无疑会受到严重威胁。国内外碰撞相关研究已从多方面展开,然而针对内河船舶碰撞概率的计算分析有待进一步深入。内河通航环境相较于海上有较大的区别,航道相对狭窄、水流复杂,尤其是有些弯曲航段,航行环境恶劣,极易导致船舶碰撞事故的发生。因此,在对内河的船舶碰撞概率进行研究时,结合内河实际情况研究出适宜内河的船舶碰撞概率计算模型具有重要意义。论文基于动静态结合的船舶碰撞概率模型分析船舶碰撞概率,采用IWRAP理论结合蒙特卡洛仿真计算船舶碰撞的几何概率,利用事故树分析法计算船舶碰撞致因因子概率,进而构建用于计算内河船舶碰撞概率的模型。选取长江芜湖段的黄州新滩水域,计算该段的船舶碰撞概率验证模型的有效性,分析该段对船舶碰撞影响最大的因素,提出针对性的整改措施。具体如下:首先,针对内河航行环境与海上的不同,提出将IWRAP理论与事故树理论相结合的船舶碰撞概率模型,以事故树理论计算的致因因子概率替代IWRAP模型中自带的致因因子概率,得到适宜内河环境的船舶碰撞概率计算模型。其次,应用MATLAB软件处理交通流数据,分析该水域的船舶交通流的特征,包括船舶种类、航路尺度、船舶流量及船舶分布等,其中船舶在航道断面上呈正态分布,95%以上的船舶都为普通货船,为研究的准确性,按船舶长度对船舶进行分类,得到每类船舶在航道断面上的分布概率函数。然后,根据IWRAP理论分别建立对遇、追越及交叉碰撞的几何碰撞概率的蒙特卡洛仿真模型,基于船舶交通流的数据,分别计算出对遇、追越及交叉碰撞的潜在数量,进而得出该水域船舶碰撞的潜在事故数。最后,依据对碰撞事故的分析建立船舶碰撞事故树,利用高斯分布的准则计算各基本事件的模糊概率范围,用最小割集法求取碰撞事故发生的致因因子概率。最终计算出该区域的船舶碰撞概率,经过验证该模型可以用于计算内河船舶碰撞概率。同时,敏感性分析发现对该水域碰撞发生影响最大的是航行疏于戒备及未遵循法规,进而提出有针对性的整改措施。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U664.82

【参考文献】
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