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内河LNG船舶航行移动安全区建模研究

陈琪帆  
【摘要】:随着我国能源结构的调整,天然气因其便于运输、储能效率高,兼具环保等优点成为替代石油、煤炭最热门的清洁能源。我国已经成为世界LNG的贸易大国,其中大量LNG是通过船舶运输到国内。LNG的低温、易燃、易爆性使得对LNG在船舶运输过程中的安全管理极为严格。由于我国尚未有运营的内河LNG船舶,所以为保障将来LNG船舶进入长江后的通航安全,对LNG船舶航行安全风险因素和移动安全区进行量化研究,是十分必要的。首先,基于当前国内外LNG船舶安全区研究的现状,本文通过参考国内外文献,了解国内外学者和相关码头在船舶通航及移动安全区方面取得的研究成果,发现当前存在的问题,明确本文的研究内容和研究方法。其次,对LNG船舶航行安全风险源进行辨识。本文结合德尔菲与专家经验法,从人—船—环境—管理四个方面分析长江下游LNG船舶航行风险因素,提出影响LNG船舶航行的十五项风险指标,建立了风险评价指标体系。采用熵权模型降低主观判断对指标权重的影响并对内河(以长江下游白茆沙水道为例)LNG船舶航行风险分段及整体评价,并利用云模型验证熵权模型的一致可行性。风险辨识结果表明,LNG船舶移动安全区尺度与LNG船舶尺度和操纵性能、会遇船舶尺度及航向、航速相关。第三,建立LNG船舶移动安全区量化计算模型。本文主要按照问卷调查、建立模型、开展应用分析的步骤进行研究。通过调查内河船舶的驾引人员,对内河LNG船舶与其他船舶的安全间距进行调查分析,为横向、纵向安全距离提供参考数据。随后分别考虑事故后果、LNG船操纵特性、船舶避碰及现有的船舶领域理论,将火灾危害模型、船舶跟驰模型、几何碰撞模型、非对称船舶领域模型综合利用到内河LNG船移动安全区的建模上来,提出了内河LNG船移动安全区量化计算模型。最后,考虑长江下游航道建设情况,结合交通流统计数据和船舶通航的要点,选取4万方C型LNG船舶与5万吨级散货船作为代表船型,对白茆沙水道中关键节点的LNG船舶航行移动安全区尺度进行计算,提出白茆沙水道LNG船舶航行移动安全区设置方案。论文研究结果表明,在内河LNG船舶的交通组织中,可以根据LNG船舶所在水域的交通环境和航道特点对内河LNG船的安全区大小进行量化,计算结果满足现行的法律与规范,建立的航行移动安全区模型可以为将来内河LNG船的交通组织与安全保障提供参考。


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