探索大型船舶靠泊操纵仿真研究

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1、大连海事大学硕士学位论文大型船舶靠泊操纵仿真研究姓名：白军申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：洪碧光20100601英文摘要摘要伴随世界经济和国际贸易的快速发展，海上货物运输量在全球整个运输系统中所占份额不断增大，与此同时，为降低运输成本，船舶日趋向大型化方向发展。随着大型船舶数量的增多，不但改变船舶港内操纵性能，而且对船舶的安全靠离泊造成很大影响。相对大型船舶船宽大、吃水深的特点，港口内一般水深相对较浅、宽度受限。同时港内操船水域面积不足，往往无法达到自力操船最低标准的要求，给船舶安全靠泊带来隐患。同时，随着船舶货物运送周期的逐渐缩短，进出港口的船舶数量不断

2、上升，从而使得港内船舶靠离泊操纵日益频繁，各个港口内的船舶通航密度相对提高，进而影响了船舶进出港和靠离泊安全性。由于大型船舶本身操纵特点和港内船舶操纵存在困难的情况，为了更加安全和有效地完成大型船舶的靠泊过程，大型船舶在靠泊过程中对拖轮、侧推器等的使用要求不断提高，而拖轮作为大型船舶港内操纵和靠泊过程中不可或缺的工具，所起作用日益显著，因而，综合分析大型船舶港内操纵和靠泊性能，仿真研究大型船舶在拖轮作用下的进港靠泊过程显得尤为重要。本文吸收MMG船舶运动模型思想，在前人研究的基础上建立了大型船舶港内运动数学模型；采用了龙格一库塔算法求解了浅水、低速情况下的大型船舶港内运动方程

3、，通过定量计算，给出大型船舶在港内低速、浅水域的运动特性。在此基础上研究拖轮与大船间相互作用关系，建立拖轮港内协助大型船舶靠泊操纵数学模型。仿真研究了大型船舶的减速停船冲程，得到了不同初始航速和不同主机工况下的速度一冲程曲线，在实际操纵过程中，船舶驾引人员可查询该曲线确定船舶实时船速是否安全。对风、流等外界条件影响下的大型船舶抵泊运动特性进行了研究，综合运用车、舵及拖轮，在预设的典型风流条件下，实现了对大型船舶的抵泊操纵、转首操纵、入泊操纵的仿真计算，提出操纵要领，为船舶驾引人员实际靠泊提供了参考依据，同时为开展港口、航道安全评估工作提供了参考数据。关键词：大型船舶；船舶操纵

4、性；船舶运动仿真；靠泊操纵英文摘要ABSTRACTWithrapiddevelopmentofworldeconomyandinternationaltrade，theshareofgoodstransitedbyseaintheentireglobaltransportsystemisgrowing．Atthesametime，inordertoreducetransportationcosts，thevesselsarebecomelargerandlarger．Withlargevesselsincreasing，notonlythemaneuverabilityoft

5、hevesselischangedintheharbor,butalsothesafetyofthevesselberthingisgreatlyaffected．Consideringthelargevesselshavebigbreadthanddeepdraft，thedepthandthewidthofportsareaarelimited．While，maneuveringareaintheharborwaterisnotenough，whichisunabletomeettherequirementsofminimumstandardsbyself-vesselo

6、peratingandcausessafetypotentialofvesselberthing．Meanwhile，asthevesseldeliverycyclesaregraduallyshortening，thenumberofvesselsinandoutoftheportisrising，vesselberthingintheharborismorefrequentandthetrafficdensityisincreased．Thereby,thevesseloutofportandberthingsafetyisaffected．Asthecharacteri

7、sticsoflarge—scaleanddifficultiesofmaneuveringinharbor,inordertocompletetheberthingoflargevesselssafelyandefficiently,duringtheberthingthelargevesselsrequirestugs，thrustersandotherapplication．Tugsareindispensabletoolduringtheberthing．Thus，comprehensivean