基于元胞自动机的船舶交通仿真模型及应用.pdf

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1、第38卷第2期中国航海V01．38No．22015年6月NAVIGAT10NOFCHINAJun．2015文章编号：1000—4653(2015)02—0043—05基于元胞自动机的船舶交通仿真模型及应用李伟峰，马文耀，王庆武，于家根，严粱(1．大连海事大学航海学院，辽宁大连116026；2．广东海洋大学航海学院，广东湛江524000；3．深圳海事局，广东深圳518031)摘要：为掌握琼州海峡中船舶的运动态势，提出一种基于元胞自动机的可模拟狭水道和繁忙水道船舶交通的仿真模型。基于元胞自动机模型，将琼州海峡通航分道网格化；结合船舶领域，制定船舶跟随规则和船舶穿越规则；采用离散事

2、件模型产生不同类型、不同航速的船舶，模拟海员在各种航行环境下的反应并比较船舶实际通过海峡的航行时间和模拟通过海峡的时间。由于仿真模型没有完全考虑影响航行时间的细微因素，因此所有仿真模型中船舶的航行时间与船舶实际航行时间有一定差值，但都在可接受范围内。关键词：水路运输；船舶运动；琼州海峡；元胞自动机模型；离散事件模拟中图分类号：U491．112；TP391．9文献标志码：ASimulationModelofShipTraficBasedonCellularAutomataanditsApplicationL／耽，MAWenyao，WANGQingwu，Jiagen，YANLia

3、ng(1．NavigationCollege，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026，China；2．FacultyofNavigation，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524000，China；3．ShenzhenMaritimeSafetyAdministration，Shenzhen518031，China)Abstract：ThetraficvolumeinQiongzhouStraitwillsignificantlyincreaseduetothedevelopmentofeconomy．

4、Therefore，itisimportantforthemaritimeauthoritytohavethefuturepictureofshiptraficintheStrait．Asimulationmodelofshipmovementsinthena~owandbusyshippingchannelisproposedforthatpurpose．Thesimulationmodelisbuiltonthebasisofthecellularautomatamodelandthetheoryaboutshipdomain，takinginteractionsbetw

5、eenconsecutiveshipsintoconsid-erationaccordingtotheexpertjudgments．Discreteeventmodelsareappliedtogeneratevesselsamplesofdiferentcatego—tiesandvelocities．Thenavigationrulesforashipfollowinganothershipandforshipscrossingeachotherareusedtosimu—latethemariners’responsetovariousnavigationalscen

6、arios．ThemodelisverifiedbycomparingtheactualtraveltimethroughQiongzhouStraitandthetimederivedfromthemode1．Thecomparisonshowsthatthediferencebetweenthetimederivedfromthemodelandactualtimeisacceptable．Keywords：waterwaytransportation；shipmovement；QiongzhouStrait；cellularautomatamodel；discretee

7、ventsimulation琼州海峡位于我国海南岛与雷州半岛之间，沟船舶定线制对保证船舶安全航行具有重要作通北部湾和南海，是我国进入北部湾海域及一些东用，清晰的船舶运动态势有助于海事当局制定适当南亚国家最短的航运通道。琼州海峡船舶定线制于的策略，更好地管理海峡，即实现船舶通过能力更2007年开始实施，通过分隔带分割交通流，主要由强、通过时间更短、事故更少。然而，受时间和资源南北向通航分道、东西向通航分道构成，且2个主要的限制，未来海峡的交通量会大大增加，通过海上交的交通流方向互相垂直。在交通流交汇处设置