内河航道船舶交通流研究.pdf

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1、第31卷第1期贵州大学学报(自然科学版)V01．31No．12014年O2月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Feb．20l4文章编号1000—5269(2014)0l一0118—05内河航道船舶交通流研究吴中，王雪洁(河海大学土木与交通学院，江苏南京210098)摘要：本文在分析内河船舶航行特点的基础上，应用水流阻力和船舶制动距离计算公式，提出了平原地区内河航道船舶跟驰的安全间距模型，并以双向单航道直线段基本航段和500t级典型内河船舶为研究背景，建立了基于Anylogic平台的仿真

2、模型。交通流理论结合仿真结果，给出了船舶交通流的基本图模式，分析了水流对交通流的影响以及船舶交通流基本图的特征。关键词：船舶交通流；内河水运；Anylogic仿真；多智能体模型中图分类号：U61文献标识码：A内河水运因其节能减排在综合运输体系中正临航道建筑物碰撞等因素，可比照车辆安全间距模在发挥越来越大的作用，船舶交通流的特性研究也型，从确保航行安全视角出发，建立船舶航行安全受到重视。以往船舶交通流的代表性成果藤井模船头问距模型。安全船头间距应该包括前行船长、型⋯，主要是利用Greenshields模型，结合船舶运跟驰船舶反应时间内走过

3、的距离、制动距离和安全动的特点，给出安全行驶船舶前后与左右的安全间余量四部分。跟驰船舶观察、确认前船航行行为耗距，其理论基本上不考虑水流的影响，也不是专门费时间远大于汽车观察前行车，改变船舶原航行状对内河航运问题，因此它的应用受到一定的限态的耗时也较多I，故反应时间取20S。船舶避撞制我东南部平原河网地区航道众多，近来船舶安全余量应该保证船舶停车后仍然能够掉头转向大化趋势明，普遍存在航道窄、水深浅、船舶航不受前船的限制，或预防前行船不可预见动作的最行约束条件多的特点．．有些运输繁十r：的航道，如京小安全空间，长度可定为1．2至1．5倍船

4、长，这也杭运河苏北段，还兼顾泄洪与凋水功能，这对船舶是港航、海事规范规定的船舶安全回旋的最小半交通行为带来_r一定的影响、径。安全问距模型(1)式主要针对航行状态下船1船舶交通流的理论分析舶交通流基本巾最佳密度附近和拥堵段的跟1．1船舶跟驰模型驰行为。车辆跟驰模型主要有刺激一反应模型、安全距G(t)=L，+20·V(t)+S+·，J(1)离模刑、驾驶心理模刑、人工智能模型等。j。与汽其中：G(t)——船头间距(nl1；，J——牟行驶相比，船舶航行的著特点是航速低、舵效，前行船长(i11)；差、反应慢，常制动距离大。不同大小船舶受水V(t

5、)——船舶合成速度(m／s)；流影响不一样，制动距离相差很大，船舶跟驰行为S一一制动距离(m)；不同于汽。·L，——同旋空间距离，航道水流速度大于水上运输强调经济性与安全性，船舶航行通常0．3m／s时，OL取I．5，一般取I．2．以经济航速为主，一般不考虑运输时效性，1．2船舶制动距离此，安全问距模型应最适用于捕述船舶交通流考航行船舶的制动距离受船舶度、外形、倒车虑跟驰船舶无法及时准确了解前行船舶的制动特托力以及总重量的影响，船舶从航行到静止还受到性，也不能完全确定前方水流变化，又要避免与跨航道水流的影响，内河船舶水流阻力可以F}1(2

6、)式收稿日期：2013一l0—2l作者简介：吴t}1(1964一)，男，江南京人，教授，博士，研究方向：交通运输规划管理，Emaii：uhohai@qq．COIl：通讯作者：￡沾，Email：826864347@qq．c0第1期吴中等：内河航道船舶交通流研究兹万科夫公式来表达。c，——剩余阻力系数；R=C，·5·’+C，·6·Ao·V+4(2)A——船舶浸水部分横剖面面积(m)；其中：S=L(·H+6·B)；——船舶横断面系数，对机动船取0．93；，117．7F——船舶佛劳德数；(Lw)+2g——重力加速度(m／s)，取9．8。船舶倒车

7、拉力大小主要由主机额定功率决定，Ao=8·B·H；在倒车力、水流阻力共同作用下航道中船舶的制动一—距离可以表达为：g·L2，式中：尺——内河船舶水流阻力(N)；L=一(3)c，——机动船舶摩擦阻力系数，对钢制船舶取0．17；其=一s——船舶浸水面积(m)；T=t9／12．5，J——船舶水线长度(m)；式中：0——船舶负的加速度；——系数变量，对机动船取1．8；——船舶倒船拉力；日——船舶吃水(m)；P——船舶主机额定功率；——船舶方形系数，对机动船取(0．58———船舶与载重总质量。0．60)；以京杭运河苏北段500t级船舶为例，船舶参

8、——船舶型宽(n1)；数见表1。——船舶与水流的相对速度(m／s)；表1京杭运河苏北段航道推荐船型参数利用式(1)～(3)，适当选取相关参数，可以得圆，长轴方向应有7倍船长，短轴方向也要有3倍到满载或空载船