船舶交通流对受限水域护岸的动力作用机理研究

基本信息
批准号:51709220
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:蒋仲廉
学科分类:
依托单位:武汉理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周利兰,刘佳仑,雷进宇,钟诚,谢朔
关键词:
水动力特性船行波船舶交通流船舶行为特征内河航道
结项摘要

With the rapid developments of inland water transport, large scale, high speed and density vessel traffic become the main trends. The interaction between vessel traffic flow and waterway banks has been significantly enhanced, resulting in the challenges in traffic safety administration and infrastructure protection. The present study focuses on this dynamic mechanism in the confined area. Characteristic parameters are derived by multi-source heterogeneous vessel trajectory data. Ship wave characteristics are investigated by in-situ observations and laboratory model tests. System dynamic model is established between vessel traffic flow parameters and ship wave characteristics. Meanwhile, the incident ship wave is incorporated to the ANUGA model and the resulting wave hydrodynamics on the sloping bed is studied. The influence of boundary conditions will be quantitatively evaluated. Field measurements will be conducted at the upper reach of Yangtze River and Jianghan Canal for the validation of the numerical models..The present study aims to reveal dynamic mechanism between vessel traffic flow and waterway banks in the confined waters. The research is helpful to ensure ship navigation safety and development of ecological water transport.

随着内河水运的飞速发展,船舶大型化、高速化和高密度航行的趋势日益明显,船舶交通流与护岸动力作用随之加剧,使得水上交通安全监管、航道基础设施防护等面临巨大挑战。项目以受限水域为研究区域,通过多源异构交通流数据分析,率定船舶交通流特征参数;采用数据驱动方式,研究受限水域船行波的波浪特性,建立船舶交通流与船行波的系统动力学模型;以近岸船行波时间序列为入射边界条件,基于拉格朗日质点跟踪法,采用有限体积法ANUGA,建立斜坡护岸船行波水动力数学模型,并定量分析边界条件对水动力参数的影响,揭示内河船舶交通流对受限水域护岸的动力作用机理;在长江上游与江汉运河选取研究区域,验证模型算法的有效性与准确性。. 通过上述研究,提出内河船舶交通流与受限水域护岸动力作用的相关模型,揭示其内在机理,保障受限水域船舶通航安全,服务于安全、畅通、生态水运的发展。

项目摘要

随着内河水运的飞速发展,船舶大型化、高速化和高密度航行的趋势日益明显,船舶交通流与护岸动力作用随之加剧,使得水上交通安全监管、航道基础设施防护等面临巨大挑战。项目以受限水域为研究区域,通过多源异构交通流数据分析,构建了基于BLSTM-RNN的船舶AIS数据修复与预测方法;采用数据驱动方式,研究受限水域船行波的波浪特性,建立基于有限体积法的船舶兴波数值模型;以近岸船行波时间序列为入射边界条件,基于拉格朗日质点跟踪法,采用有限体积法ANUGA,建立斜坡护岸船行波水动力数学模型,并开展了船舶自适应运动建模仿真实验与实船试验研究;采用改进型内河船舶领域模型,构建了基于船舶AIS数据的通航饱和度模型,采用改进H-mine的关联规则算法,揭示了船舶交通流对航道基础设施的影响机制。通过本项目研究,揭示了内河船舶交通流与受限水域航道基础设施动力作用机理,保障了受限水域船舶通航安全,研究成果可为船舶行为特征分析、建模等领域研究提供借鉴。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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