沿海港口水域船舶交通流行为特征及演化机理研究

船舶交通流的行为特征及其在不同尺度空间与时间上的演化规律已成为制约港口经济可持续发展的瓶颈因素，对其行为特征的系统研究和演化规律的准确预测是船舶交通流理论的难点问题。本项目以宏观和微观船舶交通流行为特征为研究对象，采用逐步回归方法，挖掘船舶交通流的主要影响因素，运用极大似然估计理论构建符合船舶到达规律的交通流混合分布数学模型，系统分析船舶交通流宏观和微观行为特征，开发基于VC与SQL语言的能全面反映船舶交通流本质和行为特征的交通流统计分析模型，并以元胞自动机模型为框架和研究基础，在元胞网络空间中融入具有自治性和自适应性的智能体（Agent），以此构建港口水域船舶交通流演化智能元胞自动机模型，揭示船舶交通流演化的内在驱动力及其在宏观与微观上的演化机理，为丰富船舶交通流理论和发展绿色航运奠定理论和技术基础，为港口规划、设计和完善交通网络与交通服务提供技术支撑

船舶交通流行为特征及其在尺度空间与时间上的演化规律已成为制约港口经济可持续发展的瓶颈因素，对其行为特征的系统研究和演化规律的准确预测是船舶交通流理论与技术的难点问题和前沿问题。项目以港口水域宏观和微观船舶交通流行为特征为研究对象，研究了船舶交通流的影响机理、行为特征统计分析建模及其演化规律预测，圆满完成了既定的研究目标，取得了一系列丰富的学术成果，为船舶交通流理论与应用研究提供了新思路、新方法和新技术，丰富了船舶交通流基础理论及其应用。..研究工作及其创新性主要体现在：1）基于海量船舶交通流数据，挖掘了船舶交通流的主要影响因素，分析了其影响机理。2）通过解析船舶交通流的结构特征，从微观角度构建了水上交通流复杂性测度模型；在宏观上利用AIS数据完成了不同水域船舶交通流结构特征的统计分析建模，开发了船舶交通流结构特征及行为特征的统计分析系统。3）在船舶交通流静态与动态特征建模的基础上，从宏观诱导、中观调控和微观调度三个层面分析了船舶交通流的主要特征要素，构建了反映船舶交通流行为特征演化规律的元胞自动机仿真模型。4）从数据驱动的角度，开发了船舶交通流模拟仿真技术和方法，构建了基于船舶交通服务资源的交通流仿真模型以及内河航道交汇水域的船舶交通流仿真模型。5）基于船舶行为特征完成了不同水流条件下船舶领域修正模型的构建；开发了基于动态船舶领域的港口航道通过能力计算模型，同时已将相关研究成果应用到水上交通组织领域。..通过项目研究，已在国内外期刊和国际会议上发表（含录用）学术论文22篇（期刊论文18篇，会议论文4篇），其中被SCI收录6篇，EI收录3篇；获软件著作权3项；相关研究成果获中国航海学会科技奖一等奖1项（2015年），中国港口协会科学技术奖三等奖1项（2014年），长航局科技奖一等奖1项（2013年），中国水运建设行业协会科学技术奖三等奖1项（2012年），获中国航海学会优秀论文奖2次；完成学术专著2部。..研究成果拓展了船舶交通流研究的新思路和新方法，提出了船舶交通流行为特征、结构特征及饱和度、复杂度、通过能力等新概念，建立了船舶交通流表征模型和量化指标，揭示了船舶交通流变化的内在驱动力及其演化机理，形成了船舶交通流的系统理论，开发了交通流统计分析、预测与演化模型等成套技术，推动了船舶交通理论的发展，提升了船舶交通流在港口规划、设计和交通网络与交通组织服务的应用效果。