基于E-航海的复式航道水域船舶交通组织优化模型与算法研究

基本信息
批准号:51779028
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:张新宇
学科分类:
依托单位:大连海事大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:尹建川,李邵喜,冮龙晖,齐壮,丛琳,祝慧灵,李瑞杰,王程博,李高才
关键词:
协同调度船舶交通组织交通流演化机理船舶交通流水域通过能力
结项摘要

With continuous improvement of waterway transportation volume and the thoroughly development of E-Navigation strategic implementation plan, the intellectualization of vessel traffic organizations and service has become the core problem of researches on waterway transportation field. With the purpose of realizing the optimum benefits of the overall transportation, the project innovatively explores the optimization theories and methods for vessel traffic organizations in compound-waterway areas. Through analyzing the dynamic characteristics of vessel transportation and influencing factors including waterway utilization, berth occupancy and anchorage using rate, the optimization models of vessel traffic coordination organizations in main waterways and auxiliary waterways with constraints of navigation mode conversion strategy, adaptive adjustment strategy of safety time interval and conflict resolution strategy of crossing and encountering are established. Based on general maritime data structure, vessel transportation organizations maritime service portfolios(VTOMSP) with standard data format and effective structure is established used to storing real-time information of dynamic transportation. Comprehensively applying global convergence and parallelism of heuristic algorithms like evolutionary computing, tabu search and simulated annealing, effective algorithms are designed to solve the optimization models. Simulation platforms are built up to testify the rationality and validity of models and algorithms. The research has key theoretical and realistic significance in innovating vessel transportation organizations and service modes, enriching water traffic management theory and promoting the intersection with information science.

随着水路运量的不断上升以及E-航战略执行计划的深入开展,船舶交通组织与服务的智能化已经成为水路交通研究领域的迫切需求。项目以实现整体交通最优化效益为目标,创新性的探索复式航道水域船舶交通组织优化理论与方法。通过分析复式航道水域船舶交通的动态特性,协调航道利用率、泊位占用率和锚地使用率等影响因素,构建以通航模式转换策略、安全时距自适应调整策略以及交叉、会遇冲突消解策略为约束的主、辅航道船舶交通协调组织优化模型;基于通用海事数据结构,构建数据格式标准、结构高效的船舶交通组织服海事服务集存储动态交通的实时信息;基于海事服务集信息,综合利用进化计算、禁忌搜索、模拟退火等启发式算法的全局收敛性及并行性,设计高效的求解算法;最后,搭建仿真平台验证模型与算法的合理性及有效性。项目研究对创新船舶交通组织与服务模式方法、丰富水上交通管理领域的相关理论、促进其与信息学科交叉融合等方面具有重要的理论与现实意义。

项目摘要

本项目针对当前复式航道水域对船舶交通组织与优化服务的迫切需求,以现有的船舶交通组织优化理论和成果为基础,创新性地探索出具有整体交通最优化效益的复式航道水域船舶交通组织优化理论与方法。项目研究内容完成良好,达成了预期的研究目标,取得的主要成果如下:.1.通过分析复式航道水域船舶交通组织过程中描述港口整体交通特征及服务的实时动、静态信息之间的耦合性以及研究被采集数据类型、数据特征及其相关性,设计了高效的数据描述模型并构建了符合e航海标准的船舶交通海事服务集。.2.在研究复式航道水域特征的基础上,协调航道利用率、泊位占用率和锚地使用率等制约因素,建立了船舶运行状态与时间及空间的动态耦合模型。.3.在对通航模式以及交叉、会遇冲突消解策略研究的基础上,以复式航道水域交通整体调度效率最优为目标,建立了船舶调度的动态非线性规划模型。.4.设计了适合于复式航道水域船舶调度优化模型的求解算法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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