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港珠澳大桥防船撞主动预警机制研究
| 论文题名： | 港珠澳大桥防船撞主动预警机制研究 |
| 关键词： | 跨海大桥;防船撞设施;风险评估;主动预警 |
| 摘要： | 随着国民经济的快速发展，我国各类基础设施建设方兴未艾，各种跨海大桥数量越来越多，为交通路网的完善布局和车辆通行提供了便利。但对于水上交通来说，大型桥梁是影响甚至阻碍船舶通行的负面设施。港珠澳大桥跨越的珠江口是船舶进出广州港和深圳港的必由之路，也是我国海上运输最繁忙，航线密度最大的水域之一。同时随着航运业的不断发展，通航船舶的数量激增，且呈现出大型化的趋势。由于恶劣天气、桥梁通航设计不合理、船舶驾驶人员操作失误等因素，船舶和跨航道桥梁之间的碰撞概率不可避免的增大，从而导致船桥碰撞问题日益凸显，可能造成桥梁受损倒塌、航道梗阻、生命财产损失等严重后果。因此，确保船舶安全通过桥区航道，减少船桥碰撞风险是急需解决的问题。 被动防船撞设施在一定程度上保护桥梁结构，但并不能减少船舶撞击桥梁事故的发生概率。同时，被动防船撞装置建设成本高，也会影响航道的通行状况。所以本文研究内容是港珠澳大桥防船撞主动预警，主要做了以下内容： 一是对桥梁进行船撞桥风险度分析研究。根据港珠澳大桥桥梁布置及通航环境参数分析，利用概率分析方法分别对主通航孔桥和非通航段进行船撞桥风险评估计算，并将顺桥向区域划分为三级危险区域。 二是对桥区横桥向水域进行危险分区。综合分析船舶相关参数，利用船舶漂移运动模型计算不同船舶的满舵旋回制动距离，再结合船舶航行异常点距桥梁距离和撞桥风险的关系，确定了不同船舶和桥梁不发生碰撞的安全预警距离，并在桥区划分了三级危险距离。 三是对船舶进行了危险级别划分。根据桥梁和航道通航参数，船舶典型航速，利用规范方法计算不同吨位、不同桥墩位置的船撞速度，计算出船舶撞击力。以桥梁弹性屈服抗力和极限屈服抗力为标准，比较船撞力和桥梁抗力的大小确定船撞桥的破坏程度，由此对船舶危险性划分了三个等级。 四是根据船舶所处的具体位置和撞击力，结合顺桥向三级危险区域、横桥向三级危险距离、船舶危险等级，对船撞桥的可能性和危险性进行了评估，建立了风险预警矩阵，对不同危险程度的船舶采取不同方式的告警方式，维护通航安全。 五是对主动预警系统进行了总体设计。从预警系统的功能需求、性能指标、设备选取、技术实现等方面进行了分析和设计。 本文通过对桥区船撞桥危险度和船舶危险性的定量定性计算分析，确定了预警评估准则，建立了预警矩阵，预设了不同的告警方式，实现针对不同桥区位置、不同船舶的动态预警。从而为日后桥梁防船撞主动预警系统的实现和完善做了基础性工作。 |
| 作者： | 冯琢胜 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 耿波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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