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盐城辖区海上风电场群水域船舶通航路径规划研究
| 论文题名： | 盐城辖区海上风电场群水域船舶通航路径规划研究 |
| 关键词： | 海上风电场;通航路径规划;船舶安全;监管对策 |
| 摘要： | 海上风电的快速发展使得海域通航环境更加复杂多变，海上风电场群建设占据了较大面积海域的可通航水域，大大提高了船舶通航复杂度，对附近海域通航造成安全隐患。因此，研究海上风电场群水域的船舶通航路径规划，对解决该水域航道的通航安全问题以及完善海上风电场通航安全监管对策等工作具有积极的现实意义。 首先，本文对海上风电场建设与船舶通航环境进行分析，建立了该水域的水工设施环境模型。以江苏盐城辖区的海上风电场群为研究对象，分析了该水域的通航环境，包括自然环境、交通环境和水工设施状况。本文基于该水域的通航环境特征，分析得到该水域的风电场分布概况和船舶交通流概况。为研究该辖区的路径规划，建立了该水域的水工设施环境模型，以大丰潮间带风电场为例，采用Matlab软件建立了风电场群的水域模型。 其次，基于海上风电场群水域的通航情况，本文建立了海上风电场群的通航安全距离模型。根据船舶领域模型理论，本文建立了风流压差作用下船舶领域模型，得到船舶领域下安全通航距离模型。根据船舶失控漂移理论，分析失控漂移运动，建立了失控漂移状态下对应的最小通航安全距离模型。结合以上两种模型，建立了船舶通航安全距离模型，可以得到在风流作用下，船舶正常或非正常航行的通航安全距离。通过MATLAB计算分析该水域中代表船型的船舶领域模型、失控漂移模型以及安全通航距离模型，为风电场群水域的路径规划研究提供可靠的计算参考依据，提高该水域的船舶通航效率。 再次，为解决该水域的船舶路径规划问题，本文分析了A*路径规划算法的基本原理，对算法进行改进。改进方法包括采用混合搜索策略、目标函数和优化关键拐点，极大提高了算法寻路效率，解决了路径贴合障碍物边缘和航道边缘问题。为使改进方法更适用于海上风电场水域航行特点，对算法加入如水深等通航参数。基于盐城辖区海上风电场群水域特点，采用栅格法进行环境建模，对该水域进行全局路径规划仿真，仿真结果验证了路径规划算法的可行性。研究成果给该水域船舶通航提供了全局路径模型，得到了安全可行的计划航线。 最后，基于盐城辖区海上风电场群水域的船舶通航安全管理现状和通航特点，从多方面提出了海上风电场的监管对策，主要包括通航安全管理制度层面的策略和现代化技术手段，旨在保障海上风电场的安全生产运行以及船舶的通航安全。 论文相关研究成果对海上风电场群水域的航线规划和前期规划选址阶段具有科学参考价值和现实指导意义。 |
| 作者： | 徐添 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 张庆年 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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