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原文传递长江口深水航道LNG船舶交通组织方案研究

论文题名：	长江口深水航道LNG船舶交通组织方案研究
关键词：	LNG船舶;通航安全;交通组织;长江口深水航道
摘要：	天然气作为一种清洁高效的低碳能源，对我国能源结构的调整及促进节能减排具有重要战略意义，在我国“十四五”规划中碳达峰、碳中和政策的驱动下，天然气的需求势必会进一步增长。在气化长江的背景下，水路运输也将会成为必不可少的液化天然气运输方式，鉴于目前长江水域还未通航LNG船舶，和LNG运输船通航安全相关的规章制度尚未建立，而作为长江口门航段的北槽深水航道是LNG船进江航行的必经之路，因此长江口门航段的LNG船舶交通组织是发展内河LNG运输船业务必须解决的首要问题，本文研究可为未来相关部门制定LNG船进江交通组织方案提供理论依据。　　本文通过对国内外相关文献的查阅，了解了关于船舶交通组织及LNG船舶通航安全方面的研究现状和成果，确定了论文的研究内容和方法，对LNG船舶交通组织的目的和原则进行了总结。对交通组织应考虑的两方面因素航行风险和通航损失流量进行了推理计算，综合考量两者并重点偏向于LNG船通航影响下的通航流量损失研究，建立基于双指标因素的交通组织方案决策模型，在决策基础上对方案进行了仿真及适应性分析。　　首先，为了评估LNG船舶的进江航行风险，本文从“人—船—环境—管理”四个层面对LNG船舶在长江口深水航道的航行风险因素进行了分析，以十八项风险指标为父节点构建了模糊贝叶斯网络结构，确定了风险评估指标体系。结合专家经验法和模糊数学理论确定了贝叶斯网络的先验概率和后验概率，基于GeNIe软件对两种LNG船舶通航模式下的航行风险概率进行了推理，推理结果可在一定程度上反映出两种通航模式之间航行风险的差异。　　其次，为分析LNG船舶通航影响下的交通流量损失，基于交通波理论建立了LNG船通航影响下的航道交通流集散模型，模拟了两种通航模式下的航道交通流集散过程；结合LNG船和普通船舶安全区占用航道的差异性，构建了通航损失流量计算模型。　　第三，结合水上交通工程学理论，对LNG船舶双向通航和可跟随状态下单向通航两种通航模式下的通航损失流量分别进行了计算。建立交通组织方案影响度评估模型，综合考虑航行风险概率和通航损失流量，实现对交通组织方案的定量评估，研究结果表明LNG船舶以双向通航模式通过长江口深水航道比可跟随状态下的单向通航模式的影响度小，即双向通航模式下产生的综合不利影响更小，在此基础上设置交通组织方案的具体调度安排。　　最后，对交通组织方案进行仿真和航道尺度适应性分析。在决策方案的基础上结合长江口深水航道交通流现状，借助Matlab工具搭建仿真环境，设置仿真流程及相关参数对决策方案的通航流量损失进行仿真分析，仿真结果和理论模型计算所得数据在一定条件下基本一致，验证了本文理论模型计算LNG船通航影响下船舶流量损失的可行性，同时也表明多艘LNG船舶以LNG船队的形式通航可在一定程度上降低航道的船舶流量损失。结合相关规范，得出不同规范下LNG船舶通航方案与航道尺度的适应情况，在LNG船舶横向安全距离设置为首尾线左右各100m的情况下，横向安全区需占用至少40m边坡水域可满足LNG船舶双向通航需求。　　论文为LNG船舶交通组织方案的研究提供了参考，为分析LNG船舶通航影响提供了新的思路，研究成果可为今后LNG船舶在长江口深水航道通航规章制度的制定提供科学依据。
作者：	郝兴坤
专业：	交通信息工程及控制
导师：	刘成勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2022