[发明专利]可容忍风险船舶航路与海上区域建筑安全间距计算方法

说明书

本发明提出一种可容忍风险船舶航路与海上区域建筑安全间距计算方法，通过分析船舶与区域性建筑在极端气象水文工况下的会遇过程，明确导致碰撞风险的关键影响因子，以航线最边缘船舶的出现概率建立基于船舶失控漂移的安全间距计算模型，在挖掘船舶与区域性建筑可容忍碰撞概率的基础上，建立基于可容忍碰撞概率的安全间距计算模型，通过考虑航线内船舶交通流的相互影响，建立基于多船舶相互影响的速度与时间影响模型，并进行定量计算，确定海上区域性建筑范围与船舶航路安全间距的有效范围，本发明建立基于航道内船舶相互影响的安全间距计算模型，并得出安全间距的有效距离，合理设置船舶航路与海上建筑的安全距离避免船舶在建筑水域发生碰撞。

技术领域

本发明属于海上区域性建筑与船舶避碰的技术领域，尤其涉及一种可容忍风险船舶航路与海上区域建筑安全间距计算方法。

背景技术

随着近几年海上风电厂及海上钻井平台等迅速的发展，船舶交通流与海上区域性建筑接近或者重合的水域也越来越密集，海上建筑的建设对船舶安全航行造成的影响也越来越显著，人们逐渐重视船舶航路与海上区域性建筑之间的交通状况，尤其关注在选址与对通航环境影响双重因素决定下的船舶航路与海上建筑的安全间距。在目前研究下，有关船舶航路与海上区域性建筑的研究大多参考海事安全规定、海上石油平台等大型海上障碍物的相关研究，将安全间距值设定为定值，对于安全距离的定量计算研究较少涉及，对于交通流特征的影响考虑得不够全面，因此需要建立一个完整的模型来定量界定安全合理的航路与海上建筑距离，从而有效降低可航水域宽度限制，减少海上建筑对通航环境的影响。

合理设置船舶航路与海上建筑之间的安全距离是避免船舶在风电场水域发生碰撞最有效的措施，具有极其重要的意义。现有的安全距离模型因其执行标准不同、海域因素差异较大，不能完全适用于各个地区的风电场选址及建造规划。论文针对现有研究在船舶与海上区域性建筑安全距离方面存在的不足，通过分析船舶在区域性建筑水域失控漂移历史案例，确定主要影响因子，从而建立基于失控漂移的安全间距计算模型；在探究船舶与风电场可容忍碰撞概率的基础上，建立基于可容忍碰撞概率的安全间距计算模型；同时，在考虑航道内船舶交通流互相影响下，建立基于航道内船舶相互影响的安全间距计算模型，并最终定量得出海上风电场水域船舶安全间距的有效距离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种可容忍风险船舶航路与海上区域建筑安全间距计算方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：可容忍风险船舶航路与海上区域建筑安全间距计算方法，其特征包括如下步骤：

S1)建立船舶的安全间距计算模型：

S1.1)确定失控漂移船舶的安全间距计算模型的输入和输出；

S1.2)通过对失控漂移船舶与区域建筑碰撞过程的分析，同时考虑船舶类型以及船舶载重吨对碰撞过程的影响，构建基于失控漂移船舶与区域建筑安全间距计算模型；

S2)建立失控船舶与海上区域建筑发生漂移碰撞的可容忍碰撞概率计算模型：

S2.1)确定可容忍碰撞概率标准；

S2.2)结合失控漂移船舶与海上区域建筑碰撞分析过程，在考虑船舶横向位置、船舶初始速度、船舶类型、船舶航向、风、流、浪影响因子的前提下，构建失控船舶与海上区域建筑发生漂移碰撞的概率计算模型：

S3)确定航道内交通流效率影响因子：

S3.1)构建一个交通流效率损失系数的概念参数η，对影响航道交通效率的因子进行敏感性分析，得到各影响因子对交通效率损失的影响比重；

S3.2)建立单向航道通航模型，求取相应的航道船舶交通流损失系数η；

S4)验证安全间距计算模型的可行性：