船舶航行

船舶航行（精选九篇）

船舶航行 篇1

随着船舶工业技术的不断发展, 国内外对于船舶安全航行方面的研究也越来越多。然而, 目前对船舶的研究主要是针对船位和人身安全, 针对船舶航行安全实时监控方面的研究相对来说比较少。在航行过程中, 对船舶六自由度运动实行实时监控能够有效的保障船舶航行的安全, 因此, 对船舶航行安全实时监控系统进行研究是非常有必要的。从目前的技术发展水平来看, 对水域船舶交通安全监控系统的研究与开发已经取得了非常大的进步, 然而, 利用船舶的六自由度运动的船舶航行安全系统的研究目前还不成熟。对船舶航行安全实时监控系统进行研究并开发, 可以在航行过程中向该系统返回航行数据, 进一步对水中的不稳定性测控技术进行研究, 能够在很大程度上避免海上安全事故的发生, 为船舶航行的安全提供保障。船舶在航行过程中可以产生6个自由度的运动, 这6个自由度运动即为横荡、纵荡、垂荡、艏摇、横摇、纵摇, 而基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的研究与开发, 对提高水上交通安全有很重要的作用, 同时为建立安全的水路交通提高技术支持, 利用该系统能够很大程度上避免水上交通事故的发生。

2 系统的主要功能

基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的主要功能是该系统研究的核心内容, 基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统主要是为了解决船舶在航行过程中, 不能准确测定船舶的航行状态以及不能对船舶合理吃水差进行实时调整的问题, 同时可以提供在极端环境下, 船舶在航行状态下船首最优方向的数据, 从而实现对船舶航行状况的实时监控, 保证船舶的安全航行。该系统的主要组成部分主要有数据分析模型、浮体三维显示窗、实时的海上浮体不稳定状况无线传输装置、自相应提示数据库等。该系统中的实时提示主要包括航行船舶的航行方向、航行速度、横摇角度、纵摇角度等船舶的航行六自由度运动数据和航行船舶的浮体稳定性、船舶在波浪中航行时的最优航行方向的区间、船舶航行遇到波浪的周期以及遇到危险情况时的应急措施等船舶航行安全信息。

基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的界面主要包括船舶的六自由度运动和安全实时监控界面以及船舶公司的监控界面。船舶的六自由度运动和安全实时监控界面如图1所示, 它主要包括最优航行方向区间以及稳定仪和最优吃水差调整显示仪。对于最优航行方向区间以及稳定仪来说, 它的组成部分主要有安全稳定区域、警戒稳定区域、危险区域、横倾角指针、实时横倾角、优化航行方向区间;而最优吃水差调整显示仪的组成部分分为警戒吃水区、危险吃水区、可行吃水区、实时吃水差、纵倾角指针。船舶公司的监控界面如图2所示, 该界面主要由基本信息提示窗口、危险信息提示窗口、被监控船舶的模型等三部分组成。

3 系统设计方法和开发技术

本系统的设计主要是基于船舶六自由度运动的测试, 以船舶航行的过程为对象, 结合船舶航行中的自然环境, 从而获得系统研究所需要的数据。在船舶自身特性的基础上, 利用分离式船舶运动建模方法, 即MMG, 对系统进行建模, 并分析船舶在水中的六自由度运动规律, 同时对抗干扰控制技术和支持向量机 (SVM) 辨别技术加以利用, 并结合船舶实际航行过程中得到的各种数据, 研究出基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统。

该系统的运行原理为:船舶内的监视器在数据处理器的基础上对船舶的运行状态进行实时监控, 船舶航行过程中的各种数据通过数据采集控制器, 并利用WIFI或VHF发射器将船舶航行数据发射出去, 而船舶公司利用WIFI或VHF接收器来接受数据, 通过数据处理器将接收到的数据进行处理, 进而传到公司内部相应的监控设备上, 从而实现船舶航行安全的实时监控。

3.1 系统设计方法

首先要设计模拟实船实验、设计模型试验方案, 收集试验所需要的数据, 为SVM辨别提供实船试验和模型试验的输入——输出样本;其次要使系统对模型进行辨认, 将试验过程中的相应数据作为实验样本, 对船舶航行过程中的六自由度运动进行建模, 然后对船舶的运动过程进行预报, 同时将辨认结果与试验结果进行对比, 从而得出模拟试验的可行性;与此同时, 将模型辨认结果与仿真模型进行对比, 通过修改差异比较大的部分, 最终得到更加形象的仿真模型, 而这个仿真模型能够充分的考虑风速、水流速度、浮体等对船舶航行安全的影响, 从而更好的为计算机数据的处理奠定基础;再次, 在对实船进行试验和船舶模型进行试验得到的数据的基础上, 结合SVM辨别技术对相应的数据进行处理;最后, 利用ADRC等世界先进的智能控制的相关技术, 研究开发出独立于被监控船舶数据模型的智能控制方法, 从而保证该系统的有效运行, 并使之有很强的自适应性和实时性。

3.2 系统开发技术

基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的开发, 必须要掌握船舶的六自由度运动规律, 掌握船舶航行操作原理和操作技术, 从而开发出来的系统才能符合船舶航行的实际情况。该系统在开发时用到的技术主要是Visual C++编程技术、OPENGL三维动图像处理技术。而利用OPENGL三维图像处理技术主要是对系统的相关监控界面和其核心结构进行构建, 从而能够使系统界面更加人性化, 使用起来也更加方便。在开发过程中还需要实际经过分析的数据, 这些数据需要利用自主开发的船舶六自由度运动采集平台得到的数据来提供。在利用SVM辨别技术进行数据处理的过程中, 需要同时利用MMG建模技术对理论数据与经过SVM测试得到的数据进行对比分析, 主要是为了得到船舶在航行过程中的安全运行状态的区域。最后, 对于不安全状态区域要利用ADRC等智能控制技术提出相应的解决方案, 并通过相应的技术用试验来验证提出解决方案的可行性, 从而为船舶航行的安全提供保障。在该系统开发的过程中用到的相应技术, 都是建立全面的船舶航行安全实时监控系统过程中必不可少的技术, 这些技术为系统的开发提供技术上的保障。只有充分的利用好系统开发中的各种技术, 才能使船舶航行安全实时监控系统更加的智能化, 从而更好的为海上交通安全提供保障。

4 系统开发过程中需要解决的关键问题

(1) 利用SVM辨别技术对船舶六自由度运动进行数学建模时的误差情况分析。实践证明, SVM辨别技术对于小样本、非线性模型问题、多维模式辨别问题上有很强的优势, 误差很小, 然而SVM辨别技术也有它自身的不足之处, 该辨认技术不能很好的处理在线学习的问题, 在自适应方面也有不完善的地方, 同时对数据的敏感程度不够等问题。因此, 在利用SVM辨别技术进行系统开发时, 需要最大程度的克服SVM辨别技术的缺陷, 从而才能获得更加精确的船舶六自由度运动数学模型。

(2) 利用MMG建模技术对理论数据与经过SVM测试得到的数据进行对比分析时要建立一定的标准, 确定两组数据之间合理的误差范围。只有将数据的误差范围控制在一定的范围内, 才能更好的确定船舶在航行过程中的安全运行状态的区域, 从而最大程度的保证船舶航行的安全。

(3) 利用实船进行测试时数据的测定提取与实船测试成果普遍适应性的问题, 该问题对于船舶进行实际航行时数据的可行性分析有很大的影响, 同时处理好该问题, 对六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的普遍适应性和应用前景有很大的推动作用, 需要引起开发人员足够的重视。

(4) 利用模型进行试验时的尺度效应问题。模型尺度效应对船舶的操纵性有很大的影响, 因此, 在研究过程中, 要充分利用SVM辨别技术, 对实船试验的结果和用模型进行试验时的结果进行比较和分析, 从而才能更好的确定船舶操作过程中的尺度效应, 为船舶航行的安全性提供理论依据。

5 结语

随着我国船舶工业的迅速发展, 近些年来, 我国也陆续展开了对船舶航行安全实时监控系统的研究及开发。然而对于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统的研究技术还处于刚起步阶段。船舶有其自身运动的特点, 而本文主要在掌握船舶航行运行特征的基础上, 运用MMG、ADRC、SVM等技术方法, 并利用Visual C++编程技术、OPENGL三维图像处理技术, 对船舶航行安全实时监控系统进行了研究, 主要是分析了系统研究的目的背景、系统的主要功能、系统设计方法和开发技术, 以及系统开发过程中需要解决的关键问题, 在研究的基础上对系统进行开发, 可以在船舶行业投入使用, 而实践表明, 该系统有很强的实际可行性。对船舶航行安全实时监控系统进行研究, 主要是为了提高水上交通的安全性, 保证船舶在航行的安全, 从而最大程度的降低水上事故的发生率。

摘要：随着科学技术的快速发展, 船舶工业技术也在进行不断的进步。船舶航行安全是船舶行业进步的基础, 因此, 针对船舶航行的安全性进行关键技术的研究是非常有必要的。本文主要从MMG、ADRC、SVM等技术手段的角度进行考虑, 研究出基于船舶六自由度运动的船舶航行安全实时监控系统, 以此来解决船舶在航行过程中不能准确测定船舶的航行状态以及不能对船舶合理吃水差进行实时调整的问题, 该系统的研究, 也是传统的船舶航行安全实时监控技术的一次进步。

关键词：船舶六自由度运动,船舶航行,实时监控,系统,研究

参考文献

[1]张秀凤, 尹勇, 金一丞.规则波中船舶六自由度数学模型[J].交通运输工程学报.2007, 7 (03) :40-43.

[2]黄橙, 方淡玉, 李坚等.基于姿态监控的船舶航行安全监控系统研究[J].广州航海高等专科学校学报.2012 (02) :4-6.

[3]施冬梅.基于SVM的船舶航向广义预测控制[J].电气传动自动化.2010, 32 (01) :31-33, 36.

[4]朱飞祥, 张英俊, 赵莉.基于无线网络的船舶监控系统的设计与实现[J].中国航海.2008, 31 (02) :135-138.

船舶航行安全承包合同 篇2

甲：

乙：

为了确保船舶安全，更好的发展本船经济，现经甲、双方友好协商，本着自觉自愿，相互坦诚互利的原则，特制订以下船舶安全航行合同：

一、甲方以每月：叁万柒仟伍佰元人民币的（其中包括伙食费）总费用将本船的开船、机舱、水手，司务伙食等全权承包给乙方，费用甲方每月付三万元给乙方，年底停航余款全部付清。乙方及乙方聘请人员与甲方不存在劳动合同关系或雇主雇工关系。人员安全乙方自己负全责与甲方无关。

二、乙方在合同期内必须无条件服从甲方的领导，全心全意服务好本船，绝对确保本船的航行安全，同时要爱护船舶及其机械等一切物体，定期不定期的保养本船机械等。

三、乙方安排在本船服务人员不得少于五人，其中开船最少两人，机舱最少一人，烧饭一人等，中途如有人休息需有人顶班。不得在船上酗酒赌博。

四、乙方要保证本船航次，不得怠工，每月平均跑满五个航次后，每多跑一个航次提取其纯利润的五分之一为乙方奖金。

五、乙方平时要自觉配合甲方留守人员做好平时船体等方面的维护保养。

六、乙方对本船的维护修理要做到勤俭节约，能修则修，实在不行提前报于甲方购买。

七、乙方在装卸货物和抛锚期间要绝对安排有人员值班，确保船舶安全，要绝对保证船上电话通讯等畅通，要做到24小时有人在驾驶室值班接听。

八、乙方如果不按规定造成本船损失，照价赔偿。平时要自觉接受甲方留守人员监督。乙方在船舶运行过程中不按规定所遭受的罚款等处罚，由乙方自行承担。

九、甲方在合同实施过程中如发现有乙方不合适人员，乙方要及时换员。甲方有权随时清退乙方不合适人员

十、甲方所付的年承包费用肆拾伍万圆人民币内含国家规定的所有劳保福利及保险在内，望承包人自己主动办理，一切后果与甲方本船船东无关。

以上规定甲乙双方要自觉遵守，严格执行，甲方保证每月按时支付乙方叁万元，乙方保证认真履行职责，否则经济制裁并自觉接受。本合同一式两份，甲乙双方各执一份，本合同自签订之日起生效。

甲方签字：乙方签字：

航行船舶安全会遇距离 篇3

【关键词】 船舶尺度；船吸效应；安全会遇距离

船舶在会遇时，由于存在兴波，二者之间会产生船吸效应。[1] 船速越大，船间距离越短，航行船舶之间的这种船吸效应越强烈。[2] 船吸效应是海上交通事故的重要诱因之一。相关资料统计表明，95%的海上交通事故是发生在船舶相遇中的。因此，有必要研究保障船舶相遇安全的条件，解决相遇船舶正横距离问题。关于船舶相遇正横距离，国内外专家从水力学角度进行了大量的研究，也得出了一些重要结论。他们认为，相遇船舶船吸效应的大小与船速的二次方成正比，与距离成反比。因此，相遇船舶之间应保持足够的距离，以避免船吸效应而引发海上交通事故。虽然相关专家对船间距离研究较多，但这些研究往往仅停留在定性分析层面，关于船间合理间距的定量结论[3]，到目前为止尚未出现。此外，船舶航行安全受到多种因素制约，相遇船舶的安全间距不仅受到兴波的影响，同时还受到风浪、通航密度等其他因素的影响，单从水力学角度探讨相遇船舶之间的合理间距，还不能完全满足通航安全的需要。因此，有必要综合考虑各种影响因素，全面研究相遇船舶的合理间距。本文针对船间间距研究不足之处，在综合考虑各种影响因素的基础上，通过运用数理统计知识，探索相遇船舶之间的合理间距。

1 航行船舶合理间距的数理理论分析

x1和x2是正态分布的随机变量，且x1与x2二者无关联，因为一艘船偏离航道轴线与另一艘船偏离航道轴线无关。由图1可以看出：

z=z0-（x1 + x2）（1）

式中：z0是会遇船舶应保持的安全间距；z是会遇船舶的间距。

由式（1）可以看出：若z>0，即x1 + x2z0，则碰撞危险存在。令zu=z0-z=x1 + x2，则x1的正态分布函数f （x1）和x2的正态分布函数f （x2）的综合表达式为

g（zu）=（2）

将A=，B=，C=代入式（2）得

g（zu）=（3）

由于 =（4）

联合式（3）、式（4）可得

g（zu）= （5）

由式（5）可得

=（6）

式（6）表明，相遇船舶的横间距分布规律服从正态分布。因此，船舶相遇发生碰撞的概率可表示如下：

P=1-（7）

假定=v，则式（7）可以变形为

P=1-（ + ）（8）

引入拉普拉斯参数=€%O（）。由于 =0.5，最终可得

€%O（）=0.5-P（9）

从式（9）可以看出，如果在航道设计时预先给出小值概率P，则可求出相应的z0。

2 实例应用

如果在设计航道时，设定船舶碰撞的危险态势出现的概率P控制在0.005，则由式（9）可得

€%O（）=0.5-0.005=0.495（10）

根据（9）可求解得到

z0=2.58 =2.58（11）

考虑到船舶上、下水航行准确性差异不大，在此情况下，可令=。因此，由式（11）可得

z0=3.616 （12）

相关研究表明，均方差与船舶的尺度有关。通常，均方差与船舶长度L之间存在以下近似关系：

=0.000 8 L2 +0.084 L（13）

联合式（12）及式（13）可得：

z0=0.002 893 L2 +0.303 744 L（14）

根据式（14）计算得出不同尺度船舶所需的安全会遇距离（见表1）。式（14）及表1数据表明，相遇船舶的安全会遇距离z0与船舶的尺度有关，船型越大，船舶之间的安全会遇距离也越大。

3 结 语

船舶的相遇安全间距与船型尺度密切相关，船舶尺度越大，船舶所需的安全会遇距离也越大。船舶的安全会遇距离可按照概率论的相关知识求取。通过相关理论分析，可得出相遇船舶的安全间距。

参考文献：

[1] 甘浪雄.船舶在桥区安全航行可靠性分析[J].武汉理工大学学报，2003（4）：455-458.

[2] 齐传新.内河船舶运输安全学[M].大连：大连海运学院出版社，1991：158-180.

[3] 戴彤宇，聂武，刘伟力.长江干线船撞桥事故分析[J].中国航海，2002（4）：44-47.

在线监控系统在船舶航行中的应用 篇4

就目前来说, 船舶航行信息主要体现在航海信息、导航监控信息以及船舶动态通信信息这三大方面。其中, 航海信息主要是通过数字化的电子海图展示的, 它涵盖了各种海域地理信息以及各种数据的处理和显示应用, 导航监控信息则可以让船舶实现自动获取周围信息, 并以此发出相应指令的功能, 例如, 航线、航速、载货等;船舶动态通信信息主要是为了实现其与公司之间的数据交换, 它连通因特网, 充分利用一些卫星通信设备、无线通信网等信息化技术, 实现与广域网的直接数据交换, 另外, 其还可以实现点与点之间的数据交换, 例如, 船舶所在的具体经纬度信息等[1]。

二、在线监控系统在船舶航行中的实现和应用前景

(一) 电子海图。

依照国际《航海图编绘规范》, 电子海图能够精确的绘制出各个海区的总貌以及国家的各种路况信息, 而且在数字化船舶监控系统中, 利用短息模块, 可以实现各种紧急事故的报警。其中, 在航海方面, 有水深、海底光缆、灯标等要素, 而且通过智能分析, 及时发布和更新各种航海通告。例如, 利用数字化监控系统, 各个港航部门可以通过船/岸通信, 语音通信等实现工作情况下的文档传输, 完成了空间信息技术和现代通信技术的完美结合。另外, 在海湾附近, 诸如海岸性质、码头、障碍物等各种要素信息也都有所标示。总之, 利用数字化船舶监控系统可以帮助用户实现界面的一体化综合信息平台的建立。

(二) 超远程通信技术在船舶在线监控系统中的应用。

从理论上讲, 关于数字化信息监控系统的超远通信距离在180到200n mile之间, 而现代短波电台的通信距离却超出100km, 其时间段受到严重影响。因此, 利用窄带分集接收, 可以实现信号的定向输出, 增强方向区域信号场, 满足下行覆盖通信要求。

◆李欣宇黄林

和常规的无线通信相比较, 图中的分集接收方式中, DSP信号经过处理之后, 其灵敏度大约在-128到130d B之间, 保证了信号容易被解调还原。而且在具体的实施方案中要使用VHF或者是UHF频段的工作频率。关于通信特点方式, 利用频分多址技术。为了解决环境噪声大的影响问题, 方案中要实现超距离全数字基站技术, 保证信号被充分还原解调出来。注意, 空中无线速率要严格控制在9.6kbps, 基站下行功率一定要超出50W, 船台接收台要使用20W的高灵敏度接收台, 控制VHF段在50到60或者是130到160MHz之间。基站天线设在高山上, 通信距离200n mile, 海拔1000m, 基站高度200m。

在全国建设13到15个基站, 实现全部近海的覆盖。利用有线网络和方式实现因特网的连接, 建立全国总数据处理监控中心, 然后通过监控终端实现到各个用户或者是不同的海事管理部门的分散控制。在整个方案中, 假设信息量为100bit/条, 那么监控船舶数就在30—40艘/秒钟, 而且一个周期为五分钟, 一艘船舶采集一次数据, 那么计算30×60×5, 即是有9000艘船舶可以实现同时的跟踪监控[2]。

最终, 关于监控中的通话服务, 利用CELP数字压缩技术, 保证语言质量在4级以上, 这样就会占用空中速率4.8K, 那么此时监控数据将降低一半。

小结

综上所述, 在线监控系统强化了船舶航行中的调度功能, 充分实现了自动化的管理和操控, 更为精确地控制了船舶航行中的运行状况, 能够在第一时间段内发现和处理各种风险问题, 减少了不必要的损失, 降低了风险成本, 具有很好的发展前景。H

参考文献

船舶干舷对航行安全的影响 篇5

谈到什么是船舶干舷，广大船员都知道。然而，船舶干舷包括哪些内容？各有什么作用？对船舶航行安全有什么影响？有些船员不一定很清楚。本文想通俗地谈谈船舶“干舷”，弄清其涵义，真正从思想上高度重视船舶干舷的作用，以利船舶的航行安全。

一、何谓船舶干舷

船舶在航行中，为了防止波浪涌上甲板，船艏和船艉都制作成上翘形状，形成艏艉舷弧，即船中部低，船艏船艉高，且船舶大都是船中部宽，艏艉窄，船体两侧呈双向曲度的弧形，所以谓之“舷”。现在的大型船舶，船舶平行中体很长，此类特征已经不明显。船体两侧外板称为舷侧板，从船中部满载水线量至相邻水面的第一层全通甲板(主甲板)上缘，即满载水线以上未被水浸湿的舷侧板，称为干舷。船舶干舷分为最小形状干舷、强度干舷、稳性干舷三种。

二、三种“干舷”的作用

1.最小形状干舷。考虑到船舶的形状和不同的结构形式，防止船舶航行时甲板上浪，在沿船中部船舷最低处核定干舷，也是基于船舶具有一定储备浮力，增强抗沉能力决定的。在船舶适航技术条件下，船舶干舷越高，船舶的储备浮力越大，抗沉能力就越强；船舶干舷越低，船舶的储备浮力越小，抗沉能力也越弱。有些运砂船舶，受利益因素驱动，装砂时超载，甲板都上水了，甚至干舷呈负值，船舶的储备浮力消失殆尽，抗沉能力极差。这样的装载状况，遇风浪或会船时，受交会船舶的尾浪影响，船舶极易翻沉。船舶最小形状干舷还受船舶主尺度、船型系数和艏、艉舷弧度，以及甲板开口水密程度诸因素影响。

2.强度干舷。满足船舶建造规范对强度的要求，而确定的船舶设计吃水(即满载水线)所对应的干舷，称为强度干舷，船舶受载时保留这种干舷，船舶不会因强度不够造成损坏。笔者所见，有些运砂船舶，受载后，从船中部断裂沉没，亦是船舶严重超载，船舶强度干舷高度值不够所致。

3.稳性干舷。船舶稳性规范要求必须满足的干舷值，称为稳性干舷。它能保证船舶在风浪中航行发生倾斜时，具有足够回复力矩使船舶回到正浮状态，不至倾覆。

三、船舶干舷对航行安全的影响

以上三种“干舷”，有着各自不同的要求和作用，但其共同点，是必须具备一定的“干舷”高度，以保证船舶航行安全性。须指出的是，船舶核定干舷，若以上三方面确定的“干舷”值不一致时，应取其最大值来核定干舷，勘划载重线。有的船员误认为船舶勘划载重线，应以最小形状干舷为准，殊不知还应考虑“船舶稳性”、“船舶强度”两个因素。曾有船东要求验船部门为其船舶增加载货吨位，理由是现有干舷比按载重线规范计算的最小形状干舷大。他没考虑到其现有干舷恰恰是基于船舶稳性或船舶强度核定的。核定干舷应该考虑“稳性”和“强度”的要求，可见“干舷”的概念弄清楚了，在船舶配载时，就不会盲目超载，以致酿成船毁人亡的惨剧发生。

船舶航行 篇6

关键词：航段航行时间预测；BP神经网络；GPS轨迹数据

中图分类号：U694 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0064-02

1 概 述

重庆是长江上游关键的交通枢纽，是西部地区唯一与长江黄金水道相连的特大城市，为了促进长江航运业和重庆航运经济的发展，各种信息化航运系统层出不穷，航运数据量激增，但是大量数据的价值并未得到有效开发。如何最大限度地利用已有数据，提高重庆航运效率，降低航运成本，增加航运收益，是重庆长江航运新的研究热点。

首先，水上交通与地面交通存在很多相似点，因此对于航运数据的分析应多借鉴地面交通数据的分析方法。对于地面交通，浮动车系统已日趋成熟，针对浮动车系统采集的数据国内外学者进行了大量研究，其中关于路段行程时间预测，国内学者已取得了一定的研究成果。方志伟[1]以浮动车数据为基础，利用BP神经网络建立了路段平均行程时间的预测模型。罗虹[2]提出了实时公交车辆到达时间预测模型，并根据该预测模型建立了公交车到达时间预测系统。姜桂艳、常安德等[3]利用出租车 GPS数据，得到了估计精度更高的路段平均速度。

对于水上交通采集到的数据，国内学者开展的研究主要为轨迹预测。徐婷婷，柳晓鸣和杨鑫[4]提出以预测船位差实现航迹预测的思想， 并设计了基于三层BP神经网络的航迹预测模型。郭文刚[5]采用新的控制技术，对BP神经网络的船舶航迹控制进行了计算和航迹设计实现。刘锡铃，阮群生和龚子强[6]结合船载终端GPS定位数据的特点，提出了一种基于离散小波变换的数据预处理方法和一种改进的预测算法。

而针对水上交通的航段航行时间预测的研究却很少。谭觅[7]在充分利用AIS信息的基础上，提出了基于航线匹配的船舶到达时间预测算法。上文研究使用的是AIS数据，而对于船舶GPS数据利用方面，进行航段航行时间预测的研究几乎没有。本文首先对提取的船舶航行GPS轨迹数据进行预处理，得出航段航行时间数据，然后利用BP神经网络对预处理结果进行分析，设计出了时间预测模型，对船舶航行进行时间预测。

2 数据预处理

本文数据来源为重庆水上交通管理监控系统轨迹提取，为系统注册船舶发回的真实轨迹数据。重庆市水上交通管理监控系统是重庆市港航管理局委托深圳市成为软件公司开发和集成的项目。本文主要使用的是系统的船舶动态监控功能，提取船舶的经纬度、航向、速度等轨迹数据加以分析研究。

由于长江航段较长，数据量巨大，本文仅选取重庆-三峡航段的数据进行研究，其他航段的数据研究可以通过本文的方法进行类推。

数据预处理首先是对船舶GPS数据进行统计分析，将轨迹数据转化为航行数据，提取出特定航段的航行时间。然后是将船舶类型和航行影响因子量化：船舶类型字段中，1代表集装箱船，2代表滚装船，3代表化危品船；航行影响因子是对航行开始起三天内的天气情况和航行数据情况进行打分，分数为1—5分，分数越高对船舶航行的影响越大，天气数据来源为天气网，航行数据来源为重庆水上交通管理监控系统。本文示例数据，见表1。

3 基于BP神经网络的时间预测模型

该BP神经网络是典型的三层结构，如图1所示，由包含两个输入端的输入层、包含一个输出端的输出层和隐含层组成；x、y、t分别为船舶类型、航行影响因子、航行时间，x、y是模型的输入，t是模型的输出。w为输入层神经元和隐含层神经元的连接权重；v为隐含层神经元和输出层神经元的连接权重。

人工神经网络的最主要特征之一是可以学习。学习过程是通过外界输入的刺激，让神经网络的连接权值不断改变，使得模型最终的输出结果不断接近期望，本质是对各连接权值的动态调整。BP神经网络采用的学习的类型是有导师学习，学习过程，如图2所示。

本文预测模型使用MATLAB R2014b编程，隐含层有6个神经元，输出层有1个神经元，隐含层的激活函数为tansig，输出层的激活函数为logsig，训练函数为梯度下降函数，输出结果如图3所示。模型输出结果为实际时间与预测时间的比较，折线为实际航行时间，“+”表示预测时间。由图3可见，预测模型的结果误差较小，说明BP神经网络能够学会实际航行中船舶的时间规律，在船舶航行时间预测中具有实际使用价值。

4 结 语

本文分析了水上交通数据分析现状，参考地面交通数据分析方法，以船舶航行轨迹数据为基础，构造BP神经网络时间预测模型，介绍了BP神经网络的学习过程和预测结果，模型结果可以较为准确地预测船舶的航行时间，具有一定的现实意义。由于时间关系，本文存在很多不足，航行影响因子打分可以考虑更多指标进行更为细致地评估，希望在以后的学习研究中不断完善。

参考文献：

[1] 方志伟.基于浮动车数据的城市路段行程时间预测研究[D].北京：北京 交通大学，2007.

[2] 罗虹.基于GPS的公交车辆到达时间预测技术研究[D].重庆：重庆大学，

2007.

[3] 姜桂艳，常安德，李琦，等.基于出租车GPS数据的路段平均速度估计模 型[J].西南交通大学学报，2011，04：638-644.

[4] 徐婷婷，柳晓鸣，杨鑫.基于BP神经网络的船舶航迹实时预测[J].大连海 事大学学报，2012，01：9-11.

[5] 郭文刚.基于BP神经网络的船舶航迹控制技术[J].舰船科学技术，

2014，08：87-93.

[6] 刘锡铃，阮群生，龚子强.船舶航行GPS定位轨迹的新预测模型[J].江南 大学学报（自然科学版），2014，06：686-692.

[7] 谭觅.基于航线匹配的控制河段船舶航行时间预测算法研究[D].重庆：

船舶航行 篇7

杏林大桥与高集、集杏海堤之间区域, 即图1中的B-1区、D-1区, 清淤工程量约450万m3。其中, B-1区的清淤标高为黄零-6.95~-5.95m;D-1区的清淤标高为黄零-4.24m。本工程采用抓斗式挖泥船配套自航泥驳进行施工。B-1区在之前的清淤过程中已开挖至黄零-4.24m左右, 可供泥驳船通行;D-1区都是尚未开挖的滩涂, 仅有一条水道 (图1所示的集杏水道) 可供泥驳船进出。

杏林大桥与高集、集杏海堤之间区域纵深较长、施工面狭小, 仅有B-1区已清淤区及一条集杏水道可供泥驳船通行, 且集杏水道以西区域未退养。B-1区的泥驳船经B-1区可直接穿过高集海堤、厦门大桥;水道东侧的泥驳则需要先经水道穿过杏林大桥, 再穿过高集海堤、厦门大桥。

2 船舶选型及通航条件

根据厦港[2009]213号厦门港口管理局《关于厦门高集海堤开口改造工程桥及附近桥梁通航净空尺寸和技术要求的批复》:杏林大桥通航孔实际净高为7.75m, 两桥墩之间的实际净宽为43m;厦门大桥通航孔实际净高为6.49m, 两桥墩之间的实际净宽为38.6m。桥区航道标高为-6.95m (85国家高程) 。为了让泥驳船在一个潮水中能有较长的通航时间且保证一定的运泥效率, 经比选, 该区域宜采用500~1000m3泥驳船进行运泥。我司现已调遣的泥驳船舱容为800m3, 根据现场实际测量, 该船型满载吃水约3.5m, 空载吃水约2.5m, 船舶高度约11m (包括桅杆) 。根据厦门大桥与高集海堤之间的水深测图, 临时通航口泥面标高约黄零-4.5m。当泥驳船经过厦门大桥时, 考虑到船舶在进出厦门大桥时应保留起码1m的富余净空, 厦门大桥通航孔处的计算净空为5.49m。如图2所示, 以船舶高度11m, 空载吃水2.5m计算, 泥驳船只有在潮位低于黄零0.18m时, 方可空载通过厦门大桥。泥驳船在一个潮水内空载可通过厦门大桥的时间约为5h。

当泥驳船满载经过厦门大桥时, 考虑到船舶在进出厦门大桥时应保留起码0.5m的富余水深, 如图3所示, 以满载吃水3.5m, 桥下泥面标高黄零-4.5m计算, 泥驳船只有在潮位高于黄零0.5m时, 方可重载通过厦门大桥。泥驳船在一个潮水内满载可通过厦门大桥的时间约为6h。

根据以上桥梁、航道空间情况及航行安全因素考虑, 船舶航行过程中距离桥底面最少留出1m的空间作为安全距离, 故所选船舶宜为船体高度小于 (5.5+厦门大桥7分潮位航道水深) m、船宽小于30m的船舶。

3 泥驳船安全航行要求

(1) 船舶应根据当时的环境和情况使用安全航速航行 (要求顺流船舶航速不超过3节) 。

(2) 穿越、驶入航道的船舶应主动避让顺着航道行驶的船舶, 禁止抢越他船船艏。

(3) 船舶在通过各桥梁时必须有人在船头了望。随时通知驾驶台前方海域情况。航行船舶应主动使用声号、甚高频无线电话等有效手段表明本船意图, 并与有避让关系的船舶保持联系。

(4) 当两艘机动船交叉相遇致有构成碰撞危险时, 有他船在本船右舷的船舶应给他船让路, 如当时环境许可, 还应避免横越他船的前方。各船舶通过桥梁洞口时, 空载船舶应避让满载船舶。

(5) 各船舶应保持在VHF08频道守听, 注意收听厦门VTS中心播发的航行安全信息, 及时回答厦门VTS中心的呼叫和询问。

(6) 船舶在厦门VTS区域内发生或发现船舶交通事故、污染事故或其他紧急情况时, 应及时报告厦门VTS中心。

(7) 300总吨及以上中国籍船舶在厦门VTS区域内航行、停泊和作业应按规定通过VHF或其他有效手段向VTS中心报告动态。

(8) VTS中心工作频道:日常频道:08;业务通话频道:27、28。说明: (1) 不强制要求向VTS报告的船舶也要守听VHF08频道。 (2) 在08频道的通话要简短, 绝不允许在该频道聊天、唱歌、甚至干扰等违章违规行为。

(9) 泥驳航行和人员应特别注意以下几点:船员在船上值班期间, 体内酒精含量不得超过规定的标准;按规定的航路航行, 遵守避碰规则、雾航规则;按规定停泊、调头, 不追越、抢头他船;按规定显示信号和定守听航行通信;遵守航行通信和无线电通信管理规定;) 按规定报告船位、船舶动态;确保船舶不超载;确保有足够的配员、有合格的设备确保适航;必须在指定的抛泥区抛泥, 绝不能在航道内抛泥。

4 拖带抓斗式挖泥船通过杏林大桥的航行要求

(1) 所选拖船的功率必须能够匹配抓斗船的吨位, 确保拖船有充盈拖带能力。

(2) 被拖带抓斗船应确保船体水面最大高度低于桥梁最高通过点1m。

(3) 拖带时宜选择风浪小、潮流平稳、能见度较好的海况进行。

(4) 拖带时参与的各方船舶应提前做好拖带计划, 确定沟通联系方式, 统一指挥。

(5) 确保拖带缆绳的可靠性。

(6) 拖带通过桥梁开口区域时, 应确保通道无其他船舶干扰拖带航行。

(7) 自航式挖泥船应评估可通航条件航行参照以上拖带船舶的航行要求。

5 设置监控点

在开口栈桥位置设置一个监控点, 所有施工泥驳进出开口区域时应提前与值班监控点人员联系, 确认航道有无其他船舶通行, 航行船舶得到监控点人员允许后才能出行。

6 恶劣天气的防范措施

6.1 能见度不良 (雾、暴雨等)

(1) 影响厦门港及附近海域的雾多为平流雾 (在2~5月份, 特别3~4月份是出现雾日的高峰期) , 厦门港的雾持续时间一般从17~18时至次日上午8~9时频率较高, 雾的消散时间以10~12时雾消散频率较高。

(2) 雾航时各船要按照规定, 使用安全航速极其谨慎地驾驶。有任何疑虑时应将航速减到能维持其航向的最小速度, 必要时应把船完全停住, 直到碰撞危险过去为止。

(3) 雾中航行, 两船相遇若有碰撞危险时, 没有直航船、让路船之分, 两船均应及早采取避免碰撞的行动。

(4) 遇海雾或能见距小于2海里时, 所有航行船舶应按规定备车、开启雷达及航行灯、鸣放雾号, 严格使用安全航速行驶, 加强值班和了望, 谨慎驾驶, 保持甚高频无线电话16、08频道守听, 适时发布本船航行动态。能见度恶劣、航行条件复杂时, 应择地抛锚, 并按要求鸣放雾号, 警示它船注意, 以策安全。

(5) 港口海域能见距不足1000m时, 泥驳船舶停止进出港航行。

6.2 防强风、防浪涌要求

(1) 当风力 (平均风力) 达到7级时, 泥驳船应中止海上施工船舶作业及水上活动项目。

(2) 当风力达到8级以上, 泥驳船应启动防台预案, 进入指定锚地做好防台准备。

摘要：在水网发达的地区需要跨越众多的等级航道, 建设众多桥梁, 对桥区通航安全造成一定的影响, 应做好通航安全保障措施, 确保船舶航行的方便与安全, 实现“水域更清洁, 通航更安全”的目标。本文分析了高集海堤开口改造影响区工程中船舶穿越桥梁安全航行施工要求。

船舶航行 篇8

目前对层冰破坏机理的研究是一个较前沿的课题, 冰力预报方法多是基于试验的回归公式, 国内现在尚处于研究的起步阶段[1]。但是经验公式并不能反映层冰的破坏过程, 所以有必要研究层冰的破坏过程:岳前进 (2003) [2]等人通过试验结果观察得到冰与锥体作用破坏过程, 建立确定性的冰力函数, 该研究反映了国内初步对层冰破坏机理的探索, 函数中部分参数需要通过实验获得;何菲菲 (2010) [3]结合弹性力学理论和最小势能原理, 提出了破冰船破冰载荷的理论计算公式, 该方法只考虑了层冰的弯曲破坏。

国外对船舶在层冰中冰力预报的研究起步比国内早得多, 用数值方法进行冰力预报都是基于不同的层冰破坏模型的, Lau.el (2006) [4]基于DECICE计算船舶在冰中的运动, 将层冰近似成三维弯曲板元件研究层冰的破坏, Biao Su (2011) [5]运用压毁和弯曲失效模型, 模拟了船舶的连续破冰, 得到船舶局部冰载荷分布情况。这些方法中建立层冰破坏模型都要考虑破冰过程的理想化假设、层冰破坏的失效形式、冰力的成分分析、船体与冰接触边缘的几何条件等。

1层冰破坏模型

冰力预报时数值方法不仅可以计算冰阻力还可以描述破冰过程, 这就需要对层冰的破冰过程进行研究讨论, 建立合适的层冰破坏模型。

1.1连续破冰过程的理想化假设

冰力是一个随机力, 船舶运动也决定了冰力的大小, 冰载荷的变化外因是冰况的变化, 内因是接触形式和破冰形式的变化, 船冰相互作用的研究对建立可靠的数值方法预报冰载荷起着关键作用。在层冰中操纵船舶时, 主要由船艏部分冲破冰层, 回转操作时, 冰的边缘与船肩、船侧频繁接触, 相对于弯曲来说, 冰的压毁也是不可忽略的冰力重要组成部分, 所以船舶回转运动时受到的破冰力远比直航运动时多。

船舶穿过层冰的过程可以概括为船体破冰—推动冰这个过程:船与第一块冰接触即开始发生压毁现象 (如图1) , 压毁力随着面积的增加而增大, 直到垂向分力足够大使得冰发生弯曲破坏, 发生弯曲失效的冰片会沿着船侧向下滑动 (如图2) , 断裂的冰片在船周围产生了升力, 这些升力是由于水与冰的密度差引起的。浮冰从冰片上掉落后, 船的前进迫使它们在冰的边缘旋转, 直到与船平行, 而后浮冰开始下沉, 沿船体滑行到无法与船持续接触。在一些船体的部位, 尤其是首部和两侧倾斜角很大 (接近垂直) , 压毁可能是唯一的破坏模式。

船冰的相互作用表现为重复的接触-断裂-翻转的过程和破冰开始后一直伴随着的冰在船体周围的滑动和下沉, 所以船舶受到冰的作用力随着时间的变化理想化曲线如图3所示。随着船艏与船肩不断爬上冰面, 冰阻力从零开始增加到冰能承受的最大破坏力时层冰破裂, 随着冰的破裂, 冰阻力从峰值衰减为零, 随后船在与冰没有接触的情况下航行很短暂的一段时间直到下一次与冰接触, 这一过程反映了冰力变化的一个周期

1.2层冰中船舶连续破冰过程的冰力成分

冰力预报时需要考虑组成冰力的成分有哪些。海冰与倾斜结构物相互作用时大多发生弯曲破坏, 当船舶艏部的倾斜度越大时船舶更容易冲上海冰, 此时层冰与船体相互作用时主要发生弯曲破坏。如果对极地航行船舶破冰过程进行简化, 船舶首部虽然具有一定倾斜度, 但是首柱倾角较大, 不仅要考虑海冰发生弯曲破坏产生的破冰力、破坏的碎冰脱离冰排变成浮冰块, 浮冰块沿着船舶下沉产生的下沉力, 还要考虑破冰过程中伴随着压毁失效产生的破冰力。其中海冰的挤压-断裂过程和冰块的滑动发生在水线处;海冰的翻转与下沉过程发生在水线下。冰块的滑动与船冰之间的摩擦因素有关, 属于滑动摩擦力, 计算冰块的翻转力即求取冰块的附加质量, 这两部分力占比例小可忽略不计。所以建立冰力计算数学模型时, 船冰相互作用中冰力可近似由破冰力和下沉力组成, 其中破冰力分为弯曲失效引起的弯曲力和压毁失效引起的压毁力

1.3船舶几何形状简化

船冰接触时的冰载荷由船体与冰的接触边缘间的几何条件决定, 直线航行时主要是船舶首部与层冰接触, 与层冰破坏密切相关的船舶几何参数有首柱倾角, 入水角, 船舶回转过程中船冰接触部分集中于水线处, 层冰的破坏还与平行中体长度有关, 所以在层冰破坏模型中需要这些参数进行简化, 经验公式中简化时首柱倾角, 入水角取平均值[6]。

2小结

本文讨论了冰力预报时层冰的破坏模型, 基于对破冰过程的理想化假设, 分析了连续破冰过程的冰力成分和层冰破坏形式等。本文的分析基于一定的简化与假设, 为了更能反映船舶实际在冰中航行的复杂过程, 还需要进一步研究更接近实际破冰过程的冰与结构作用的破坏机理以提高冰力预报精度。

参考文献

[1]刘禹.内河破冰船艏部型式研究[D].哈尔滨工程大学, 2010.

[2]岳前进, 毕祥军, 于晓, 等.锥体结构的冰激振动与冰力函数[J].土木工程学报, 2003, (2) .

[3]何菲菲.破冰船破冰载荷与破冰能力计算方法研究[D].哈尔滨工程大学, 2011.

[4]Lau M.Discrete element modeling of ship manoeuvring in ice[J].2006.

[5]Su B.Numerical Predictions of Global and Local Ice Loads on Ships[J].Department of Marine Technology, 2011.

船舶航行 篇9

关键词：船舶岸电 政策标准 变频 节能减排 绿色港口

0 引言

近年来，美国、欧洲等国家对节能减排、环境保护工作的重视程度越来越高。靠港船舶使用岸上电源系统供电，可作为减少港口环境污染问题的一项重要技术，已经在国外一些港口实际应用。船舶在靠港期间，主要利用船上自身携带辅机来满足船舶自用电需求，辅机发电主要依靠燃料油（重油或柴油）。燃油辅机在发电的过程中，会排放包含氮氧化合物（NOx）、硫氧化合物（SOx）、挥发性有机化合物（VOC）和颗粒污染物（PM）在内的污染物，对港口空气及水域造成了很大的污染，同时辅机发电会产生较大的噪音，严重影响附近居民及船员的工作和生活。

船用岸电技术是船舶在停泊码头期间停止使用辅机，而改用岸上电源供电，从而获得其泵组、通风、照明、通讯和其他设施所需电力。

根据上海市环境监测中心数据显示，在上海市大气污染物排放清单中，国际航行船舶是船舶排放的首要来源，其排放占船舶排放比例达90%以上。尤其是停泊靠岸期间，因使用发动机所产生的污染排放给本市空气质量环境改善带来很大压力。转而使用岸电后，其NOx排放将减少99%，颗粒物排放也只相当于辅机发电时的3%～17%。所以在上海港大型船舶应用岸电技术，对于保护港区、市区的环境意义重大，可为未来“绿色港口”建设和发展做出巨大贡献，同时对于船方来讲，靠港后使用岸电可降30%的低燃油消耗成本，其经济效益显著。

1 国内外岸电技术发展历程

1.1 国外岸电技术发展

2000 年，瑞典哥德堡港第一个在渡船码头，设计安装了高压岸电系统。此项技术使得船舶靠港期间污染物排放减少了94%～97%，在欧盟引起了广泛关注。随后欧盟的主要港口，如荷兰鹿特丹港，比利时安特卫普港等集装箱码头，以及泽布勒赫港、哥德堡港等客滚或渡船码头也陆续应用了岸电技术。

2001 年，美国朱诺港首次将岸电技术应用在豪华邮轮码头;2004 年，美国洛杉矶港将其应用在集装箱码头100 号集装箱泊位上;2009 年，美国长滩港首次将其应用在油码头。据不完全统计，截止到2014 年，全世界使用岸电技术的港口约有40 多家，而岸电的应用也从最初的滚装码头、集装箱码头及邮轮码头，扩展到了油轮码头和天然气码头等。国外主要应用岸电技术的码头如表1 所示。

表1 国外主要应用岸电技术的码头

码头类别 港口所在地

邮轮码头 北美：朱诺港、温哥华港、西雅图港、圣弗朗西斯科港、洛杉矶港、圣地亚哥港、新泽西港等

欧盟：哥德堡港、威尼斯港等

客滚船或渡船码头 欧盟：泽布勒赫港、哥德堡港、科特卡港、吕贝克港、凯米港、奥鲁港等

集装箱码头 北美：洛杉矶港、长滩港、旧金山港、鲁伯特

王子港等

欧盟：鹿特丹港、安特卫普港等

散货码头 北美：洛杉矶港等

油码头 北美：长滩港等

天然气

码头 韩国：LNG天然气码头

1.2 国内岸电技术发展

国内港口的船舶岸电技术研究尚处于起步阶段，2009 年

以来国内多个港口已建立船用岸电试点性工程。

2009 年青岛港招商局国际集装箱码头有限公司首先完成了5 000T 级内贸支线集装箱码头船舶岸电改造，但该系统仅针对内货船只，且应用面较窄;2010 年3 月，上海港外高桥二期集装箱码头运行移动式岸基船用变频变压供电系统，其主要是针对集装箱船舶，且工程规模较小;2010 年10 月，连云港港口首次将高压船用岸电系统应用于“中韩之星”邮轮;2011 年11 月—2012 年1 月，深圳港招商国际蛇口集装箱码头先后安装了低压岸电系统与高压岸电系统;目前福建港，宁波港、天津港等国内一些港口码头也正在进行船舶岸电系统的建设和试验。国内主要应用岸电技术的码头如表2所示。

表2 国内主要应用岸电技术的码头

港口 电压等级 供电频率/Hz 供电容量

青岛港招商局码头 低压380V 50 131.6KVA

上海外高桥码头 低压440V 50/60 2MVA

连云港港 高压6.6KV 50/60 2MVA

深圳蛇口集装箱码头 低压440V

高压6.6KV 50/60 5MVA

2 国内外岸电政策及标准

2.1 国外岸电政策及标准

随着各国对环境污染的日益重视，美国、欧洲各国、国际组织对船舶排放也相继出台了各项政策：

（1）美国加州是率先颁布法律限制船舶污染排放的国家。加利福尼亚州于 2009 年生效对船舶减排的法规，法规要求自 2014 年1 月1 日起50%的船舶使用岸电并每年依次递增，到2020 年1 月1 日达到80%的船舶使用岸电目标。目前世界上只有美国加州对船用岸电做了强制性规定。

（2）欧洲许多国家也出台了鼓励船舶采用岸电的措施。欧盟 2006 年建议港口提供船舶岸电或含硫0.1%的燃油，《EU Directive 2005/33/EC—2010》法令规定从2010 年开始船舶在靠港以及在内河流域船舶建议使用船舶岸电。

（3）2012 年，国际电工委员会、国际标准化组织、电气和电子工程协会3 家联合发布了国际标准IEC/ISO/IEEE80005-1，即《在港设施第一部分：高压岸电系统一般要求》。该标准对高压岸电系统的 3 个部分组成（岸基供电系统、船岸连接系统、船舶受电系统）从系统组成的设备和要求、保护系统的配置、安全联锁的实现方式和设备、船岸等电位连接的实现方式和设备、岸基供电系统的供电电制和电能质量、船岸连接设备的组成和对连接设备的特殊要求等方面进行了非常详尽的规定。除此之外，还对高压岸电系统首次应用和日常保养应进行的检测项目分别进行了规定。该标准的出台对于船用岸电技术的发展起到了积极的促进作用。

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2.2 国内岸电政策及标准

随着国内环保意识的增强，各地政府的重视，船舶岸电技术应用与日俱增，交通运输部也组织制定了相关的标准规范。

2012 年7 月4 日，交通运输部颁布并实施的《码头船舶岸电设施建设技术规范JTS155—2012》和《港口船舶岸基供电系统技术条件JT/T814—2012》，其主要是针对船舶岸电系统的岸基部分进行的一般性的规定，并提出“新建集装箱码头、干散货码头、邮轮码头和客滚船码头，应在工程项目规划、设计和建设中包含码头船舶岸电设施内容”的强制要求。总之，规定较为宽泛，但具体的工程实施难以做到有章可循。

2012 年7 月，交通运输部发布了JT/T815—2012《港口船舶岸基供电系统操作技术规程》，尝试对船舶岸电系统日常运营管理从工作流程和应履行的手续等方面进行了规定，但由于该标准的出台主要针对连云港船舶岸电系统的情况，缺乏普适性，且随着船舶岸电技术的不断发展，该标准的借鉴价值值得商榷。

2011 年5 月，中国船级社发布了《船舶高压岸电系统检验原则》。该原则为现阶段国内船舶安装岸电系统入级检测提供依据，并为国内船舶岸电的设计、产品制造、建造改造提供船基设施标准，且为安装上船的高压岸电设备检验和发证。

3 船舶岸电电源系统介绍

船舶岸电电源系统主要由码头岸上输配电系统和船舶自身岸电转换系统两大部分组成如图1所示。

图1 岸上输配电系统 船舶自身岸电转换系统

3.1岸上输配电系统

我国港口使用的岸电是380V/50Hz，而深水航行的大型船舶使用的电力为440V/60Hz，该系统主要功能是将国内电网50Hz电源转换成船用60Hz电源。目前，岸电变频电源有2种结构方式。

第一种：变频电源→正弦波滤波器→电力变压器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波，而后经正弦波再经电力变压器调整到需要的电压。由于正弦波滤波器的电感量很高，因此要求系统中配置的电感器尺寸也很大，从而影响了系统整体效率，而目前业内厂家实测的电子静止式岸电变频电源，整体效率仅有85%左右。

第二种：变频电源→波形预处理电感器→逆变输出变压器与输出滤波器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的SPWM波，而后经电感器对波形进行预处理并校正，滤波逆变器所产生的高次谐波分量。再输入到逆变输出变压器预输出滤波器对波形进行二次处理并进行调压，达到输出正弦波和需要的电压。由于对波形进行二次处理，第一次波形预处理不需要很高的电感量，仅需要较小尺寸的电感量就能达到目的。第二次波形处理在逆变变压器预输出滤波器中进行，逆变变压器是专门为逆变技术而设计匹配的，具有变压和电感双重功能的一种新技术变压器，加上交流滤波电容器，构成一种高频陷波器，所以具有很高的效率，经生产厂家整体效率实测高达93%～5%。目前，国内船用变频电源大多采用该方式。

3.2船舶岸电转换系统

船舶岸电转换系统由一套高压电力转换设备组成，主要包括插座盘、岸电与船电并电的转换开关及相应的保护装置等。由船东负责规划，并安装于船上供连接岸电用。当船舶停靠港口时，由该系统连接岸上供电系统，停止船上发电机群运转，以岸电提供停泊期间所需的电力。以美国替换航海电力系统为例AMP（Alternative Maritime Power System）为例，目前开发的AMP系统含有下列主要设备：电缆卷轮以承载连接岸电电缆及接头（cable reel）;

电缆卷轮控制箱（cable reel control box）;高压岸电连接盘（high voltage shore connection panel）;岸电供电盘（shore incoming panel）;替换航海电力管理系统（amp management system）。

AMP 系统在船舶停泊时连接岸上供电系统后，由管理系统主导船电的电力管理系统，控制船电的电压、相位和频率等，调整至与岸电的特性相匹配时即执行两电力系统的短暂并联运作，随即执行负载转移的操作，完成供电的交替。

4 使用岸电的意义

近几年，随着节能减排、绿色环保等要求的不断提高，国际上许多港口管理部门已经开始采取措施减少废气排放，控制港口污染，实施船舶靠港使用岸电，就是其中重要的一项。既有较好的节能减排效益，又能够有效降低硫化物、氮氧化合物以及噪声等污染，减少温室气体的排放。据不完全统计，每年1000吨级以上的各类船舶在我国港口靠泊装卸货物期间消耗的燃油约300万T，如果改用岸电，全国每年可减排二氧化碳900多万T、减排二氧化硫约10万T、减排氮化物约20万T，这无疑对全国节能减排工作具有极其重大的意义。

5 上海港岸电政策

2015年7月28日，上海市人民政府批准同意市交通委、发展改革委和市财政局等部门共同研究制定的《上海港靠泊国际航行船舶岸基供电试点工作方案》（以下简称工作方案）。该方案已由上述三个部门联合印发实施。

根据《工作方案》，上海市将通过节能减排专项资金与港口建设费，共同支持国际集装箱码头和邮轮那头投资建设和使用岸基供电设施，支持范围包括岸电设施建设费、电力增容费、船舶使用岸电所致的电差差价和运行维护费。

为制定这一《工作方案》，上海市发展改革委会同市交通委、市财政局等部门历时半年调查研究，先后研究比较了美国洛杉矶港、德国汉堡港、上海洋山港、深圳蛇口港等国内外情况，并多次与上港集团、吴淞邮轮码头、上海电力公司、同盛电力公司、中远、中海等相关企业充分沟通，在此基础上，对支持政策进行了多方面比较，提出本市补贴方案：

（1）对岸电设施建设费用将按照投资额给予30%的节能减排专项补贴，并由港口建设费给予1：1的配套补贴。

（2）对电力增容费将由电力公司减半收取，并由港口建设费补贴10%。

（3）为了避免相关设施“建而不用”，对建设补贴的申请条件作了前置要求，在以往项目竣工验收即可申请补贴的基础上，增加了“使用岸电的船舶艘次需达到具有接电设施船舶靠泊艘次的60%”的使用比率要求。

（4）考虑国际油价波动将影响船舶使用岸电的积极性，为更加充分合理地引导船舶企业使用岸电，设定了“油电联动”补贴标准调整机制，在全额补贴基本电价的基础上，对电度电价实行与新加坡普氏船用油价挂钩，动态调整、定额补贴。此外，为进一步提高港口企业投资建设岸电设备的积极性，还将根据岸电设备的用电量对相关维护费用给予0.07元/千瓦时的补贴，同时鼓励码头所在区县给予配套政策支持。

目前，上海市洋山冠东码头和吴淞邮轮码头已启动岸电建设工作，大型远洋集装箱船舶有望在年内实现中国境内靠港使用岸电。今后，使用岸电基供电的码头和船舶都将进一步扩大范围。

6 结语

综上所述，上海港靠泊国际航行船舶使用岸基供电在技术上是可行的，具有良好的生态效益和发展前景。因此，应进一步开展港船之间的协作，共同进行技术论证，制订相应的技术规范，实现港口供配电和船舶电气之间相互补充衔接，逐步新建或更新大型船舶和港口的岸电电源设施，推动上海港靠泊国际航行岸基供电的实际应用并进一步扩大。

参考文献

[1]袁庆林，黄细霞，张海龙.港口船舶岸电供电技术的研究与应用【J】.上海造船，2010，（2）：35-37

[2]郑永高.船舶电气工艺与操作【M】.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2005

[3]周 南.船舶使用岸电系统简介【J】.船舶设计通讯，2007，2（3）：10-12