1、毕业论文开题报告航海技术基于AIS的跨海大桥避碰预警系统研究一、选题的背景与意义杭州湾大桥是世界上目前最长的跨海大桥，是同江三亚国道主干线沿海大通道跨越杭州湾的最便捷通道。大桥起于杭州湾北岸的海盐县郑家埭，跨越杭州湾宽阔海面及南岸滩涂后上岸，迄于宁波慈溪市丰收闸北约3KM处，全长36KM。杭州湾大桥跨越嘉兴港、杭州港等通海航道，大桥北岸有嘉兴港海盐港区、乍浦港区，南岸有上虞港，上游钱塘江内有杭州港。杭州湾跨海大桥水域是外海船舶进出嘉兴、海盐港区、秦山核电站和上虞、杭州的必经航道，水上交通比较繁忙。仅秦山核电站的重件码头，当前月吞吐能力就超过10万吨。此外，由于北岸的海陆联运优势，使得杭州、湖州
2、甚至苏南的货物都从海盐港转运，比如杭钢集团从澳大利亚、巴西进口的铁矿石就是从海盐“下船”再“坐车”去杭州的。自跨海大桥建成后，所有这些货物都得从大桥下经过。为方便船舶通航，大桥设置了南、北两个主通航孔其中南通航孔为3000吨级双向航，通航净空高度31米；北通航孔为10000吨级双向通航，35000吨级单向通航，通航净空高度47米。大桥建成后,水面上将增加很多桥墩,船舶通航将受到大桥通航孔高度和宽度的限制。桥区水域通航环境的改变,一方面,给进出于杭州湾各港口的船舶航行安全造成较大的影响,另一方面,通航船舶也给大桥的安全形成威胁。根据调查统计,国内船舶与桥梁发生碰撞事故的情况时有发生。例如武汉长江
3、大桥建桥近40年来共被撞70次以上,其中最严重的一次是打桩作业船因超高而碰撞大桥钢梁的事故；南京长江大桥从1968年10月25日长江707吊拖船队第一次碰撞大桥8号墩起,到1995年7月8日，长江21011轮碰撞8号墩止,共发生重大撞桥事故25起。其中1990年7月29日,大庆412轮满载成品油4424吨擦碰大桥5号墩,最为惊心动魄；黄石长江公路大桥在建造施工过程中已发生6次航行船舶碰撞施工作业船舶和4号钢围堰的事故,其中最严重的要数1993年5月15日21时45分,长江02012轮顶推9艘驳船载重9000余吨下水撞上4号土墩双壁钢围堰及其上的靠船构件及附属设施,造成经济损失近500万元。而对
4、于杭州湾，2006年8月11日12时30分，新加坡籍“沥青快车”轮在嘉兴港联检锚地锚泊时发生走锚，在杭州湾跨海大桥B27与C1处桥墩之间与大桥发生碰撞。杭州湾跨海大桥水域地形开阔，大桥所在水域流急、浪高、潮差大，通航条件较差，而且船只多、运输量大，锚泊船舶和通行船舶受风浪流的影响较大，容易导致船舶撞上大桥桥墩。特别是在台风、大潮汛时,更容易发生走锚、失控等事故,加上小型船舶由于船舶性能、船员素质、管理重视程度、船舶数量等多方面原因,很容易发生事故或事故苗子为保证杭州湾大桥的船舶通行安全，宁波海事局于2008年颁布了杭州湾跨海大桥通航安全管理规定，对船舶在该区域的航行、锚泊、作业及安全保障做了一
5、些规定，但是对于有效的防止船舶撞击大桥的网络系统并没有建立。基于上述情况，建立一个有效防止和减少杭州湾跨海大桥被船舶碰撞的的系统是相当有实际意义的。联系现代电子导航系统AIS（船舶自动识别系统）的功能以及现在AIS在港口管理中的应用，本文提出基于AIS的跨海大桥避碰预警系统进行初探。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1本文研究的基本内容首先，阐述杭州湾跨海大桥目前的地理、水文和通航状况，举例说明杭州湾大桥有被碰撞的风险。其次，对AIS系统的特点及其监控和预警功能进行介绍，对以AIS为基础的避碰预警监控系统的建立做出初探，并试着建立模型。最后，对该系统的可行性进行分析和总结。2拟解决的主要问题
6、（1）系统分析跨海大桥的桥墩结构分布和船舶通航情况，熟悉并掌握宁波海事局对于跨海大桥的安全管理有哪些规定。（2）整合AIS所提供的各种船舶静态数据和动态数据，掌握AIS网络系统在避碰和海事安全管理中的应用。（3）如何建立避碰预警的模型或者是原理。三、研究的方法与技术路线主要用文献研究法，通过查阅大量与大桥避碰和AIS监控方面的相关的文献、期刊和网页，结合国内外相关研究成果，对资料进行归纳和整理。根据所掌握的资料，对于将要研究的重点问题进行分析和探索。本文通过杭州湾大桥水域通航状况和碰撞风险为背景，综合AIS所提供的各种数据，将AIS在海上避碰和港口监控中的功能重新用于大桥的避碰，以建立一个新型
7、的大桥避碰预警系统为目的，然后通过实际分析和总结判断其可行性。四、研究的总体安排与进度201011201224撰写文献综述、开题报告201012251231毕业论文开题论证201111114修改开题报告、文献综述并定稿20111152011124收集资料，完成外文文献翻译稿，并撰写并完成毕业论文初稿。20111252011224资料收集，修改论文2011225交二稿2011221322毕业实习，同时调研、进一步收集资料并修改论文。2011428确定终稿，连同毕业实习相关材料上交指导教师201142954准备论文答辩材料201158毕业论文答辩五、主要参考文献1李锋防止船舶碰撞杭州湾大桥的安全管
8、理对策水运管理，2006年2宁波海事局杭州湾跨海大桥通航安全管理规定3耿宁谈AIS的基本概况及应用中国水运，2010年4何跃盛，张仁颐杭州湾水域AIS通信网络的构建中国水运，2007年5兰培真，韩斌等基于AIS的港口船舶引航系统的研究中国航海，2007年6李丽娜AIS在船舶自动避碰系统中的应用船舶工程，2010年7李亮基于GPS_AIS_VHF的船舶实时动态监控系统武汉理工大学硕士论文,2007年8耿波，王君杰等桥梁船撞风险评估系统总体研究土木工程学报，2007年9王宁桥梁防船撞保护系统山西建筑，2009年10彭丽丽基于AIS的船舶智能避碰专家系统的研究中国新技术新产品,2010年11王韬,任
9、超西,谷京朝民用雷达实现的桥梁防撞系统设计现代电子技术,200312GOERLANDTFLORIS,KUJALAPENTTITRAFFICSIMULATIONBASEDSHIPCOLLISIONPROBABILITYMODELINGRELIABILITYENGINEERINGANDSYSTEMSAFETY,20119110713LIU,CHANGSTUDYOFAISCOMMUNICATIONPROTOCOLINVTSICSPS2010PROCEEDINGSOFTHE20102NDINTERNATIONALCONFERENCEONSIGNALPROCESSINGSYSTEMS,2010V1168V1171
