文档介绍：该【2海上交通工程第二章 】是由【小屁孩】上传分享，文档一共【42】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【2海上交通工程第二章 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..第二章海上交通调查第一节海上交通调查概述海上交通工程(rafficengineering)在西欧通常被称为海上交通研究(rafficstudies)或船舶交通研究(Vesseltrafficstudies)。研究,就是探求事物的真相、性质、规律等。因此,进行海上交通调查、了解和掌握海上交通实况就成为海上交通工程或海上交通研究的起点和基础。海上交通是一个早已存在的客观事实。海上交通工程的任务或海上交通研究的目的并不是创造一种新的交通形式,而是改善现存的交通或促进未来交通状况的好转。因此调查研究、掌握实情自然成为非常重要的、不能绕过的第一步工作。1/36:..第二章海上交通调查一、调查目的海上交通调查(rafficinvestigation)的基本目的是采用一切有效手段收集海上交通的基本数据并随之进行统计分析和理论研究,以便从宏观上和微观上了解和掌握海上交通的实际状况、基本特征和一般规律。其具体目的在于:(1)发现妨碍海上交通安全和效率的因素;(2)寻求改善海上交通的办法与措施;(3)检验引进新的海上交通设施、规则和系统的效果;(4)积累预报未来海上交通状况的数据资料;(5)为建立交通流理论模型提供基础资料,等等。2/36:..第二章海上交通调查二、调查项目海上交通调查的项目,即定性与定量表征海上交通实况和船舶行为的基本要素,主要有下列各项:(1)船舶密度分布(Distributionofship‘sdensity);(2)航迹分布(Distributionoftrack);(3)交通流(Trafficflow);(4)交通量(Trafficvolume);(5)船速分布(Speeddistribution);(6)船舶到达规律(Timepatternoftrafficflow);(7)船舶领域(Shipdomain);(8)交通容量(apacity);(9)会遇率(Encounterrate);(10)避碰行为(Behaviorsofcollisionavoidance)。3/36:..第二章海上交通调查船舶密度分布和航迹分布反映了海上交通的空间分布即船舶运动组合的空间特性。在这两者基础上可以抽象出交通流概念及其模型。交通流图式与船舶到达规律则反映了交通流的空间分布与时间特性。船速分布反映了船舶运动变化的特点。交通量和交通容量反映出航路处置船舶交通的能力和实际情况。船舶领域、会遇率和避碰行为是在船舶交通的空间分布基础上抽象出的船舶行为概念及其模型与规律。4/36:..5/36:..6/36:..7/36:..--2非正常天气时的锚地船舶分布状况8/36:..第二章海上交通调查三、调查工作海上交通调查工作包括收集海上交通原始数据、确定数据处理方法和目标、具体处理数据三部分。对通过各种交通调查获得的数据进行处理,主要采用概率与数理统计方法。由于通常采用定时摄影的方法观测记录海上交通的原始数据,而将原始数据换成值数据时工作量很大且十分麻烦,故这种工作现在大都借助于专用仪器设备和电子计算机进行。9/36:..第二章海上交通调查四、调查方法从收集海上交通原始数据的方法看,海上交通调查方法主要有下列几种:(1)海上交通观测(rafficobservation)(2)查阅港口船舶记录与统计报表;(3)问卷调查(Questionairetechnique)实际上进行一次全面的海上交通调查工作,单凭上述一种调查方法是不能获得足够的、准确的和可信的数据的。一般是将几种调查方法结合起来进行调查。海上交通观测是主要的和基本的调查方法。它是收集海上交通宏观数据即所谓船舶运动组合数据的直接手段。航海模拟器试验和发放调查表则是辅助性的调查方法,其对海上交通微观数据即所谓船舶行为方式数据的收集最为方便。10/36:..第二章海上交通调查第二节海上交通观测海上交通观测是交通调查最常用最基本的方法。因为交通观测是对海上交通实况进行实时的调查,所以获得的数据较为可信。它是获得交通量、交通密度、交通形式和船舶速度等原始数据的唯一方法。通常所说的海上交通调查主要指交通观测。在岸基雷达站或船舶交通管理系统普遍设立的今天,世界各发达国家港口和主要水道都处于监测雷达的覆盖范围之内,因而海上交通观测已成为日常工作,长年累月24h不停地进行。海上交通观测一般又可分为视觉观测、雷达观测和航空摄影三种方法。11/36:..第二章海上交通调查一、视觉观测视觉观测方法的特点是简单易行,特别是适合观测狭窄水道、港口进出口水道和沿岸水域中的船舶交通。在这些地点也往往建有永久性的观通站或信号台。视觉观测(Visualobservation)的另一特点是能正确识别船舶的名称、级别(吨位大小)、种类和国籍等,因而可以获得统计各类船舶通过水道或观测数据线的交通量的基本数据。由于肉眼分辨力很好,因此天气良好时可以观测到很小的船舶,并可将船位接近的许多船舶一一辨认出来。然而,视觉观测也有不少缺点,如不能获得航迹分布和速度分布等数据及在夜间特别是能见度不良时难以甚至不能发现船舶等。因此,视觉观测是一种基本的和补充性的调查方法,至今仍常常被采用。在日本,许多海域由于地理条件适合,因而视觉观测应用较为广泛。也可根据实际情况在停泊或航行中的船舶上,甚至在空中(飞机上)进行视觉观测,主要用于识别来往船舶。12/36:..第二章海上交通调查二、雷达观测雷达观测(Radarobservation)是海上交通观测方法中最主要的方法。其优点是观测范围大,可以随时确定各船舶在雷达覆盖区内的确切位置,因而可以获得交通量、交通密度、交通形式、船舶速度、船舶会遇和避碰行为等各类原始数据,还可以记录到船舶碰撞事故发生的整个过程。雷达观测基本不受天气条件影响,可在日夜和任何能见度条件下进行。雷达观测也有不足之处,如无法识别船舶,受距离和方位分辨力的限制,还受各种干扰回波的影响。在扩大观测范围时,往往探测不到小船的回波,两个目标回波接近再分离时难以区分,等等。雷达观测的实践证明:当利用3cm标准船用雷达进行海上交通观测时,若量程大于10nmile则难以发现500总吨以下的小船,即使减小量程,存在海浪和其他干扰时也难以发现小船。虽然在获取某一区域内大船的交通量或密度数据时,探测不到小船似乎关系不大,但是若想观测这些大船的行为方式,则不能不了解该区域内小船的数目、分布和动向,因为它们的存在势必对大船的操纵行动产生影响。13/36:..第二章海上交通调查一般来说,使用标准船用雷达进行海上交通观测,采用12nmile量程()可以获得2000总吨以上的船舶的可靠资料,如观测区域内大船的位置分布和各自船舶之间的相互影响。若采用6nmile或3nmile量程,分辨力更高,可观测到水道中船舶动态,必要时还可进一步减小量程。但必须注意到,在能够观测到小船活动的同时观测区域减小,作为统计样本的船舶总数减少,这对统计结果的可信度不利。当然,利用先进的大型岸基雷达进行海上交通观测要比利用船用雷达好一些,前者的覆盖范围和分辨力都优于后者。有些重要水道和港口建立了雷达台链,覆盖范围更广,如减小量程将进一步提高分辨力。这些岸基雷达站本身属于船舶交通管理系统的一个组成部分,因此,在观测海上交通的同时可利用VHF通信及船舶报告系统等手段识别雷达覆盖区域内各船舶的船名、吨位、种类和国籍等基本情况。然而,岸基雷达的监测范围毕竟有限,在大海上,特别是需要调查各种大小船舶的交通情况时,还需派船前往具体海域并利用船用雷达进行交通观测。14/36:..第二章海上交通调查三、雷达观测记录在利用雷达观测方法调查海上交通时,记录原始数据(各船舶回波在各个时刻的位置数据)的方法主要有4种。,可按固定时间间隔直接读取各船舶回波的方位距离,并随时记录在事先预备好的海上交通调查数据表格上。这种方法可及时解决回波辨认问题,获得的数据可直接用于统计分析,所花经费少且简单方便。但是,观测水域内船舶多时则来不及读取数据;即使船舶数目少但24h连续观测几天,也增加观测人员的工作负担。,按固定时间间隔标绘各船舶回波的位置点。这种方法也是在船舶密度小的情况下才能采取的。因为观测人员只需标绘回波位置点,所以工作负担较轻。这种方法也比较经济,但后续数据处理工作比直接观测记录方法麻烦一些。15/36:..(Time-lapsecamera)或摄影机直接对雷达显示器的图像进行摄影是目前采用的先进的记录原始数据的方法,尤其被岸基雷达台站采用,见下图。雷达荧光屏图像照片16/36:..第二章海上交通调查摄影的时间间隔1~3min不等。考虑到小目标的回波不是在每次扫描中出现的,故采用的曝光时间为三次扫描时间,摄影获得的照片(正片)记录了同一时刻各船回波的位置,这在人工标绘中是难以做到的。拍摄的胶卷用放映机放映时可形象逼真地显示海上交通的实况。雷达图像摄影的不足之处是经济花费大且后继数据处理工作量大,同时辨认互相接近随后分离的目标回波及干扰也比较困难。现在国外已有连接数据处理电子计算机的专门用于分析胶卷图像数据的随机进倒片胶卷析像器设备(essfilmscanner)。它可自动处理胶卷上一幅幅照片上的雷达回波数据;在遇到回波识别的难题时可召唤操作人员前来解决。国内已有采用AutoCAD处理雷达图像照片的做法。,在岸基雷达台站中可将雷达信息直接输入到交通信息处理电子计算机系统中。然而,这种方法的缺点是受雷达设备性能和效率的限制,回波识别和自动跟踪上有问题,同时对计算机的信息处理程序要求很高。17/36:..第二章海上交通调查四、航空摄影在观测广大区域内的船舶交通时,为了获得船舶密度的数据或协助船舶识别,常利用飞机在空中飞行观测海上交通情况并用摄影方法记录原始数据,见下图。由于飞机位于海面相当高的高度,故可根据某一时刻的照片推定几小时后的海上交通情况。这种方法耗资很大,只在重大海上交通调查中使用。例如,在英、法两国政府于1979年9月联合进行的为期7天的英吉利海峡中段海上交通调查中,双方每天都出动飞机进行空中摄影。港口船舶交通的航空摄影照片18/36:..第二章海上交通调查五、交通观测点位置选择适当的海上交通观测点位置对于获得足够与准确的原始数据是很重要的。观测点位置视观测区域和观测项目的具体情况可选用岸边观测点、静止船舶观测点、航行船舶观测点及空中观测点等。(信号台)上。这些台就是对船舶交通进行管理或负责管理船舶交通的,并具有观测设备,从地形上说也适合交通观测。岸边观测点一般用于观测狭窄水道、沿岸水域和港口水域的海上交通情况。。观测船还可根据需要移动观测点的位置以获得较好的观测数据。但要注意,观测船的存在可能会影响来往船舶的航线和行为方式,故观测船的停泊地点尽可能让开船舶****惯航线,譬如锚地或其他不大会影响原有海上交通形式的位置(见后图)19/36:..第二章海上交通调查静止船舶交通观测地点的选择20/36:..,如在某一区域内的定班客、货船上进行雷达观测。这种方法的缺点是在处理数据时要将相对运动的数据转换成真运动的数据;由于观测点所在船舶的航向和航速不太稳定,故数据转换工作量大且麻烦,获得的数据精确度较差。德国学者曾在一艘从德国远航东南亚的远洋船上设观测点,用雷达图像摄影记录方法收集有关船舶会遇的大量数据并取得一定的研究成果。21/36:..第二章海上交通调查六、海上交通观测实例1978年,满载的巨型油船“(AmocoCadiz)”号在英吉利海峡的法国西北部沿岸水域偏航触礁,致使近25万吨原油溢出而造成空前的特大海洋油污事故。为此,法国立即采取修改韦桑(Ushant)岛外的分道通航制等措施,使大型油船航线远离法国海岸。同时,法国政府和英国政府召开海上安全联席会议并决定对英吉利海峡的船舶交通进行调查研究。在此背景下,英国国家海事研究所(NMI)和法国运输研究所(IRT)于1979年9月10日至17日在英吉利海峡中部进行了为期7天的海上交通观测。22/36:..第二章海上交通调查当时决定采用船用雷达做定点观测。英国派一艘水产供应船“米朗达(Miranda)”号锚泊在斯达角(Startpoint)以南32nmile处,利用雷达摄像记录系统标绘过往船舶航迹并在可能时识别船舶。法国派一艘军舰“瑟伯利(Cybele)”号锚泊在英吉利海峡灯船附近执行同样的任务。两船的雷达都在12nmile距离档上工作。法国另派2艘快速巡逻艇和1艘海关艇按顺时针方向识别过往船舶(夜间用探照灯)。法国还利用瑟堡(Jobourg)的海岸雷达进行船舶交通观测。英国则在格恩济岛(Guernsey)、斯达角和波特兰岬(BillofPortland)这三处设立了机动雷达站进行海上交通观测。装在雷达荧光屏上的是摄像机,在7天观测中连续不断地以时距方式(Time-lapse)进行摄像记录。在观测期间,雷达站值班人员就能分析已完成的录像带。23/36:..第二章海上交通调查船舶通航密度的资料由英国皇家空军的火神式轰炸机在英吉利海峡中央从韦桑岛正西至多佛尔海峡的上空6km高度上飞行观测并摄影。飞行从第一天中午12时开始,每隔12h进行一次。英国还两次出动海岸警卫队飞机进行空中观测与识别。该飞机在米朗达Miranda所在区域共飞行36h,在其所拍摄的高质量照片上能显示出船位、日期和时间。法国空军和海关的巡逻飞机每天在韦桑岛附近上空进行3h的空中观测和识别。贝里角(BerryHead)的英国海岸警卫队和布里克萨姆(Brixham)的船舶代理行提供了一些有关船舶识别和船位的有用资料。英国军舰“Crighton“号提供了波特兰附近的船舶识别资料。船舶识别工作还通过船舶报告系统(MAREP)进行。24/36:..第二章海上交通调查1979年英国、法国海上交通观测地点25/36:..第二章海上交通调查七、海上交通观测技术的发展视觉观测是最基本的也是最原始的交通观测手段,但对于远距离、交通流量大的水域,仅靠视觉观测是不够的,因此,用雷达进行交通观测成为自20世纪60年代以来海上交通观测主要的技术手段。此外,照相、摄影、录像、红外线、计算机数据处理技术、航空摄影等也被用于这一领域。以下几个不同时期交通观测的例子可以反映这方面技术的发展历程。20世纪60年代中期至70年代初,日本的藤井等人在京滨运河研究船舶领域和交通量时,用视觉观测、雷达观测和照相三角测量法观测研究了该水域的船舶交通。20世纪70年代末,英、法两国在英吉利海峡中部进行了大规模的交通观测,除使用雷达外,还动用了飞机航空摄影。20世纪80年代中期,日本在东京湾用航空摄影进行了交通观测。26/36:..第二章海上交通调查早期进行雷达观测时,用照相方法解决了数据记录问题,但是,随之而来的数据整理工作则很重。20世纪80年代中期,人们将计算机技术用于雷达数据处理。日本学者提出了利用计算机改善海上交通观测数据处理方法的技术方案。我国的金一丞等人提出采用AutoCAD分析和处理雷达图像。20世纪90年代,人们采用数字化仪器设备进行雷达图像资料的整理,其过程是将计算机支持的图像数据录入设备,将图像数据离散化,用该设备专门的数字录入工具将离散化的点逐一录入计算机,然后,利用必要的数据处理软件进行船舶交通分析。20世纪90年代,装备了雷达数据处理装置的船舶交管中心在世界上很多重要的港口和水域被建立并运行。这种雷达数据处理装置完全可以用于交通观测和数据积累。1998~1999年,朱军等人在天津、烟台、青岛和成山头水域用交管中心的雷达进行了交通观测调查,并用雷达数据处理器储存和重放雷达图像,还利用打印机打印了部分雷达图像和数据。当时进行的“锚地中锚泊船舶位置概率分布模型的研究”主要就是以这种观测数据为基础的。27/36:..第二章海上交通调查进入21世纪,有关利用交管雷达观测数据研究海上交通的报告时有发表。例如,英国的PhilBelcher2002年8月发表了多佛尔海峡近距离追越的分析报告。日本使用雷达车进行海上交通观测已有多年。雷达车从外表看上去与普通的小客车没有什么不同,只是车顶上多了一个雷达天线,但是,车内却装备了雷达发射、接收、显示和雷达数据处理设备,以及通信等设备,可以将雷达车开到指定的地点进行交通观测。从最近几年国内外有关船舶交通观测的研究报告看,船舶交通观测仍以视觉和雷达观测为主,雷达数据处理器等计算机技术被广泛应用于交通调查数据的整理和分析。随着VDR、AIS技术的推广和应用以及国际上的强制性要求,利用这些新技术手段收集船舶交通数据和资料将成为更便利、有效的方法。28/36:..第二章海上交通调查第三节查阅资料和发放调查表一、查阅资料海上交通观测方法只能获得几天的海上交通实际数据,并以此为统计样本进行统计分析研究,从而给出表征海上交通实况的各种结果。对于长年累月的有关船舶交通数据如某年、某月通过某一水道的船舶总数(交通量)就无法得知。要得到这种数据就要查阅港口各类船舶记录与统计报表等资料。政府海事管理部门、港务调度部门、航运部门和交通管理部门等都由于本职工作的需要常年记录与自己任务有关的各类船舶交通数据。查阅这些资料并以相同内容的资料交叉检核,便可获得较为准确的数据。例如,一艘船舶从海上进入某一港口,从事运输业务,需要与船舶代理、海事、引航、海关、检疫、边防检查、通信管理等部门打交道、办手续,因而可以确切地了解这一船舶的船名、吨位、种类、国籍等基本数据,以及它在何时进入锚地、何时通过港口入口水道等一系列交通数据。此外,船舶的航海日志上也记录着有关船舶交通数据,如航线、船位、锚位和会遇避让行动等。总的来说,查阅报表、记录是海上交通调查的一种补充性方法。29/36:..第二章海上交通调查以下是20世纪80年代我国沿海港口船舶交通管理系统等级划分研究项目中查阅资料的工作提纲。有关港口船舶交通、交通事故和交通环境的资料及其来源归纳如下,同时对抄录资料的方法也做了说明。:海事局、港务局船名—用中文填写;国籍—中国籍船填所属单位;船舶种类—货船、油船、客船、客货船、工程船、拖带船;船长—最大长度;船宽—最大宽度;抵(离)港时间—用年、月、日、时、分()表示;抵(离)港最大吃水—船舶抵(离)港时,船首、船中、船尾吃水中最大值;货类—进、出港时船所载货,要求写明危险品货种、油类(原油、汽油等)、散货类(矿、煤、小麦等)。30/36:..:海事局、港务局航道最大(小)宽度—对应设计、推荐水深的航道的最宽(窄)处的宽度;最小水深—对应设计航道中最浅点的水深(注明基准面);最大转向角(°)—在实际航行(引航)时,船转向的最大角度;转向点数—在实际航行中,转向角大于10°的转向点数;天然/人工航道—航道是否需要进行维护疏浚;禁锚地段数—由于航道底铺设水线、电缆等禁止抛锚的区段个数;限制航速—航道中,对航行船所限定的航速;限制高度—跨过航道的架空桥、电缆等所限制的水上高度(注明基准面);助航设施—现有用于航道航行、导航、定位的助航设施,如陆标、灯塔、浮标、雷达应答器、无线电导航设施等。31/36:..:海事局船速—发生事故之前其航行速度;船舶种类—客船、货船、客货船、油船、工程船、军用船、拖带船、非机动船;装载情况—空载、半载或满载;能见度—事故发生当时的能见度;时间—年、月、日、时、分;地点—事故发生的地点;伤亡—指明受伤多少人,死亡多少人;损失金额—折算***民币的总损失金额;事故种类—碰撞、搁浅、触礁、浪损等;事故原因—操纵技术原因、故意行为、VHF通信问题、港规问题、航行资料问题、助航设施问题、船舶故障、水文资料等。32/36:..:海事局、港务局锚地名称—海图上标注的名称;位置—锚地中心的经、纬度;大小—锚地的面积;最小水深—锚地中的最浅点水深(注明基准面);设计容量—锚地设计锚泊船舶数量的最大值;锚地用途—检疫、装卸、防台、危险品船停泊、军用船停泊等;对锚泊船要求—锚地对锚泊船种类、载货、尺度等具体规定要求。33/36:..:海事局、港务局能见度—按大于3nmile、1~3nmile、1~(单位:天);降雨天数—降雨量大于25mm的月累积天数;风力—按蒲福风级大于6级、大于8级、大于10级的月累积天数来填写;台风影响—受台风影响而停产防台、抗台的月累积天数(按24h折算1天);冻港/最低气温—冻港的月累积天数(或无冻港的)/月最低气温(°C);观测点—气象观测的站址、台址,用经、纬度表示;一港多点,则要分别抄录。34/36:..第二章海上交通调查二、发放调查表向广大海员发放调查表也是海上交通调查的一种方法,主要用于收集有关船舶行为方式的原始数据。这些数据可能被用来研究大洋上航行船舶的避碰行为,但无法通过海上交通观测方法收集或短期观测获得的数据太少而不能作为统计研究之用,故需海员将这些实际采取行动的具体数据填在调查表上提供给海上交通研究人员。有些是表达海员意愿和看法或通常****惯做法的数据,也只能通过填表方式来提供或收集。发放调查表虽是一种获取原始数据的经济易行的方法,但也存在一些缺点:在填写海员实际采取行动的栏目时,事后回忆的数据不一定准确;在回答有关他们意愿的问题时,可能会按教科书的内容叙述而不反映他们实际特有的****惯行事的但似乎不知正确与否的真实观点。在设计调查表时,特别要注明准确的填写方法,宁可不填留空,也不随意填写记忆模糊或根本不清楚的栏目。为了解调查对象的真实意见,调查表采用无记名方式。调查栏目应尽可能详细准确,最好让调查对象回答“是”或“否”,或选择表中列出的几种可能的答案或情况,或只填写具体数据,从而避免模棱两可似是而非的叙述性回答。实际采用的调查表见后表。35/36:..第二章海上交通调查海上避碰实况调查表(1987)公司名船名船舶种类船舶总登记吨位注:;;。36/36:..第二章海上交通调查在海上交通研究中,也常常向专家学者海员和交通管理人员发放调查表,征求对某一水域船舶交通状况与船舶交通管理状况的意见和建议。值得注意的是,通过这种征询调查所获得的定性和定量数据只是被调查人对交通状况的主观评价,而不是交通状况。在交通流管理措施的规划阶段,常进行OD调查。OD调查,取自英文单词Origin(起始点)和Destination(目的地)的第一个字母,即起讫点调查。OD调查的目的是调查收集水域内船舶运动资料,并推算出未来的交通量,为交通规划的研究提供基础数据。此外,航路的新设或改建设计以及航运设施的确定等,也需应用OD调查。OD调查的方法种类很多,主要方法为问卷调查法。衡量这种方法调查效果的一项指标是表格的回收率,即回收的有效表格占发放表格总数的比例。一般认为,回收率大于20%时,方为有效。OD调查成果的整理与分析工作非常繁重,通常采用计算机来处理。调查成果的表达方式有表格和图两种。37/36:..38/36:..第二章海上交通调查下表是OD表的一种例子。该表既反映出流量,又反映出流向。例如,在一段时间内,由神户驶往明石海峡的船舶有100艘,由明石海峡驶往神户的船舶有82艘,该区间的交通量为182艘。同一时间内,由大阪驶往神户的船舶有135艘,由神户驶往大阪的船舶有136艘。OD表39/36:..第二章海上交通调查下图为OD交通量图的一个例子。40/36:..41/36:..思考题?1、概念:海上交通调查?2、海上交通调查的目的和项目?3、海上交通调查的方法?4、海上交通调查应查阅的资料有哪些??(港口航道资料、海事资料、锚地资料)?5、海上交通观测的方法?6、如何选取海上交通观测点的位置?42/36