极端水位下长江中游船舶交通流组织研究
长江是横贯我国东西部的物流大通道,依托长江经济带共建航运物流中心是“十二五”期间的重要战略规划。但受全球变暖影响,长江中游洪、旱灾害频发,极端洪枯水位现象的出现频率上升、持续时间延长,加之长江中游河道弯曲,浅滩众多,导致该地区船舶阻塞现象越来越严重,对长江航运物流效率、成本等造成重大影响。因此,本文研究极端水位下长江中游船舶交通流的特征和控制方法,以减轻或消除持续极端水位导致的船舶通行瓶颈,提高航运效率、提升长江物流通道的通过能力。<br>  本研究主要内容包括:⑴结合船舶交通流的定义和行为特征,在阐述船舶交通流参数和基本模...
长江是横贯我国东西部的物流大通道,依托长江经济带共建航运物流中心是“十二五”期间的重要战略规划。但受全球变暖影响,长江中游洪、旱灾害频发,极端洪枯水位现象的出现频率上升、持续时间延长,加之长江中游河道弯曲,浅滩众多,导致该地区船舶阻塞现象越来越严重,对长江航运物流效率、成本等造成重大影响。因此,本文研究极端水位下长江中游船舶交通流的特征和控制方法,以减轻或消除持续极端水位导致的船舶通行瓶颈,提高航运效率、提升长江物流通道的通过能力。
  本研究主要内容包括:⑴结合船舶交通流的定义和行为特征,在阐述船舶交通流参数和基本模型的基础上,研究长江中游船舶流的到达规律、速度分布、密度分布等时空分布特征,并分别论述极端洪水和极端枯水位下的船舶交通流特征。⑵通过假设和比拟,推导出基于欧拉方法的船舶流运动微分方程,构建定流量模型、线性关系模型和考虑粘性的非线性多段式关系模型等船舶流参数关系模型;运用集结波理论,分析极端水位下一般情况、分时段放行和汇入汇出船舶流的船舶集散波模型,基于线性速度-密度关系建立船舶阻塞范围和持续时间的计算模型,并进行算例分析。⑶从控制的本质、流程和策略等方面介绍船舶交通流多港口协调控制理论;结合极端枯水位下船舶交通流控制原理和影响因素,对船舶流进行时空离散化处理,设定排队约束条件和控制目标,建立单向多港口协调控制模型;结合单港口和多港口两方面,研究基于模糊神经网络的模型算法,并进行算例仿真分析。⑷结合极端洪水位下船舶交通流的控制原理和影响因素,通过改进控制策略的时滞性、影响范围、汇入船舶流的总降低量、排队约束等,建立基于改进Bottleneck算法的双向多港口协调控制研究模型,得到影响区域内控制港口的位置和改进的调节率,并进行算例仿真分析。⑸结合元胞自动机的定义和基本构成,说明元胞自动机模型应用于船舶交通流控制仿真的可行性和需要解决的问题;基于船舶跟驰规则、船舶安全间距等建立长江中游船舶跟驰模型;在分析系统逻辑结构的基础上,构建元胞和元胞领域模型,分析边界条件,确定相关演化规则,建立船舶交通流多港口协调控制仿真模型,并对仿真过程进行模拟。
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作者: 刘瑶
学科专业: 物流管理
授予学位: 博士
学位授予单位: 武汉理工大学
导师姓名: 张培林
学位年度: 2014
语 种: chi
分类号: U697.31 U692.3
在线出版日期: 2015年9月25日