[發明專利]一種用于橋梁的通航風險評價方法在審
| 申請號： | 202010427371.3 | 申請日： | 2020-05-19 |
| 公開（公告）號： | CN111553016A | 公開（公告）日： | 2020-08-18 |
| 發明（設計）人： | 孔憲衛;張慶河;紀超;陳同慶;王晨陽;張帥;李延偉;李曉松;郝媛媛;張磊;曲徑;楊宗默;干偉東;李曉星;黎國森;李華國;王義安;馬殿光;康蘇海 | 申請（專利權）人： | 天津大學;交通運輸部天津水運工程科學研究所 |
| 主分類號： | G06F30/13 | 分類號： | G06F30/13;G06F30/15;G06Q10/06 |
| 代理公司： | 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101 | 代理人： | 李鳳 |
| 地址： | 300350 天津市津南區海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 橋梁 通航 風險 評價 方法 | ||
1.一種用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，建立船舶運動數學模型，基于船舶運動數學模型，將橋梁的設計尺寸、通過船型、橋梁區域風流航行條件和船舶流量作為船舶與橋梁相撞的風險因素，建立船舶與橋梁相撞概率數學模型；建立對應船舶與橋梁相撞概率的通航風險分級標準，應用船舶與橋梁相撞概率數學模型評估橋梁的通航風險。
2.根據權利要求1所述的用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，建立船舶的運動坐標系，取船舶上一點為運動坐標系原點，Ox軸垂直于船舶中橫剖面，指向船首為正，Oy軸垂直于船舶中縱剖面，以指向右船舷為正，Oz軸垂直于水線面，指向龍骨為正，建立船舶運動數學模型如下：
式中，mx為船舶的x軸方向附連質量；my為船舶的y軸方向附連質量；m為船舶質量；u為船舶在x方向的速度；v為船舶在y方向的速度；r為船舶在繞z方向的轉首角速度；XH為不包括慣性力的x方向船體水動力；YH為不包括慣性力的y方向船體水動力；NH為不包括慣性力的z方向船體水動力；XP為螺旋槳產生的x方向力；YP為螺旋槳產生的y方向力；NP為螺旋槳產生的繞z方向力矩；XR為船舵產生的x方向力；YR為船舵產生的y方向力；NR為船舵產生的繞z方向力矩；XWD為風產生的x方向力；YWD為風產生的y方向力；NWD為風產生的繞z方向力矩；Xc為流產生的x方向力；Yc為流產生的y方向力；Nc為流產生的繞z方向力矩；Iz為船體對z軸的轉動慣量；Jz為船舶的慣性矩；為船舶在x方向的加速度；為船舶在y方向的加速度；為船舶在繞z方向的轉首角加速度；xc為船舶中心在x軸上的值。
3.根據權利要求1所述的用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，根據船舶船型尺度參數，將船舶分為大型尺度船、中型尺度船和小型尺度船三類，對建立的船舶運動模型進行修正，使船舶特性符合國際海事組織《船舶操縱性臨時標準》的要求。
4.根據權利要求1所述的用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，采用統計分析方法和數學模型方法，建立船舶與橋梁相撞概率數學模型。
5.根據權利要求4所述的用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，基于AASHTO規范算法，建立船舶與橋梁相撞概率數學模型如下：
P＝N×PA×PG；
式中，P為船舶碰撞橋梁的概率，N為年通過橋區水域的船舶數量，PG為船舶碰撞橋梁的幾何概率；PA指船舶通過橋區水域時偏離正常航行路線的概率；
PA的函數表達式如下；
PA＝BR×RB×RC×RXC×RD；
式中，BR為偏航基率，RB橋位修正的系數，RC為平行于航中線的縱向流速的修正系數，RXC垂直于航中線的橫向流速的修正系數，RD為船舶的交通流密度修正系數；
幾何概率PG基于船舶運動數學模型及統計分析方法獲得。
6.根據權利要求5所述的用于橋梁的通航風險評價方法，其特征在于，通過以下方法建立幾何概率PG的模型：基于船舶運動數學模型，綜合風、流的作用，以仿真試驗得到的船舶航跡帶中心位置為均值，以試驗樣本計算結果為均方差，建立幾何概率PG的模型。
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