跨海大桥桥墩避碰系统的研究【开题报告】

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1、毕业设计开题报告电子信息工程跨海大桥桥墩避碰系统的研究一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义舟山跨海大桥（又名舟山大陆连岛工程），是国家高速公路网甬舟高速公路(G9211)的主要组成部分。跨海大桥由浙江省交通投资集团投资建设，起自舟山本岛的329国道鸭蛋山的环岛公路，经舟山群岛中的里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛至宁波镇海区，与宁波绕城高速公路和杭州湾大桥相连接。舟山跨海大桥跨4座岛屿，翻9个涵洞，穿2个隧道，投资130亿元。然而舟山跨海大桥在建设过程中却曾经发生过三次轮船撞桥或擦桥事故。2008年3月27日凌晨1时15分，台州籍货轮“勤丰128”与

2、正在建设中的金塘大桥发生撞击，导致桥面上的两块箱梁断裂塌落，其中大部分直接砸向货轮的船尾，船上4人死亡，多人受伤。这一事故使得大桥施工被迫暂停。2009年1月6日10点30分左右，桃夭门大桥被违规行驶的江苏连云港籍“信旺6号”工程船擦碰，大桥钢箱梁底部局部被擦损。幸好，大桥仍正常运行。2009年11月16日下午，载有约3000吨钢板的韩国籍货船“马克”号发生走锚，擦碰金塘大桥一处非通航孔两侧的E31和E32两座桥墩，最终在宁波镇海海域冲滩。经舟山市政府、东海救助局、宁波海事局等有关部门全力搜救，船员全部脱险。这一事故虽然对大桥损害不大，但是原定于11月22日的

3、通车仪式由于考虑到安全原因被迫取消。造成事故的原因比较多，其中人为错误居第一位，设备故障占第二位，天气恶劣造成的事故占第三，可见船撞事故基本上不是管理部门所能控制的。为了提高船舶运输的安全性和经济性，为了促进了航海自动化技术的发展，人们进行了对船舶自动避碰方法的研究。船舶自动化中最重要组成环节之一就是船舶驾驶的自动化，从船舶驾驶自动化技术的研究成果来看，避碰系统是其中的一个薄弱环节，而这一环节与船舶的航行安全有着直接的联系。舟山跨海大桥横跨进出宁波舟山核心港区主航路，更是外国籍化工船进出宁波舟山核心港区的主通道。目前仅通过金塘大桥主通航孔的船舶日均流量就达26

4、0艘次，随着宁波舟山港总体规划的实施，今后几年宁波舟山港将迎来又一个发展高潮。但该海域海水流态复杂，海上全长18.27公里的金塘大桥共布有水中桥墩511个，其余约16.27公里长的非通航孔桥墩均位于原繁忙的通航水域内。如果不加强防范措施，桥体仍存在被撞的很大可能。船舶避碰工作迫在眉睫。随着船舶的数量逐步增加与交通密度和危险货物的装载量不断增加，海损事故时有发生，严重威胁海员和的生命安全和船舶的航行安全。在船舶间、船岸间通信之间存在局限性：常规的VHF无线电话，人工操作费时，且不能及时掌握对方操船意图，常因延误宝贵的时间而酿成海难事故。船舶导航、避碰用的雷达AR

5、PA有一定的大汉避碰功能，但存在着受气象、海况及地理环境等的局限性，往往在一些狭水道、船舶密度大及气象海况恶劣时，显得无能为力，有时甚至失去实用价值。传统的避碰方式是使用雷达/ARPA导航系统进行观测并根据历史航迹标绘方法做出避让决策的。它多采用来自雷达的信息，通过雷达的历次历史数据推算出ARPA的矢量图。与AIS相比，雷达的数据精密度低，耗费时间多，使用ARPA进行标绘要经过一段时间才能判断出其它船舶的操作意图。在船舶拥挤的水域，ARPA跟踪物（如船舶、岸标、灯标等）的能力有限，对物标的矢量显示需要1-2min，稳定显示需要显示3min，每3秒更新一次，对它

6、船的方位变化在它船大幅度转向后1-2min才能测出。同时雷达与ARPA提供的信息受到外界因素的干扰，ARPA本身还存在盲区，对于弱小回波可能探测不到。船舶、交通、环境出现了新的状况、原有的通信导航设备存在局限性，开始难以满足新的需求，AIS便在这样的背景下应运而生。AIS可以在20nmile范围内能够自动准确无误的提供和接受对船舶航行安全十分有价值的信息。 据国外有关部门在1999年作的统计和预测，AIS的发展虽然比ECDIS（电子海图显示与信息系统）起步晚十年左右，但它的发展速度已大大超过了ECDIS，今后若干年将保持这种发展趋势。从IMO的规定方面来看，A

7、IS的强制配备要求将先于ECDIS，新的SOLAS公约修正案已经在2000年底被正式通过，这就意味着2002年7月1日将进入配备AIS的设备的实施阶段。SOLAS74公约的88年修正案对公约的第四章（无线电通信）做出了重大的修改，提出了航运界人所皆知的GMDSS计划。GMDSS计划的实施给航运界和各个管理部门带来的影响是巨大的。将要实施的AIS系统，在设备的规模和费用上虽然比不上GMDSS，但其对船舶航行安全和航行安全的管理的作用是十分重要的，发展的规模和前景是非常广阔的。 目前，AIS尽管在技术上存在一定的问题，但AIS的出现改善了航海者的工作环境，提高了航

8、行安全，并且能在电子海图上可视化显示所