三峡库区船舶通航环境预警模型与算法研究

本项目主要研究三峡库区船舶通航环境预警模型与计算问题。三峡大坝建成后，库区水位、库岸、气候等均对船舶航行安全造成新的影响，主要表现为航道条件变化大、库岸滑坡体增多、团雾多发等，而库区环境因素在船舶预警中需要处理的数据又大多具有较强的模糊性和多维性。课题首先分析库区通航环境对船舶交通安全的影响，利用多维矩阵分析理论对船舶通航环境的演化计算模型实现多维矩阵表达和计算机仿真；在预警建模上采用国际通行的路径分析模型和偏最小二乘（PLS）算法，针对目前模型公式缺乏统计稳定性和模型计算收敛速度太慢等问题，给出稳健的模型计算公式，找到最佳迭代初值，提高PLS收敛速度；结合三峡库区船舶通航环境实际，建立相应的多层路径模型，完成预警模型的算法研究。本项目力图解决三峡库区船舶通航环境预警模型和算法这一基础性问题，对三峡库区船舶通航环境预警软件开发，进而在不同通航环境条件下船舶安全预警系统的推广具指导意义。

本项目主要研究三峡库区船舶通航环境安全预警技术，重点为模型和算法问题，已按计划完成研究任务。三峡大坝建成后，库区水位、库岸、气候等均对船舶航行安全造成新的影响，主要表现为航道条件变化大、库岸滑坡体增多、团雾多发等，而库区环境因素在船舶预警中需要处理的数据又大多具有较强的模糊性和多维性。三峡库区船舶通航环境预警机理研究的开展以及相应的预警模型的建立，既是保障库区的通航安全与保护环境的必由之路，也是更好实现库区可持续发展的重大需求。对指导三峡库区海事安全保障工作，增强海事管理机构的综合应急和救助能力，保障库区经济发展和社会稳定具有深远的意义。.课题首先开展了多次实地调查和问卷调查，通过提炼三峡库区通航环境对船舶交通安全的影响要素，运用聚类分析法对三峡库区船舶通航环境危险源进行了分类，提出了4个分类方案；利用多维分析理论分别对三峡船闸船舶过闸碰撞事故风险、库区船舶通航环境、三峡库区船舶通航环境安全管理等进行了危险性分析；结合三峡库区船舶通航环境实际，建立三峡库区船舶通航环境预警的结构方程模型，分别就4个方案展开测算，采用国际通行的偏最小二乘（PLS）算法，针对目前模型公式缺乏统计稳定性和模型计算收敛速度太慢等问题，给出了稳健的模型计算公式，找到最佳迭代初值，提高PLS收敛速度，完成预警模型的算法研究。具体研究成果见报告正文及公开发表的研究论文、专著。.本项目力图解决三峡库区船舶通航环境安全预警模型和算法这一基础性问题，对三峡库区船舶通航环境预警软件开发，进而在不同通航环境条件下船舶安全预警系统的推广具指导意义。