油田群水域船舶交通组织方案研究

发布时间：2020-11-18 01:59

　　 随着“海洋强国战略”的提出,为提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,建设海洋强国,国家对海洋石油资源的开发也进入了蓬勃发展的新阶段。但海上油田平台的建设,尤其是固定式平台,作为海上固定碍航物,影响了船舶航行的习惯航路,增加了水域通航环境的复杂程度;同时,作为高风险水工设施,船舶一旦与之发生碰撞,造成的环境污染和经济损失不可估量。为缓解海洋石油开发与船舶通航之间存在的矛盾,本文以东营海域油田群水域为例,进行了船舶交通组织研究,旨在规范油田群水域船舶交通流,提高油田群水域船舶通航效率,降低油田群水域船舶通航风险,从而保障船舶航行与平台作业安全。首先,分析油田群水域通航环境,建立了油田群水域船舶通航环境模型,包括交通环境模型和水工设施模型。其中,交通环境模型依据船舶交通流特征分析结果,确定了油田群水域研究代表船型和船舶交通组织端点;水工设施模型依据水工设施的坐标及尺度信息,通过ArcGIS和MATLAB建模,明确了油田群水域水工设施的分布情况。其次,考虑船舶穿越油田群航行的实际情况,将船舶失控漂移模型进行改进,建立了平台通航安全距离计算模型,考虑平台、船舶、环境、时间等定量参数以及风向、流向等变量参数,计算了代表船型在油田群水域不同风向、流向组合下的平台通航安全范围,得到了代表船型的平台通航安全距离。再次,基于船舶交通组织的目的,考虑船舶通航效率和船舶航行安全因素,确定了目标函数和约束条件,建立了油田群船舶航路优化模型,设计了航路优化模型求解算法,计算得出了代表船型在不同交通组织端点下的优化航路。最后,参考船舶交通组织的一般模式,设计了油田群船舶交通组织方案,包括交通组织规划方案和交通组织保障方案。交通组织规划方案主要通过整合油田群现有规划航路和代表船型优化航路,以船舶定线制中设置推荐航线的方式规范了穿越油田群水域的交通流。交通组织保障方案主要根据油田群的通航需求及现有应急能力,结合该水域无VTS系统覆盖的实际情况,确定了各类保障资源的组织与配备。油田群船舶交通组织方案的研究和设计,为降低油田群水域船舶通航风险、进行船舶定线制的深入研究提供了基础,同时也为类似水域船舶交通组织规划和保障研究提供了解决思路。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U692.3
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 油田群通航安全
        1.2.2 船舶交通组织
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 油田群水域船舶通航环境建模
    2.1 油田群通航环境建模思路
        2.1.1 油田群通航环境特征
        2.1.2 油田群通航环境模型
    2.2 油田群交通环境模型
        2.2.1 油田群交通环境概况
        2.2.2 油田群交通环境建模
    2.3 油田群水工设施模型
        2.3.1 油田群水工设施概况
        2.3.2 油田群水工设施建模
    2.4 本章小结
第3章 油田平台通航安全距离计算
    3.1 平台船舶通航安全距离计算模型
        3.1.1 安全距离计算建模原理
        3.1.2 安全距离计算模型建立
    3.2 平台船舶通航安全距离计算
        3.2.1 定量参数设置
        3.2.2 变量参数设置
        3.2.3 安全距离计算
    3.3 本章小结
第4章 油田群水域船舶航路优化
    4.1 油田群船舶航路优化模型
        4.1.1 航路优化建模原理
        4.1.2 航路优化指标选取
        4.1.3 航路优化模型建立
    4.2 航路优化模型求解算法
        4.2.1 优化模型求解算法概述
        4.2.2 优化模型求解算法设计
    4.3 油田群船舶航路优化
        4.3.1 航路优化参数设置
        4.3.2 船舶航路优化结果
    4.4 本章小结
第5章 油田群水域船舶交通组织
    5.1 油田群船舶交通组织思路
        5.1.1 船舶交通组织模式
        5.1.2 油田群船舶交通组织方案
    5.2 油田群交通组织规划方案
        5.2.1 现有规划航路
        5.2.2 规划方案设计
        5.2.3 规划方案验证
    5.3 油田群交通组织保障方案
        5.3.1 保障方案设计
        5.3.2 保障方案配备
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位相关的科研成果
论文插图目录
论文表格目录
附录A 中海油油田设施概况
附录B 油田群其他水工设施概况
附录C 专家评判调查问卷

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本文编号：2888202