船舶过桥风险分析及航行安全措施

一、选题目的与意义

我国的船舶过桥碰撞问题的研究是在20世纪90年代中后期才开始发展起来的，虽

然经过了将近10年的发展，但目前依然处于起步阶段，在研究方法、方向、深度和思维

等方面均存在着不完善之处.近两年来，随着航运经济的快速发展，使得人们对于预防船

舶撞桥的措施非常关注.，同时，还有船舶的体积更大，速度更快，也是人们对于避碰方

法关切度增强的重要因素之一.国内外一系列事故发生后，船舶过桥碰撞问题的研究突显

重要，各地研究集体与个人兴起，一系列可研究的典型案例被研究者充分分析，如何结

合我国沿海以及内河各港口的条件，通过对各港口水域发生过的船舶撞桥事故进行统计

分析，研究并提出船舶撞桥风险分析的方法措施，分析各个港口的撞桥风险，为解决这

一难题的未来工作提供一些参考是广大研究者最关心的问题.在这种严峻背景下，模型研

究以其独特的设计赢得了研究者的认可，研究规模量一度增加，船舶过桥碰撞问题成为

未来避碰研究的重要领域.

意义：随着全球化、高速化和航行自由化浪潮的展开，船舶过桥碰撞问题己经成为

一个国际航运业公认极具研究价值的新领域.从国际视野来看，大力发展船舶过桥碰撞问

题研究符合当今国际航运'业的发展潮流，以个人或者集体为主的研究形式己经成为国外

研究的主要形式之一.而随着国内研究形势的加速转型、研究方法的发展、研究渠道的多

元化和个人研究数量的迅速增长，为我国船舶过桥碰撞问题研究带来了丰厚的收益.船

舶过桥碰撞问题个人研究的范围进一步加宽、研究方向槎定，属于高附加值的“黄金研

究〃.船舶过桥碰撞问题研究的开展对实现船舶避碰、缓解航运高速性，密集型压力和降

低船舶撞桥风险有着得天独厚的优势，它已成为发达国家很多大航运机构的主导研究和

重要的关注方向，在国际航运业发展中占据重要位置.此外，随着入世后我国航运市场的

全面开放，国内航运仅靠传统的货运方式，己难以与外国竞争，必须开辟新的航运形式.

在这种机遇与挑战并存的背景下，深入分析船舶过桥碰撞问题研究的发展状况、存在问

题及其问题根源，联系当前国内航运实际情况提出可操作性的发展建议，对国内航运业

加快货运安全与效率发展具有重要的现实意义.这正是本文选题的意义之所在.

二、国内外研究现状

很多年来，各个国家有关部门都很重视水上交通事故的调查分析，IMO,各国海事部

门以及众多专家在分析船舶撞桥几率和碰撞危险方面，做出了巨大的贡献，取得了令人

羡慕的成绩.国内目前主流分析结果，得出碰撞事故一般都存在措施不当，驾驶员瞭望疏

忽，判断失误等共同原因，可航水域突然变窄并且船舶密集度增加时候事故多发的重要

原因之一：没有妥善解决船舶通航分道是事故频繁发生的重要原因.相比之下，国外的研

究则更具独特性.德国和其他一些欧美国家，在未来几年将要修建大规模的海上风力发电

设施，而风力涡轮机给本来就复杂的通行环境又增加了诸多不确定因素，他们通过定量

分析得出可能产生的最坏后果，采取概率风险评估，对不同涡轮机可能造成的碰撞情形

进行计算，建立模型.在随后的研究中，工作人员重点改进了确定概率原因的方法和减少

风险可行性的有效性.在后果方面改进并且开发了新模型，这个模型同时包含了传播和风

力发电设施各自的损失.这些研究内容与结论，尤其是研究方法的深入探讨，不仅可以为

进一步拓展研究打下基石，也利于想出更新的研究方法与思路.

国内外研究现状(一)国外研究从20世纪70年代以来，在全球船舶过桥碰撞问

题的研究浪潮的冲击下，西方发达国家的船舶过桥碰撞问题的研究获得了快速发展.西方

发达国家，对个船舶过桥碰撞问题的研究非常深入和广泛，相关研究的文章和著作可以

说涉及到避碰的方方面面.

44GucmaL.(2005)MethodsforbridgesafetyassessinentswithresPeettoshiPeollisions.K.Kolowroe

ki(edt.)SafetyandReliabi!ity.Balkema.Rotteulam2005详细论述了船舶过桥碰撞风险评估的

研究手段的制定、多种研究方法的介绍及如何根据实际情况选择合适的研究方法.该文章

用平实、易懂的语言阐述了避碰研究的原理及运用，对船舶过桥碰撞问题的研究的计划

具有一定的指导作用.并且对船舶过桥碰撞问题的研究策划进行了详细系统地论述，有助

于我们系统的了解西方船舶过桥碰撞问题的研究的基本框架，加快我国船舶过桥碰撞问

题的研究发展的步伐.”

^GucmaXMethodsofShiPbridgeCollisionSafetyEvaluation.K.KolowroekiCedtjSafetyandRel

iability(VoL2).Balkcma.Rotterdam2009.50-63.从各个方面详细介绍了船舶过桥碰撞问题的

安全评估研究的方法基础知识，包括研究的重要性、研究决定的步骤、研究的各种工具、

方法和具体研究的各种手段以及安全性和可依赖性.该文章全面完整的介绍对人们运用

船舶过桥碰撞问题的研究工具保障自己的安全具有很大的指导意义.”从国外的研究著

作中我们可以看出他们主要研究对象是针对研究工具，侧重于研究的具体的应用，充分

利用研究工具为安全服务，达到其安全航运的目的.

（二）国内研究我国船舶过桥碰撞问题的研究起步较晚，是在20世纪90年代中后

期才开始逐步发展起来的，进入21世纪后，我国船舶过桥碰撞问题的研究的发展速度越

来越快.因此，国内对船舶过桥碰撞问题的研究方面的研究文章和专著也越来越多.陈

国虞、王礼立.船撞桥及其防御［M］中国铁道出版社，2006.1（第1版）中对中外船舶

过桥碰撞问题的研究进行了概述，提出我国船舶过桥碰撞问题的研究存在以下问题：1、

短期内许多船舶过桥碰撞问题的研究难以获得巨大收益，需要制定防御措施，2、研究于

段相对落后，3、研究组织结构不科学.并从国外船舶过桥碰撞问题的研究的可取之处中

提出了我国应采取的对策：研究组织结构创新、方法创新、科技创新.戴彤宇、聂武、

刘伟力.长江干线船撞桥事故分析［J］.中国航海,2002.53（4）:44-47中阐述了国内避碰

研究的发展脉络，分析了各种事故发生的原因，并预测，今后相关研究的发展趋势，最

后提出了船舶过桥碰撞问题的研究未来的策略选择.葛俐莉.桥梁工程建设中对船撞

桥的主动防御措施研究［D］.吉林大学硕士学位论文，2013对中国航行风险系数大问题的

现状及趋势进行了预测，从国家航运实力、风险来源、研究开发成本三方面分析了研究

结果的可行性，得出随着船舶撞桥主动防御体系的日益发展和完善以及中国社会经济的

发展,主动防御装置会有越来越广阔的市场空间.张文娟.桥区船舶航行风险预警系统

研究［D］.武汉理工大学硕士学位论文，2013中对船舶航行风险预警系统的发展现状进行

了概述，并论述了船舶航行风险预警系统的定义、特点（技术高、方式定、收益大、覆

盖全）、分类，并对主要分类进行了分析.通过对国内研究的文章和专著进行整理分析

后，我们可以发现国内研究的文章和专著主要侧重对避碰研究基础知识、存在的问题和

提出的对策进行研究.而对现状的研究相对比较简单，都只是进行了简单的介绍.此外，

对船舶航行风险预警系统的问题讲了很多，但没有指出关键问题是什么，也没有提出切

实可行高效的解决方法.不像国外的著作的应用性那么强.

三、主要研究内容

设计（论文）的主要研究内容及预期目标主要研究内容：文章首先作了船舶过桥

碰撞问题的研究的概述，阐述了其概念、内容及理论基础.然后介绍了国内船舶过桥碰撞

问题的研究的现状、特点及趋势，对国内和国外船舶过桥碰撞问题的研究进行了对比分

析，得出我国船舶过桥碰撞问题的研究发展存在的问题，并找出导致这些问题的根源.

最后针对我国船舶过桥碰撞问题的研究存在的问题及问题产生根源提出我国船舶过桥他

撞问题的研究的有效对策.

全文主要包括以下内容：

第一部分是分析船舶撞桥原因：环境原因，强流、强横风、能见度、夜间瞭望环境、

复杂流态对船舶航行增加了诸多不确定因素、船舶原因如主机失控、舵失控、人为原因

如不熟悉桥区通航条件、船舶性能不熟悉等、交通条件如存在前方他船横越、追越局面、

并列行驶局面等因素也是导致事故发生的诱因.船舶过桥碰撞问题的研究是指“研究者通

过收集整理国内外事故的发生、处理、后续研究等数据，倾听有关人员的希望、要求、目

标等，为航运制定研究计划、解决方案、避碰对策、主动防御及防御策略等设计方案，并

帮助人们的安全最大限度地保障.”船舶过桥碰撞问题的研究的核心是从根本上解决这一

难题，实现航运的安全性、稳定性、高速性和收益性目标以及船员生命安全、生活质量

的综合提高；从航运角度而言，船舶过桥碰撞问题的研究势在必行！

第二部分是从桥区通航管理角度提出安全保障对策如在桥区设置通航风险识别

区、基于AIS技术的桥区交通诱导等.在分析必要性时先进行了船舶过桥碰撞问题的研究

需求现状分析；其次分析了船舶过桥碰撞问题的研究自身的影响，有利于犷大信息来源,

增强抵御风险的能力，船舶过桥碰撞问题的研究将提高航运业的核心竞争力，有利于增

强竞争实力，应对加入WTO后国际贸易的挑战.

第三部分是从船舶航行角度提出安全航行对策，熟悉桥区通航环境、熟悉船舶性能、

加强瞭望、了解过桥交通条件.“我国船舶碰撞问题存在如下的主要问题：安全管理设置

存在问题、管理沿度不够强、差异化和个性化严重、安全意识与开拓不足、管理方式方

式较为单一、安全保障手段落后、高素质的人员版乏

第四部分是提出推进国内船舶过桥碰撞问题的研究发展的对策.针对国内船舶过桥

碰撞问题的研究发展存在的问题及问题产生的根源,提出相应的对策，分为内部对策和外

部对策.行业内部根据其自身特点改善组织结构、改进方法、加强科技创新等，宏观外部

环境，包括完善船舶过桥碰撞问题的研究的相关事务的协调、加快我国航运市场的发展

步伐.创新之处：在研究对策时将会根据撞桥预警这一现象对事故及未来几年将可能投

入应用的主动防御设施进行调查研究，针对使用习惯和方式方法、效果情况设计出符合

要求的主动防御装置.航运业复苏在未来几十年甚至更远的时间里将不断加快，这将会是

一个很有开发潜力的领域.建立船舶过桥碰撞问题的研究计帚模型将会发现事故多发与

诸多因素有关，根据这一特点航运发展状况不同的地区根据地区特点设计船舶过桥碰撞

问题的研究模型.预期目标：深入了解我国船舶过桥碰撞问题的研究的概况及现状，发

现其存在的问题并找出解决方案，使我国的船舶过桥碰撞问题的研究能够更好、更快的

成长发展起来，同时使广大船员更好地了解、利用船舶过桥碰撞问题的研窕成果达到安

全高效航行的效果.

四、研究方法与实施方案

n实施方案

（1）前期准备阶段

收集有关信息，确定研究主题，制定研究计划，，增强对课题研究意义的认识，进

一步明确研究目标、课题任务及具体操作方法，明确自己的职责及相应的操作方法.

（2）研究阶段

第•阶段：拟在设计好研究大纲和研究计划基础上，进行针对性的文献收集和事故

分析.

文献收集和事故分析主要包括三个方面：a）国内外构建船舶过桥碰撞问题的研究的

理论与方法；b）建立船舶过桥碰撞问题的研究标准的发展状况；c）船舶过桥碰撞问题

的研究效果.

事故分析主要包括以下两个方面：a）走访航运发达地区，对事故频发的地点进行实

地考察，吸取他们的经验：b）走访相关企业或行业协会，了解企业对于船舶过桥碰撞问

题的对策.

第二阶段：在分析资料和考察的基础上，与行业或相关企业深入分析船舶过桥碰撞

问题的研究的现状，以此深亿行业、企业在船舶过桥碰撞问题的研究的参与度和融合度.

对船舶过桥碰撞问题的研究和主被动防御方面展开广泛的研究和讨论.

第三阶段：在论文整理归纳的基础上，结合事故分析材料，撰写论文.

（3）结题阶段

收集成果，撰写论文.

2）研究方法

（1）环境分析法

主要查阅、分析和研读：国内外关于船舶过桥碰撞的发生地点、发生环境（强水流、强

横风、能见度不良、夜间瞭望环境复杂且不清晰、复杂流态等影响，交通条件：存在前

方他船横越、追越局面、并列行驶局面等因素）的研究资料.目的是找出我国船舶过桥碰

撞问题的发生环境并加以优化.

（2）船舶自身分析法

这是本项目的主要研究方法.对不同船舶种类进行调查和事故抽样分析（主机失控、

舵失控，螺旋桨失效）在主动防御标准和制定船舶过桥碰撞问题的方面展开广泛的讨论.

（3）自身研究法

本项研究方法旨在减少人为原因所造成的事故，加强船舶管理中的安全意识.人为原

因（不熟悉桥区通航条件、船舶性能不熟悉，且操作出现失误未及时纠正等），并总结

出一套完善的安全管理机制.从桥区通航管理角度提出安全保障对策，从船舶航行角度提

出安全航行对策，再开航前组织船员进行安全教育，加强安全意识的培养，做到能不出

错就不出错，安全效率两手抓.（熟悉桥区通航环境、熟悉船舶性能、加强瞭望、了解过

桥交通条件，注意操作规范，加强安全意识等）.

3）具体实施计划

工作进度安排

1、第1—2周：搜集资料、阅读文献，确定论文题目

2、第3—6周：根据所选题目搜集相关资料、文献，并做好文献阅读笔记

3、第7—8周：整理归纳搜集的资料，撰写论文大纲

4、第9—11周：搜集资料建立船舶过桥碰撞问题的研究模型，并对典型事故进行分

析.

5、第12—15周：进行论文写作，在老师帮助下进行修改、完善

6、第16周：进行论文收尾工作

4）可行性分析

已开展大量富有成效的前期准备工作

研究的事故大部分来自多发区，多年来一直没有有效解决、船舶过桥碰撞问题的研

究与实践工作势在必行，参考文献来自著名学者或相关工作者并且取得较好的研究成果.

如戴彤宇、聂武、刘伟力.长江干线船撞桥事故分析［J］.中国航海,2002.53(4):44-47

葛俐莉.桥梁工程建设中对船撞桥的主动防御措施研究吉林大学硕士学位论

文，2013

陈国虞、王礼立.船撞桥及其防御［V］中国铁道出版社，2006.1(第1版)

张文娟.桥区船舶航行风险预警系统研究［D］.武汉理工大学硕士学位论文，2013

王焕、蒋红燕.AIS航标及其在海图上表示方法的探讨［J］.海洋测绘,2012.32(3)

以上研究项目，就为本课题“船舶过桥风险分析及航行安全措施”研究打下良好基

础；这些研究工作的实施，在船舶过桥碰撞问题的研究的开展、实施与评价奠定了殷实

的基础.

五、主要参考文献

［1］戴彤宇、聂武、刘伟力.长江干线船撞桥事故分析［J］.中国航海,2002.53(4):44-47

［2］葛俐莉.桥梁工程建设中对船撞桥的主动防御措施研究［D］.吉林大学硕士学位论文,

2013

［3］陈国虞、王礼立.船撞桥及其防御［M］中国铁道出版社，2006.1(第1版)

［4］张文娟.桥区船舶航行风险预警系统研究［D］.武汉理工大学硕士学位论文，2013

［5］王焕、蒋红燕.AIS航标及其在海图上表示方法的探讨［J］.海洋测绘,2012.32(31

［6］GucmaL.(2005)MethodsforbridgesafetyassessmentswithresPeettoshiPeol1isions

.K.Kolowroeki(edt.)SafetyandReliabi1ity.Balkema.Rctteulam2005.

［7］Gucma,L.MethodsofShiPbridgeCo11isionSafetyEvaluation.K.Kolowroeki(edt.)Sa

fetyandReliabi1ity(Vol.2).Balkema.Rotterdam2009.5C-63.

［8］刘建成，顾永宁.基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真［J］.工程力学.2003(05)

［9］刘建成，顾永宁，胡志强.桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析［J］.公路.2002

［10］吴娴,周强中.船撞桥风险因素的VTS监管策略分析与研究［J］.中国水运

□1］潘晋.船桥碰撞机理及桥墩防护装置研究［D］.武汉理工大学.2003

［12］杨渡军编译桥梁的防撞保护系统及其设计［M］.人民交通出版社，1990

［13］杨世殊，范会斌.靠船桩船舶撞击力的计算［J］.湖南交通科技.2003

［14］戴彤宇.桥梁船撞力实用计算方法［J］.黑龙江交通科技.2003(0

［15］庄礼明.泉州后渚大桥下游船舶撞击力分析［J］.水运工程.2002

［16］黄锋旺.船舶碰撞荷载计算［J］.中南公路工程.1999(03)

口7］刘俊,谢宝超.船撞桥风险评估方法概述［J］.企业技术开发.2010

[18]戴彤宇.船撞桥及其风险分析[D].哈尔滨工程大学.2003

[19]杨伟.内河水域取水工程船撞概率研究[D].武汉理工大学.2011

[20]李冰.内河水域船舶失控撞桥概率研究[D].武汉理工大学.2010

[21].王宁.船桥碰撞理论及有限元数值仿真研究[D].重庆交通大学.2009

[22]许保华.桥墩周围通航宽度影响研究[D].河海大学.2007

六、指导教师意见

指导教师:

时间:

七、学院毕业设计（论文）指导小组意见

负责人:

时间:

文献综述

前言

船舶过桥风险分析及航行安全措施能够增进船舶汇聚区域，通航密度大的区

域，船舶运动收到限制的区域，存在航行障碍的区域，水深受限或者气象条件不

佳区域的航行安全，内河船舶过桥风险分析及航行安全措施使得船舶的航行变得

有秩序，但同时在航行时间，船舶营运成本方面也存在不足.历年来，国内外诸

多学者和各种组织都对船舶过桥风险分析及航行安全措施进行了大量研究，写下

了许许多多的论文、期刊、著作等等，发表自己对船舶过桥风险分析及航行安全

措施的研究成果，探讨更好地进行船舶过桥风险分析及航行安全措施的制定与使

用.为我们的研究提供了大量宝贵的资料.在完成论文过程中，我通过老师提示和

网络查寻，阅读了与“船舶过桥风险分析及航行安全措施利弊”有关中文著作、

期刊、报纸上十余篇，直接参考文献近十篇.这些文献是对我的论文有着指导性

的作用.

文献综述

改革开放以来，开明的政策使得我国航海得到了蓬勃的发展，而对于世界各

地的船舶过桥风险分析及航行安全措施的研究文献，也如雨后春笋般随之而来，

这其中就包括大量的有关船舶过桥风险分析及航行安全措施的分析与探讨.这些

研究中，更多的则是学者们发表的自己对船舶

定线制研究的成果，对于我们研究内河船舶过桥风险分圻及航行安全措施的利弊

提供了宝贵的资料和经验，阅读研究这些文献，使我获益良多.

"000013^(2005)MethodsforbridgesafetyassessmentswithresPeettoshiPeollision

s.K.Kolowroeki(edl.)SafeiyandReliabilily.Balkenia.Roileulani2005详细论述了船舶

过桥碰撞风险评估的研究手段的制定、多种研究方法的介绍及如何根据实际情况

选择合适的研究方法.该文章用平实、易懂的语言阐述了避碰研究的原理及运用，

对船舶过桥碰撞问题的研究的计划具有一定的指导作甩并且对船舶过桥碰撞问

题的研究策划进行了详细系统地论述，有助于我们系统的了解西方船舶过桥碰撞

问题的研究的基本框架，加快我国船舶过桥碰撞问题的研究发展的步伐.”

"<Gucma,LMethodsofShiPbridgeCollisionSafetyEvaluation.K.Kolowroeki(edt.)Safet

yandReliabilily(Vol.2).Balkema.Rollerdam2009.50-63.从各个方面详细介绍了船舶

过桥碰撞问题的安全评估研究的方法基础知识，包括研究的重要性、研究决定的

步骤、研究的各种工具、方法和具体研究的各种手段以及安全性和可依赖性.该

文章仝面完整的介绍对人们运用船舶过桥碰撞问题的研究工具保障白己的安仝

具有很大的指导意义.”从国外的研究著作中我们可以看出他们主要研究对象

是针对研究工具，侧重于研究的具体的应用，充分利用研究工具为安全服务，达

到其安全航运的FI的.

我国船舶过桥碰撞问题的研究起步较晚，是在20世纪90年代中后期才开始

逐步发展起来的，进入21世纪后，我国船舶过桥碰撞问题的研究的发展速度越

来越快.因此，国内对船舶过桥碰撞问题的研究方面的研究文章和专著也越来越

多.陈国虞、王礼立.船撞桥及其防御［M］中国铁道出版社，2006.1(第1版)

中对中外船舶过桥碰撞问题的研究进行了概述，提出我国船舶过桥碰撞问题的研

究存在以下问题：1、短期内许多船舶过桥碰撞问题的研究难以获得巨大收益，

需要制定防御措施，2、研究手段相对落后，3、研究组织结构不科学.并从国外

船舶过桥碰撞问题的研究的可取之处中提出了我国应采取的对策：研究组织结构

创新、方法创新、科技创新.戴彤宇、聂武、刘伟力.长江干线船撞桥事故分析

［J］.中国航海,2002.53(4)：44-47中阐述了国内避碰研究的发展脉络，分析了各

种事故发生的原因，并预测了今后相关研究的发展趋势，最后提出了船舶过桥碰

撞问题的研究未来的策略选择.葛俐莉.桥梁工程建设中对船撞桥的主动防御

措施研究［D］.吉林大学硕士学位论文，2013对中国航行风险系数大问题的现状

及趋势进行了预测，从国家航运实力、风险来源、研究开发成本三方面分析了研

究结果的可行性，得出随着船舶撞桥主动防御体系的日益发展和完善以及中国社

会经济的发展，主动防御装置会有越来越广阔的市场空间.张文娟.桥区船舶

航行风险预警系统研究［D：.武汉理工大学硕士学位论文，2013中对船舶航行风

险预警系统的发展现状进行了概述，并论述了船舶航行风险预警系统的定义、特

点(技术高、方式定、收益大、覆盖全)、分类，并对主要分类进行了分析.

通过对国内研究的文章和专著进行整理分析后，我们可以发现国内研究的文

章和专著主要侧重对避碰研究基础知识、存在的问题和提出的对策进行研究.而

对现状的研究相对比较简单，都只是进行了简单的介绍.此外，对船舶航行风险

预警系统的问题讲了很多，但没有指出关键问题是什么，也没有提出切实可行高

效的解决方法.不像国外的著作的应用性那么强.

这些文献都是我国学者们对船舶过桥风险分析及航行安全措施提出的见解，是宝

贵的经验和意见，给我的教育意义很大，也希望我国的航海人能善加利用.

结论

有关船舶过桥风险分析及航行安全措施的文献还有很多很多，这些文献不但

为我的论文提出了许多宝贵意见，更是我们所有航海人的骄傲，我们要认真研究

它们的价值，并加以珍惜和有效地运用到实际的生产运营中，做到安全、有效地

进行船舶过桥风险分析及航行安全措施的设计和使用.

参考文献

[1]戴彤宇、聂武、刘伟九长江干线船撞桥事故分析[J].中国航

海,2002.53(4):44-47

[2]葛俐莉.桥梁工程建设中对船撞桥的主动防御措施研究[D].吉林大学硕士学

位论文，2013

[3]陈国虞、王礼立.船撞桥及其防御[Y]中国铁道出版社，2006.1(第1版)

[4]张文娟.桥区船舶航行风险预警系统研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，

2013

[5]王焕、蒋红燕.AIS航标及其在海图上表示方法的探讨[J].海洋测

绘，2012.32(3)

[6]GucmaL.(2()05)MethodsforbridgesafetyassessmentswilhresPeettoshiPeoIlisions.K.

Kolowrocki(cdt.)SafctyandRcliability.Balkcma.Rottculam2005.

[7]Gucma,L.MethodsofShiPbridgeCollisionSafetyEvaluation.K.Kolowroeki(edt.)Saf

etyandReliability(VoL2).Balkema.Rotterdam2()09.50-63.

[8]刘建成，顾永宁.基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J].工程力学.20

03(05)[9]刘建成，顾永宁，胡志强.桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析

[J].公路.2002

[10]吴娴，周强中.船撞桥风险因素的VTS监管策略分析与研究[J].中国水运

[11]潘晋.船桥碰撞机理及桥墩防护装置研究[D].武汉理工大学.2003

［12］杨渡军编洋桥梁的院撞保护系统及其设计［加.人民交通出版社，1990

［13］杨世殊，范强斌.靠船桩船舶撞击力的计算［J］.湖南交通科技.2003

［14］戴彤宇.桥梁船撞力实用计算方法［J］.黑龙江交通科技.2003(0

［15］庄礼明.泉州后渚大桥下游船舶撞击力分析［J］.水运工程.2002

［16］黄锋旺.船舶碰撞荷载计算［J］.中南公路工程.1999(03)

［17］刘俊,谢宝超.船撞桥风险评估方法概述［J］.企业技术开发.2010

［18］戴彤宇.船撞桥及其风险分析M.哈尔滨工程大学.2003

［19］杨伟.内河水域取水工程船撞概率研究［D］.武汉理工大学.2011

［20］李冰.内河水域船舶失控撞桥概率研究［D］,武汉理工大学.2010

［21］王宇.船桥碰撞理论及有限元数值仿真研究［D］,重庆交通大学.2009

［22］许保华.桥墩周围通航宽度影响研究［D］.河海大学.2007

彳彦文1大挈

毕业设计（论文）

外文翻译

题目船舶过桥风险分析及航行安全措施

学院航海学院

专业航海技术

学生冉含之

学号631118040220

指导教师/呈志友

船桥碰撞安全评估方法

一、简介

位于航道的桥梁常受到过往的船只意外冲击的威胁，这种影响通常是山船驶

出航道边界造成垂直或水平的安全隐患。桥梁安全被定义为抵抗正常运行负荷和

给定的船舶碰撞荷载偶然荷载的可能性。许多桥梁特别是历史上的不是设计来履

行这一标准，而主要是由于船舶的粗放式增长的能力和它的尺寸和curbach［施

瓦茨-2003］。探讨关于船舶碰撞桥梁的安全水平量化，风险的概念通常的应用。

风险可以定义为概率和给定类事故后果的结合。

在桥的附近的地区通常是局限在二维空间的，船撞桥事故可以考虑水平

和垂直方向。在船舶碰撞方面的评估是非常重要的，几个国家和国际法规和准则

已经有［AASHTO1991,ED：N1055-92000,环境-Eurocode11994119911993］,

拉森。

1.1船舶通过发现桥梁安全性评价

随着桥梁跨度的碰撞概率，桥墩等桥梁结构，最空旷的地方碰撞对桥梁，这

种损伤可能造成的后果（船舶，桥梁，环境），桥梁防护方法（海豚，导游，人

工岛等），其他降低风险的方法（报告系统，交通法规，标志等有关于船舶碰

撞［拉森1993桥梁风险评估的几种方法,gluver&奥尔森1998用于在船舶

碰撞方面的桥梁安全性评价的最重要的科学方法。

1.2基于事故数据库的统计方法

分析方法。计算机仿真实验：A.实时和快速实时仿真，B.全任务和简化PC

模拟器。真正的实验：A：GPS技术，B.激光全站仪，C摄影测量研究。

船桥碰撞航行风险评估

海上交通工程定义风险RAS可能在给定的时间损失和乘法表达事故概率和

事故情况下如果由于许多危险因素存在的总风险损失表示如下

总和：

R=之尸Q

Z=1

其中:PI

在给定的时间i二事故概率（i=1,2,……,N）；在给定的时间区间二i

事故后果；可能的事故数N二。

风险评估的三个阶段程序如下：

危险源辨识，的概率评估结果分析.比较不同的系统和使用容许风险

criterionsthemeasuresofRiskshouldbeintroduced.

2.1.个人可接受风险（RAI）

可接受的风险分别是个人参与的活动将accaptable风险概率会有致命的后

果的事故。它可以表示为［vrijlingftVanGelde,1997］：

Rai-PaPals<^

其中：事故每年PA二概率；PA/S二死亡概率发生事故；13二个体风险因子

（例如：0.01的工厂工作，1汽车，100登山）。

2.2.社会可接受风险（RAG）

社会可接受风险是在给定的事故后果的概率可以容忍一定量的死亡将

出席。的regulationsaccording可容许风险是基于F\期线（死亡人数），其中

显示三个地区接壤的对数尺度两曲线（图4）。曲线adaptable风险高的地方风

险是可以接受的，低风险的地方不能接受和模型”（合理低可行的）所有可能的

应采取措施以减少风险的F-X标准曲线可以在哪里

表示为：［vrijling我VanGelde,1997］：

c.

Rag=\—FN5］=P(N>*4U

nf

其中：l-fn（n）=至少nfatalities事故概率；CI=N=1accaptable概

率；丫的F-N曲线斜率系数1〜2。

曲线的斜率系数丫描述。价值中立的假设为Y=1,这Y>1可以假为规避

与伤亡事故风险而大量小probabilityare不接受比事故随着死亡人数较少。

对数坐标经常被批评，唯一的例外是澳大利亚指南ancold［海因里希斯，

1995］,在标准线弯曲顶在中部地区。

三.碰撞概率的评估方法

3.1.在受限水域船舶碰撞的一般模型

这个模型的假设是,船沿着预定义路线x与概率后事故:

地点:PSA/二严重事故的条件概率;f（y）二船只的分布位置;yMAX二距离水道

的心（路线）水路边界。严重事故的概率PSA/可以定义的海因里希（系数严重事

故）或比例详细的分析结果。最重要的一个阶段的事故概率评价统计分析的结果。

分布函数：

一|］服（Gluver&奥尔森1998）,

-E常和均匀的混合物，

-其他不对称例如瑞利、威布尔指数、极值等。［过1999］。

3.2.实证的方法

实证方法广泛应用特别是在后果的评估。取得的结果明显拥有数据有限,精

度很低。

3.3.模拟方法

仿真方法是目前最受欢迎的和准确的。最重要的方法确定船舶碰撞概率是广

泛的模型试验。最重要的模拟

方法是：

1。方法应用真实模型的船只，

2。方法应用计算机模型的船舶:实时操纵模拟器，快时间操纵模拟器（导航

器的计算机模型），

3o船舶交通流计算机模型，

4。蒙特卡罗模型。

在研究的准确性取决于所需的适当水平。有时，简化模型更适合研究由于成

本和时间的准备。

3.3.1船舶操纵模拟

最重要的元素这些模型水动力模型和可视化的环境。

通常模型保证完整的交互环境,给可能性来模拟以下.效果：

亚累旋桨推力和侧向九陀的力量，推进器部队，目前,风能和冰力量,运河和

银行的影响，系缆锚,芬达和拖船部队。

最重要的因素之一,仿真模型的可视化导航的情况。有可视化的两种主

要类型：

淡影视图,3d视图模拟在〜个或多个屏幕，

绘景（鸟瞰图），类似于电子模拟的可视化场景

3.3.2蒙特卡罗模拟

有四个主要的研究问题在海上交通工程可以解决的蒙特卡罗（MC）方法：

lo方法基于广义仿真和实际实验结果［Gucma过1999年2000年），

2。交通流的随机模型基于MC模拟［汉森&Simonsen2001,格拉博夫斯基在

艾尔。2000、2003年GucmaGucma&Zalewski2003）,

3o不确定性分析的方法在龙骨间隙MC的评价与应用程序模拟［Gucma2004、

沙etal.1994年）。

4o快时间仿真模型与随机外部扰动（和记etal.2003年）。

四.结果评估

4.1船桥事故可以分为三个类型

io弓与桥柱碰撞2,侧面碰撞桥柱3。甲板室（上层建筑）与桥跨碰撞。

最重要的和频繁的碰撞过程中能量分布范围弓碰撞。

4.2碰撞船舶驾驶台的后果取决于几个因素

lo船舶能量取决于船舶的质量、速度和类型的影响，

2。船舶能量吸收结构破坏，

3o桥元素的能量吸收。

有儿个船舶冲击能量的计算方法。他们中的一些人用于系泊设备发展：

loGirgrahtGirgrah1977］实证方法;

2oPIANC方法［PIANC1984］;

3o波兰hydrotechnical结构设计指南（1997年Mazurkiewicz）;

4。瓦斯科科斯塔方法（1969年瓦斯科Costa）;

5。Peterson-Zhang方法（彼得森我张1998）;

桥上的负载是最重要的因素在影响后果分析的范围。负载没有结构计算方法

可以分为弹性变形和弹性结构船舶船体变形。

以下方法可以应用：

1u实证方法与结构破坏主要考虑基于Minorsky方法［Minorsky1959］

修改（1999张）；

2。实证方法基础上的船只模型与实验结构破坏Woisin等考虑方法

（Woisin,1979）;

3。JCSS方法(JCSS2001年)期间最大负荷的影响，没有考虑结构破坏;

4oEurocode方法［ENV1991-1Eurocode1(1994)］;

5o德国指南［EDIN1055-9(2000)］;

6oAASHTO方法［AASHTO1991］在最大负教的影响没有考虑结构破坏；

7o有限元方法；

8oMeier-Dnberg方法［1984］冲击力的决心;

9o其他方法在拉森［1993］。

MethodsOfShip-BridgeCollisionSafety

Evaluation

1.INTRODUCTION

Bridgeslocatedoverthenavigablewaterwayscouldbethreatenedbythe

accidentalimpactofpassingships.Theimpactiscausedusuallybyshipsexitoffthe

safeverticalorhorizontalwaterwayborders.Thebridgesafetycouldbedefinedasits

possibilitytoresistnormaloperationalloadsandtheaccidentalloadsofgivenships

collisionloads.Manybridgesespeciallyhistoricalonesarcnotdesignedtofulfilthis

criterionmostlyduetoextensivegrowthofshipscapacitiesanditsdimensions

|Proske&Curbach20031.Toevaluatethesafetylevelofthebridgesinrespectto

shipscollisionquantitatively,theriskconceptisusuallyapplied.Theriskcouldbe

definedascombinationofprobabilityandconsequencesofgivenkindofaccident.

Theareanearthebridgeisusuallylimitedintwodimensionssotheship-bridge

accidentcanbeconsideredinhorizontalandverticalaspect.Assessmentofbridgerisk

inaspectofshipcollisionisveryimportantandseveralnationalandinternational

regulationsandguidelineshavebeenalreadydeveloped[AASHTO1991,EDIN

1055-92000,ENV1991-1Eurocode11994,Larsen1993].

1.1Theevaluationofshipandbridgesafetybymeansoffinding:

1.Probabilityofcollisionwithbridgespans,piersandotherbridgestructures,

2.Mostexposedplacesofcollisiononthebridge,

3.Possibleconsequencesofsuchdamage(ship,bridge,environment),

4.Methodsofbridgeprotection(dolphins,guides,artificialislandsetc),

5.Othermethodsofriskreduction(reportingsystems,trafficregulations,marking

etc).

Thereareseveralmethodsofbridgeriskassessmentinrespecttoshipcollisions

[Larsen1993,Gluver&Olsen

1998J.Themostimportantscientificmethodsusedforsafetyevaluationofbridgesin

aspectofshipcollisionare:

1.2Statisticalmethodsbasedonaccidentdatabases.

1.Analyticalmethods.

2.Computersimulationexperiments:

a.real-andfast-timesimulations,

b.full-missionandsimplifiedPCsimulators.

3.Realexperiments:

a.GPStechniques,

b.laserandtotalstations,

c.photogrammetricresearches

2.NAVIGATIONALRISKASSESSMENTOFSHIP-BRIDGECOLLISION

MarinetrafficengineeringdefinesriskRaspossibilityoflossesingiventimeand

expressasmultiplicationof

accidentprobabilityandlossesduetoaccidentIneaseifmanyriskfactorsexiststhe

totalriskisexpressedasfollowing

sum:

where:Pi=probabilityofi-thaccidentingiventime(i=1,2,n);Ci=

consequencesofi-thaccidentingiventime;

n=numberofpossibleaccidents.

Theriskassessmentisthethreestagesasfollowsprocedure

1)hazardidentification,2)probabilityassessment,

3)consequenceanalysis.

R&RATA#2(13)part1

(Vol.2)2009,June

Tocomparedifferentsystemsandusetolerableriskcriterionsthemeasuresofrisk

shouldbeintroduced.

2.1.Individuallyacceptedrisk(Rai)

Riskindividuallyacceptableisaccaptableprobabilitythatindividualpersonbeing

involvedinriskactivitywill

beaccidentwithfatalconsequences.Itcouldbeexpressedas[VrijlingiVanGelder,

凡,二2£/svgio-'

1997]:

where:P(l=probabilityofaccidentperyear;P(l/s=probabilityofdeathincaseof

accident;(=factorofindividualrisk

(forexample:0,01forfactorywork,1forcardriving,100formountain

climbing).

2.2.Societalacceptablerisk(Rag)

Thesocietalacceptableriskistolerableprobabilitythatinconsequenceof

givenaccidentcertainamountof

fatalitieswillbepresent.TheregulationsaccordingtolerableriskarebasedonFN

-curves(FatalityNumber),which

Rag=1—FN5)=P(N>n)S%

showsthreeregionsborderedbytwocurvesinlogarithmicscale(Fig.4).The

curvesareaccaptableriskhigherwhere

riskcouldbeaccepted,lowerwhereriskcouldnotbeacceptedandmodelwhere

ALARP(AsLowAsReasonably

Practicable)whereallpossiblemeasuresshouldbeundertakentoreducetherisk

TheF-Ncriteriacurvescouldbe

expressedas:[VrijlingiVanGelder,1997]:

where:l-FN(n)=probabilityofaccidentwithatleastnfatalities;Ci=accaptable

probabilityforn=1;y=

factorofF-Ncurveslopevariedform1to2.

Theslopeofcurvesisdescribedbycoefficienty.Neutralvalueisassumedas

Y=1,they>1couldbeassumed

asaverseforriskwithaccidentwithlargenumberoffatalitiesbutwithsmall

probabilityarelessaccepted(hanaccidents

withlessnumberoffatalities.

Thelogarithmiccoordinatesareoftencriticised.TheexceptionareAustralian

guidelinesANCOLD|Heinrichs

iFell,1995],wherethecriterialinesarecurvedtotopintheirmiddleareas.Fig.4.

presentsALARPareasusedin

Netherlands[MHLUPE,1988]andGreatBritain[HSE,1989].Thedifferenceis

slopeofcurveswhichshowsdifferent

relationtoaccidentswithhighrateoffatalities.

匕陟=&1,/尸(丫—VMAX)=PwAJ/(y)力

>9MAX

3.METHODSOFCOLLISIONPROBABILITYASSESSMENT

3.1.Generalmodelofshipscollisiononrestrictedwaters

Theassumptionofthismodelisthatshipmovesalongpredefinedroutexwith

followingprobability

ofaccident:

where:PSA/A=conditionalprobabilityofseriousaccident;f(y)=thcdistributionof

shipsposition;yMAX二distancefromto

thecentreofthewaterway(route)tothewaterwayborder.

ProbabilityofseriousaccidentPSA/AcouldbedefinedbytheHeinrichratio

(coefficientofseriousaccident)or

detailedconsequenceanalysis.Oneofthemostimportantstagesofaccident

probabilityevaluationisstatisticalanalysis

oftheresults.Theprobabilisticconceptofsafetymanoeuvringareaispresentedin

Figure5.Thedistributionsare

stronglydependantofwaterwayareaarrangementandcouldbeevaluatedin

simulationsandvalidatedinreal

Experimentations.

Theothercommonapplied

distributionfunctionsare:

-uniform[Gluver&Olsen1998],

-mixtureofnormalanduniform,

-otherasymmetricalforexampleRayleigh,Weibull,exponential,extremevalue

etc.[Iribarren

1999].

3.2.Empiricalmethods

P.4W=PSA/V-y^AX)=^SA/AJ/(y)办

yjmx

Empiricalmethodsarewidelyusedespeciallyinconsequencesassessment.The

resultsachievedare

significantlylimitedtodatapossessedandaccuracyisquitelow.

3.3.Simulationmethods

Simulationmethodsaremostpopularandaccurateatthemoment.Themost

importantmethodin

determinationofshipscollisionprobabilityiswiderangeofmodelexperiments.The

mostimportantsimulation

methodsare:

1.methodsapplyingrealmodelsoftheships,

2.methodsapplyingcomputermodelsoftheships:

a.realtimemanoeuvringsimulators(manintheloop),

h.fasttimemanoeuvringsimulators(withcomputermodelofthenavigator),

3.shiptrafficstreamcomputermodels,

4.MonteCarlomodels.

Theaccuracydependsofthedesiredinresearcheslevelofadequacy.Sometimesthe

simplified

modelsaremoresuitableforresearchesduetocostandtimeofpreparation.

3.3.1.Shipmaneuveringsimulations

Themostimportantelementsofthesemodelsarehydrodynamicmodeland

visualizationofenvironment.

Usuallymodelsassurefullinteractionwithenvironmentandgivepossibilityto

simulatefollowingeffects:

-thrustandsideibreeofpropellers,

-rudderforces,

-thrustersforces,

一current,windandiceforces,

-canalandbankeffects,

-mooringline,anchor,fenderandtugsforces.

Oneofthemostimportantfactorsinsimulationmodelsisthevisualizationof

navigationalsituation.Thereare

twomaintypesofvisualizatio