基于操纵模拟的内河港口受限水域船舶靠离泊方法研究

高 曦

(武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065)

作为我国交通“十三五规划”实施的重大成果之一，水路交通迎来了重大发展机遇，港口工程建设的好坏已经成为制约航运发展的关键因素。船舶多样化与现有港口航道通航条件之间存在的矛盾日益突出，在一定程度上限制了行业的发展[1]。船舶操纵模拟器既可用于船舶航行水域环境仿真，又能根据其操纵特性对船舶进行回旋及靠离泊等模拟操作[2-3]，从而验证港区码头受限水域能否满足代表船型靠离泊作业要求。

从经济性来说，船舶操纵模拟器能大幅减免人力、物力的消耗，达到循环利用；从安全性来说，一切都是在计算机虚拟环境下运行，保障了其安全性；从通用性来说，船舶操纵模拟器是根据STCW公约相关规定制造设计的，金一丞等[4]提出了船舶操纵模拟器与STCW78/95修正案之间是相互制约和发展的关系，保障了其结果的可靠性。因此，船舶操纵模拟器应用在航道港口建设中不但可以降低工程花费，保障船舶航行安全，还能优化航道，增加港口经济效益，从而提升竞争力[5]。

针对港区码头通航条件随季节变化的问题，本文重点研究了该水域一年中占多数时间的平滩流量期，在不同风况条件下船舶回旋及靠离泊的方法。

1 内河港口代表船型建模

船舶在水中所涉及到的力除了自身动力，还有风、流等外力。为了研究方便，通常把在忽略外力作用下船舶的运动模型[6]作为建立船舶运动数学模型的基础，此时船舶所受的力主要是船舶自身装置产生的力、水动力以及其他惯性力等，如图1所示。……