一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法，包括：根据各总长及各总长船舶数量占比确定船舶总长平均值，划定圆形船舶领域的大小范围；以圆形船舶领域为排布单元，采用密置堆积密集排布的方法，进行船舶密集排布，将排布单元布满开阔水域，借助外接六边形计算得出理论排布单元数量；利用模糊一致性改造确定各影响因素的权重因子，利用取值表确定各影响因素的修正幅度；根据理论排布单元数量及各影响因素的权重因子、修正幅度，计算得出实际排布单元数量；根据实际排布单元数量及开阔水域面积计算得到基于船舶密集排布的船舶最大密度。采用本发明专利技术能满足船舶于开阔水域中自由进行转向、掉头等航行的需要，保证安全、防止碰撞。止碰撞。止碰撞。
【技术实现步骤摘要】
一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法
[0001]本专利技术涉及船舶
，尤其涉及一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法。
技术介绍
[0002]开阔水域包括湖泊、水库等水域，为通航水域的一种。内河通航水域是指由海事管理机构认定的可供船舶航行的江、河、湖泊、水库、运河等水域。
[0003]船舶领域是船舶交通工程学中的一个重要的概念，船舶在航行时，在每艘船舶周围，需要有一个安全缓冲领域，即船舶领域，他船若不进入本船的船舶领域则可保证安全、防止碰撞。
[0004]现有船舶领域按形状可分为椭圆形船舶领域、矩形船舶领域、瓜子形船舶领域，上述各形状船舶领域船舶前后两侧范围大于左右两侧。这些形状的船舶领域适用于在航线水域中航行的船舶，若船舶于开阔水域中自由进行转向、掉头等航行时则不适用。
[0005]现有确定水域中船舶密度的技术从环境影响的方面入手，船舶密度的大小与船舶污染物的排放强弱相关，在污染物排放不增加的前提下，可计算出水域内船舶的最大密度。
[0006]综上所述，现有技术不能在保证安全、防止碰撞前提下的获取开阔水域内船舶最大密度。上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
技术实现思路
[0007]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法，解决现有技术不能在保证安全、防止碰撞前提下的获取开阔水域内船舶最大密度的问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法，包括如下步骤：
[0009](1)根据各总长及各总长船舶数量占比确定船舶总长平均值，进而划定圆形船舶领域的大小范围，其包括：
[0010]圆形船舶领域能满足船舶于开阔水域中自由进行转向、掉头等航行的需要，船舶总长将直接决定圆形船舶领域的大小，圆形船舶领域是以四倍的船舶总长为半径的正圆，圆形船舶领域的半径为四倍船舶总长平均值；
[0011](2)以圆形船舶领域为排布单元，采用密置堆积密集排布的方法，进行船舶密集排布，将排布单元布满开阔水域，借助外接六边形计算得出理论排布单元数量，其包括：
[0012]一个圆形船舶领域与其他六个圆形船舶领域紧密相邻，被其他六个圆形船舶领域环绕；
[0013]一个圆形船舶领域其周围紧密相邻的六个圆形船舶领域拥有共同的外接六边形，外接六边形外接于六个圆形船舶领域，外接六边形中包含七个圆形船舶领域，外接六边形的面积计算公式为：
[0014]S1＝25.84R2＝414L2[0015]其中S1为外接六边形1的面积，R为圆形船舶领域半径，L为船舶总长平均值；
[0016]排布单元进行密置堆积排布，布满开阔水域后，将得到多个外接六边形，各外接六边形的面积相同，每个外接六边形中包含七个圆形船舶领域，各外接六边形之间仅有小范围重叠区域，各外接六边形彼此相接，布满开阔水域，开阔水域内外接六边形的数量可由开阔水域的面积与外接六边形的面积做除得到，开阔水域内理论排布单元数量的数量为外接六边形数量的七倍，理论排布单元数量计算公式为：
[0017][0018]其中N
21
为理论排布单元数量，N
11
为外接六边形1数量，S为开阔水域3面积；
[0019](3)利用模糊一致性改造确定各影响因素的权重因子，利用取值表确定各影响因素的修正幅度，其包括：
[0020]各影响因素指的是对船舶最大密度造成影响的因素，影响因素共六个，包括水域环境影响因素、码头影响因素、过河建筑物影响因素、天气影响因素、船速影响因素、船舶技术影响因素；
[0021]利用模糊一致改造，构建各影响因素的优先关系矩阵、模糊一致矩阵，利用各影响因素的权重因子计算公式计算各影响因素的权重因子；
[0022]利用影响因素的修正幅度取值表，根据各因素的实际情况，在各因素修正幅度的最大值、最小值之间进行取值，作为各影响因素的修正幅度；
[0023](4)根据理论排布单元数量及各影响因素的权重因子、修正幅度，计算得出实际排布单元数量，其包括：
[0024]在理论排布单元数量及各影响因素的权重因子、修正幅度的基础上，利用实际排布单元数量计算公式，可计算实际排布单元数量，实际排布单元数量计算公式如下：
[0025][0026]其中N
22
为实际排布单元数量，N
21
为理论排布单元数量，w
i
为各影响因素的权重因子，δ
i
为各影响因素的修正幅度；
[0027](5)根据实际排布单元数量及开阔水域面积计算得到基于船舶密集排布的船舶最大密度，其包括：
[0028]在实际排布单元数量的基础上，利用船舶最大密度计算公式，可计算实基于船舶密集排布的船舶最大密度，船舶最大密度计算公式如下：
[0029][0030]其中D1为基于船舶密集排布的船舶最大密度，S为开阔水域面积，N
22
为实际排布单元数量。
[0031]步骤(1)所述根据各总长及各总长船舶数量占比确定船舶总长平均值包括：
[0032]开阔水域内船舶一般未达到最大密度，各总长及各总长船舶数量占比的确定应以当前正常营运的各船舶总长及各总长船舶数量占比为基本依据，同时考虑未来发展或既定规划中的各船舶的总长及各总长船舶数量占比。
[0033]步骤(3)所述利用模糊一致改造，构建各影响因素的优先关系矩阵、模糊一致矩阵如下：
[0034][0035][0036]其中A
11
为各影响因素的优先关系矩阵，A
12
为各影响因素的模糊一致矩阵，六个影响因素在各影响因素的优先关系矩阵中的顺序为：水域环境影响因素、码头影响因素、过河建筑物影响因素、天气影响因素、船速影响因素、船舶技术影响因素，若本影响因素相对另一影响因素更为优先时，则该位置处的元素值为1.0，若不及另一影响因素优先，则该位置处的元素值为0.0，本影响因素相对本影响因素处的元素值为0.5。
[0037]步骤(3)所述利用各影响因素的权重因子计算公式计算各影响因素的权重因子如下：
[0038][0039]其中w
i
为各影响因素的权重因子，r
ij
为各影响因素的模糊一致矩阵中的元素，n为矩阵的阶数。由各影响因素的权重因子计算公式，计算得出水域环境影响因素、码头影响因素、过河建筑物影响因素、天气影响因素、船速影响因素、船舶技术影响因素的权重因子分别为 0.18、0.22、0.15、0.12、0.25、0.08，上述六个影响因素的权重因子之和为1。
[0040]本专利技术的有益效果在于：
[0041]本专利技术提供的开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法，根据各总长及各总长船舶数量占比确定船舶总长平均值，利用船舶总长平均值划定圆形船舶领域的大小范围，圆形船舶领域能满足船舶于开阔水域中自本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种开阔水域基于船舶密集排布的船舶最大密度获取方法，其特征在于，包括：(1)根据各总长及各总长船舶数量占比确定船舶总长平均值，进而划定圆形船舶领域的大小范围，划定圆形船舶领域的大小范围是指圆形船舶领域能满足船舶于开阔水域中自由进行转向、掉头航行的需要，船舶总长将直接决定圆形船舶领域的大小，圆形船舶领域是以四倍的船舶总长为半径的正圆，圆形船舶领域的半径为四倍船舶总长平均值；(2)以圆形船舶领域为排布单元，采用密置堆积密集排布的方法，进行船舶密集排布，将排布单元布满开阔水域，借助外接六边形计算得出理论排布单元数量，其包括：一个圆形船舶领域与其他六个圆形船舶领域紧密相邻，被其他六个圆形船舶领域环绕；一个圆形船舶领域其周围紧密相邻的六个圆形船舶领域拥有共同的外接六边形，外接六边形外接于六个圆形船舶领域，外接六边形中包含七个圆形船舶领域，外接六边形的面积计算公式为：S1＝25.84R2＝414L2其中S1为外接六边形1的面积，R为圆形船舶领域半径，L为船舶总长平均值；排布单元进行密置堆积排布，布满开阔水域后，将得到多个外接六边形，各外接六边形的面积相同，每个外接六边形中包含七个圆形船舶领域，各外接六边形之间仅有小范围重叠区域，各外接六边形彼此相接，布满开阔水域，开阔水域内外接六边形的数量可由开阔水域的面积与外接六边形的面积做除得到，开阔水域内理论排布单元数量的数量为外接六边形数量的七倍，理论排布单元数量计算公式为：其中N
21
为理论排布单元数量，N
11
为外接六边形1数量，S为开阔水域3面积；(3)利用模糊一致性改造确定各影响因素的权重因子，利用取值表确定各影响因素的修正幅度，其包括：各影响因素指的是对船舶最大密度造成影响的因素，影响因素共六个，包括水域环境影响因素、码头影响因素、过河建筑物影响因素、天气影响因素、船速影响因素、船舶技术影响因素；利用模糊一致改造，构建各影响因素的优先关系矩阵、模糊一致矩阵，利用各影响因素的权重因子计算公式计算各影响因素的权重因子；利用影响因素的修正幅度取值表，根据各因素的实际情况，在各因素修正幅度的最大值、最小值之间进行取值，作为各影响因素的修正幅度；(4)根据理论排布单元数量及各影响因素的权重因子、修正幅度，计算得出实际排布单元数量，其包括：在理论排布单元数量及各影响因素的权重因子、修正幅度的基础上，利用实际排布单元数量计算公式，可计算实际排布单元数量，实际排布单元数量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李响，高嵩，刘畅，骆义，刘文迪，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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