[发明专利]一种基于船舶交通流调查的通航桥梁优化设计方法

说明书

本发明公开了一种基于船舶交通流调查的通航桥梁优化设计方法，包含：S1、对拟建桥梁处的河道和周边信息、船舶交通流信息进行采集；S2、以基本船撞桥模型为基础，进行船撞桥概率模型的修正；S3、基于S2，建立船撞桥概率数学模型；S4、基于S1采集的数据和S3所得的船撞桥概率数学模型，计算桥梁建成后的船撞桥概率，预计最小化船撞桥概率，得到最小化船撞桥概率的方案。其优点是：该方法在桥梁设计阶段将桥梁船撞概率完全消除或尽可能降低，从而让桥梁从设计之初拥有免疫船撞的基因，以便保障桥区水域的船桥共同安全。

技术领域

本发明涉及水上交通领域，具体涉及一种基于船舶交通流调查的通航桥梁优化设计方法，其包含船舶交通流的调查以及基于船舶交通流调查预测的最小化船撞桥概率，以优化桥梁设计。

背景技术

目前水路运输仍然是一种非常重要的运输方式，航道的设置尤为重要，其中不乏涉及铁路桥、公路桥等桥梁的建设。随着桥梁的建设和航道的发展，船撞桥事故频繁发生，严重的甚至会造成船沉桥塌人亡，这无疑是巨大的损失。船撞桥概率的影响因素很多，比如船长的操纵失误、判断失误以及桥梁的建设是否合理等。桥梁的建设在一定程度上限制了航道的通行能力，船撞桥的风险也因此增加。综上，我们需要在桥梁规划设计阶段就考虑到桥梁被船撞的概率，若能在桥梁设计阶段将桥梁船撞概率完全消除或尽量降低，就有可能使得桥梁在一开始就获得免疫船撞的基因。但是现有的一些风险评价都是建立在桥梁已经建好的情况下，且没有进行定量的分析评价，不便于通航桥梁优化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于船舶交通流调查的通航桥梁优化设计方法，通过对拟建桥梁处的河道和周边信息、船舶交通流信息进行采集，以基本船撞桥模型为基础，进行船撞桥概率模型的修正，建立船撞桥概率数学模型，并据此计算桥梁建成后的船撞桥概率，预计最小化船撞桥概率，得到最小化船撞桥概率的方案，作为桥梁防撞设施设备配置的依据。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于船舶交通流调查的通航桥梁优化设计方法，包含：

S1、对拟建桥梁处的河道和周边信息、船舶交通流信息进行采集；

S2、以基本船撞桥模型为基础，进行船撞桥概率模型的修正；

S3、基于所述步骤S2，建立船撞桥概率数学模型；

S4、基于所述步骤S1采集的数据和步骤S3所得的船撞桥概率数学模型，计算桥梁建成后的船撞桥概率，预计最小化船撞桥概率，得到最小化船撞桥概率的方案。

可选的，所述步骤S1中，拟建桥梁处的河道和周边信息包含：

河道的宽度、水流速度、地形地质、周边是否有居住区、是否有影响交通流较大的设施设备。

可选的，所述步骤S1中，

采用AIS设备，将航经拟建桥梁处附近水域的船舶在电子海图综合显示平台实时动态显示，以得到船舶交通流信息，所述船舶交通流信息包含船舶的位置分布、航速分布、船舶尺寸分布。

可选的，当所述船舶没有装载AIS设备或所述AIS设备未启动时，采用雷达和/或望远镜进行实地观测调查。

可选的，所述步骤S2中的基本船撞桥模型为AASHTO规范算法模型，船撞桥概率模型的修正包含：船型修正、上下水修正、大风修正和大雾修正，引入修正系数γ对AASHTO规范算法模型进行修正，修正系数γ为：