[发明专利]基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法

权利要求书

1、一种基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法，所采用的方法是：以某一水域通航风险的现状和未来为研究对象，根据该水域历史的和当前的交通状况，分析水域的通航环境的特征，结合该水域水上交通事故的特点，建立船舶碰撞、船舶搁浅事故风险评价和预测模型，评价水域通航条件的变化对水域通航环境产生的影响以及相应的通航风险，直观地体现出水域风险的地理分布，并对未来的水上交通风险进行动态预测。

2、如权利要求1所述的基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法，其特征在于：建立船舶碰撞风险评价和预测模型的步骤是：

第一步骤：在研究水域利用交通调查、历史数据收集和专家询访等方法获取研究水域的船舶类型分布、尺度分布、速度分布、会遇距离、交通量分布、交通流密度分布、航道宽度、会遇角度、地理信息、当地水上交通安全规定的资料和数据；

第二步骤：结合研究水域的地理信息和航道状况使用MapinfoProfessional软件对水域进行网格化处理，就每一个单元格对船舶交通量分布、尺度分布、速度分布、交通流密度分布、会遇角度等进行细化；

第三步骤：通过数据拟合方法对研究水域能见度、风力和船舶尺度等因子与船舶碰撞事故的关系进行确定；

第四步骤：对调研搜集的近年来该水域交通信息进行处理计算每个单元格的会遇率，并根据该水域能见度、风力和船舶尺度等因子计算近年来该水域船舶碰撞频率，然后使用Mapinfo Professional软件将碰撞风险的地理分布显示出来；

第五步骤：使用近年来实际的碰撞事故地理分布对模型进行验证；

第六步骤：运用船舶碰撞预测模型分析处理综合港航仿真系统的仿真结果，预测将来该水域船舶碰撞频率。

3、如权利要求1所述的基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法，其特征在于：建立船舶搁浅风险评价和预测模型的步骤是：

步骤1：在研究水域利用交通调查、历史数据收集和专家询访等方法获取研究水域的水深分布、船舶类型分布、尺度分布、速度分布、交通量分布、交通流密度分布、航道宽度、地理信息、当地水上交通安全规定等资料和数据；

步骤2：就每一个单元格对船舶交通量分布、尺度分布、速度分布、交通流密度分布、水深分布、航道宽度等进行分析，计算每一个单元格的搁浅频率；

步骤3：对调研搜集的近年来该水域交通信息进行处理并根据上述模型进行计算，求得将来该水域船舶搁浅频率分布。

4、如权利要求2所述的基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法，其特征在于：第三步骤中水域能见度、风力和船舶尺度等因子与船舶碰撞事故的关系进行确定方法是：

船舶碰撞能见度因子为：

式中：V-水域船舶碰撞能见度因子；

v-能见度(海里)；

V_w-该水域船舶碰撞能见度权重；

船舶碰撞风力影响因子为：

式中：W-该水域船舶碰撞风影响因子；

w-风力(级)；

W_w-该水域船舶碰撞风影响权重；

船舶碰撞/尺度影响因子表达为：

T_j＝(0.297t_j1+0.102t_j2+0.237t_j3+0.363t_j4)×T_w

式中：T_j：第j单元格该水域船舶碰撞/尺度影响因子；

t_j1：第j单元格0～5000吨船舶所占比例；

tj₂：第j单元格5000～10000吨船舶所占比例；

t_j3：第j单元格10000～20000吨船舶所占比例；

t_j4：第j单元格20000吨以上船舶所占比例；

T_w：船舶尺度权重。

5、如权利要求3所述的基于地理信息系统的水上交通风险评价及预测方法，其特征在于：步骤2中船舶搁浅频率计算模型为：

FG=Σi=1UΣk=1TΣl=1SNikl*∫Wikl∞12πσe-X22σ2dX*F1*F2]]>

式中：U＝网格单元的数量，

T＝船舶类型分类数，

S＝船舶尺度分类数，

N_ik1＝第i主单元格内，第k类船舶中第1类尺度的船舶数量，

W_ik1＝第i副单元格内，若第k类船舶中第1类尺度的船舶吃水小于水深，距航道中心线距离，

F₁＝能见度影响参数，

F₂＝风力影响参数。