论文总字数：21321字

摘 要

随着航运业的快速发展和长江经济带战略的施行和推进，长江内的通航条件不断提升、码头设施不断完善，使得内河船舶数量和货运量急速增加。锚地作为保障港口正常运行的基础设施，不仅可以为船舶提供避风、避浪、过驳等安全保障，还在一定程度上减少了港口设备空闲时间，提高了港口运行效率。锚地容量规模的研究对港口的安全建设和发展、提高通行效率、促进经济发展有着十分重要的意义。本文通过对国内外有关锚地容量规划的相关文献进行收集分析，总结了现有锚地规模确定研究方法。介绍了AIS系统和AIS数据的特点并说明了AIS大数据在锚地规划当中的运用方法。通过对船舶AIS数据的收集分析以获取某一地区内的海上交通特征，以此为依据结合相关的锚地规模确定方法对港口锚位数量进行计算。最后以九江港为案例，以该港危化品船锚地建设规模为研究对象，利用AIS信息平台船讯网收集港内船舶信息，以排队论为基础建立港口排队模型，对九江港内危险化学品船舶锚地容量和规模进行了分析和研究，具体说明了AIS大数据在锚地规划当中的运用。对于利用AIS数据来确定港口锚地规模具有一定的指导意义。

关键词：锚地规模；AIS大数据；排队论；内河港口；

Abstract

With the rapid development of the shipping industry and the implementation and promotion of the Yangtze River Economic Belt strategy, the navigation conditions and terminal facilities in the Yangtze River are constantly improving, which makes the number of inland ships and freight volume increase rapidly. As the infrastructure to ensure the normal operation of the port, anchorage can not only provide the safety guarantee for ships to avoid wind, waves and barges, but also reduce the idle time of port equipment to a certain extent and improve the operation efficiency of the port. The study of anchorage capacity scale is of great significance to the safety construction and development of the port, the improvement of traffic efficiency and the promotion of economic development. In this paper, through the collection and analysis of the domestic and foreign related literature on anchorage capacity planning, the existing research methods of anchorage scale determination are summarized. This paper introduces the characteristics of AIS system and AIS data, and explains the application method of AIS big data in Anchorage planning. Through the collection and analysis of AIS data of ships to obtain the characteristics of marine traffic in a certain area, based on this, combined with the relevant anchor size determination method to calculate the number of port anchorage. Finally, taking Jiujiang port as an example, taking the construction scale of dangerous chemical ship anchorage as the research object, using the AIS information platform ship information network to collect the information of ships in the port, and based on the queuing theory to establish the port queuing model, the capacity and scale of dangerous chemical ship anchorage in Jiujiang port are analyzed and studied, and the application of AIS big data in Anchorage planning is specifically illustrated. It has a certain guiding significance for the use of AIS data to determine the scale of port anchorage.

Key Words：Anchorage scale；AIS big data；Queuing Theory；Inland port

目录

第1章 绪论 1

1.1 论文选题背景及意义 1

1.1.1 论文选题背景 1

1.1.2 论文研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 主要研究内容 2

第2章 AIS数据及其应用 4

2.1 AIS系统简介 4

2.1.1 AIS数据类型与更新频率 4

2.1.2 AIS数据特点 5

2.2 基于AIS大数据的锚地建设规模 5

2.2.1 基于AIS大数据的锚泊尺度确定 6

2.2.2 AIS数据的其他运用 7

第3章 锚地规模计算模型构建 8

3.1 排队论概述 8

3.1.1 排队系统组成及表示方法 8

3.1.2 排队系统表示方法 9

3.1.3 排队系统主要描述指标 10

3.2 基于排队论的锚地规模计算模型 10

第4章 实例计算和分析 14

4.1 港口概况 14

4.1.1 九江港危化品泊位信息 15

4.1.2 九江港危化品船舶信息 16

4.1.3 九江港锚地现状 17

4.2 锚地规模计算分析 17

4.2.1 排队模型相关参数确定 17

4.2.2 锚位数量计算和分析 18

4.2.3 锚地面积计算和分析 19

第5章 结论与展望 21

参考文献 22

致谢 24

绪论

论文选题背景及意义

论文选题背景

工业化基础对于国家和社会的发展至关重要，不仅是社会发展的必由之路也是城市发展的主要动力。我国已是工业化大国，对于工业化发展中重要环节之一的运输来说，水路运输以其运输数量大运输成本低的优势是化工企业的主要选择之一。随着航运业的不断发展，内河港口的数目和规模不断增加，船舶也越来越趋于大型化，这使得港口吞吐量逐年增加的同时也使得船港口内交通环境变得更加复杂，这对于港口水域合理利用提出了更高的要求。港口水域合理规划中最重要的环节之一就是港口锚地规模的确定，确定合理的港内锚地规模不仅有助于提高船舶通行效率，改善船舶航行条件与促进港区内交通情况，从而发挥港口优势并扩大港区的吞吐能力，而且可以避免港口资源的闲置与浪费，为港口的可持续发展提供保障。因此，锚地建设规模的研究对港口的安全建设和发展、提高通行效率、促进经济发展有着十分重要的意义。

船舶自动识别系统（Automatic Identification System，AIS）是近年来广泛使用的一种船舶数字化助航系统，不仅能够有效的提升航行安全，还能为海上交通管理提供丰富的船舶信息。通过对AIS数据的收集分析，可以得到港口内的交通流信息以及船舶密度和船舶密度分布等信息，从而为港口锚地、码头设施的建设提供一定依据和数据支持。

论文研究意义

锚地作为保障港口正常运营的基础性设施，合理的锚地规模对于港口的安全高效发展有着积极的作用。锚地不仅能够为船舶提供避风、避浪、待泊场所，还在一定程度之上减少了港口泊位的等待时间，提高了泊位的利用率以及整个码头的施工作业效率，促进了港口和周围地区经济的发展。对于内河港口锚地来说，港口本身可供锚泊的水域有限，更应当合理规划和设计好锚地规模与地理位置。锚地容量不足会使得船舶随意锚泊，造成船舶搁浅或航道拥挤的现象发生，从而增加船舶碰撞的危险，对水域环境和人身安全都造成严重的威胁；而锚地规模过大同样会挤占内河航道，对过往正常船只造成风险。因此，确定与锚地所在港口相适应的合理的锚地规模不仅能为港口的发展提供保障，还避免了港口资源的闲置与浪费，提高了港口运行效率，锚地容量的研究对港口的建设及发展有着十分重要的意义。

国内外研究现状

关于锚地规模的研究早在1993年出版的《港航工程与规划》中介绍了两种确定锚位数量的方法^[1]，是在结合预期港口吞吐量和假设船舶进出港口时各锚泊一次的情况之下对港口所需锚位进行估算，但是用这种方法并没有考虑到靠泊到港随机性以及港口装卸货规律，与港口的实际情况往往具有较大的误差。之后徐利斌通过考虑港口内不同类型的单锚泊船舶锚泊时的所需水深、面积，以及港口主要船舶类型，估算了舟山港锚地容量，得出锚地容量与锚地面积、船舶锚泊尺度、船舶分布有关^[1]；日本学者井上三欣等人研究了锚地允许最大船舶数量和蒙特卡罗统计模拟方法，并阐述了两种方法之间的关系。还对船舶在锚地内安全距离进行了研究，从而总结得出了船舶之间安全距离确定公式^[2]；朱军等人采用概率论中的Г分布对天津港中锚泊船之间距离进行拟合，为在锚地规划工作中锚泊船船位分布符合Г分布提供了重要的理论依据^[3]；宋杨利用了AIS当中的静态信息计算船舶锚泊所需水域半径以及两锚位之间的关系，为锚地建设规模确定、船舶安全通航提供了理论依据^[4]。

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