一、研究目的及意义

在经济全球化日益发展的当下，海上货物运输在世界经济和国际贸易中的地位越来越重要，为满足不断增加的海上运输需求，船舶也在朝着大型化的方向发展。随着船舶日趋大型化，问题也接踵而来，首当其冲的便是大型船舶靠离码头时的操纵性问题。船舶的大型化意味着船舶的载重质量增大、惯性更大、尺度更大、吃水更深，受风、浪、流的影响也就更大，运动状态难以控制。不同与海上航行时的宽阔水域，港区内的水域往往较为狭小且水深相对较浅，使得大型船舶在港区内的操纵受到限制。同时,随着海上航运的发展，船舶货运周期日益缩短,进出港口的船舶数量和密度不断上升,这就要求船舶能够更为安全可靠，更有效率地靠离码头，装卸货物。而船舶的大型化不仅给船舶靠离泊、进出码头带来困难，增加运营成本，更给港区内的安全作业带来隐患。

大型船舶的港内操纵和靠离泊存在诸多困难，但是目前国内各港口仍未有一套行之有效的大型船舶的靠离泊方案，大多凭借港口作业人员和船舶驾驶员习惯和经验进行操作，这极大地降低了港口的工作效率，增大了大型船舶靠离码头的安全隐患。为解决这一现状，亟需制定出一套大型船舶安全有效地靠离码头的方案，而分析大型船舶的港内操纵和靠泊性能，对大型船舶靠离泊过程的操纵运动进行仿真研究则是最为基础也是至关重要的一环。综上所述，对大型船舶靠离码头操纵运动建模及仿真计算有如下意义：

（1）提高船舶驾驶人员在港区航行时的操纵水平

大型船舶在港区内的操纵特性有别于宽阔海域上的航行。针对港区内浅水、低速航行的特性，建立大型船舶港内航行的操纵运动数学模型，分析港内航行操纵特性，使船舶驾驶人员更加熟悉大型船舶在港区航行的特点，提高大型船舶的操纵效率和安全性。

（2）提高港口的作业效率，降低成本

通过对大型船舶靠离码头的操纵运动分析，使船舶能够快速、安全地靠离码头，减少码头的占用时间，降低船舶的运营周期。港口可以提前预知大型船舶的靠离路线，有利于港口工作人员统一协调各船舶进出码头的时间和路线，提高运营效率。同时，可以准确安排大型船舶靠离码头所需的拖轮数量，有效地调度港内的工作船舶，降低港口的作业成本。

（3）为进一步的研究做理论基础

目前，国内外各港口大型船舶的靠离码头大多通过拖轮等外力的协助完成，而更为经济、有效的自动靠泊方式仍在研究阶段。大型船舶的自动靠泊仍是以船舶的操纵运动数学模型为基础的。因此，对大型船舶靠离码头操纵运动建模及仿真计算可以为自动靠泊研究提供理论基础。

二、国内外研究现状