论文总字数：24545字

摘 要

为更好地保障LNG船舶航行安全，降低通航风险，提高航道通航效率，合理设置LNG船舶进江航行安全距离，本文提出一种基于跟驰理论及船间效应的LNG船舶进江航行安全距离设置方法。研究基于船舶交通流跟驰理论和船间效应，从长江实际条件出发，对长江水域通航环境及LNG运输船舶的船型尺度及操作特性等进行分析，提炼LNG运输船舶进江航行安全距离设置影响因素，基于跟驰理论及船间效应计算方法确定LNG运输船舶在长江干线水域航行所需的纵向、横向安全距离，并以目前长江航行的LPG船型作参考和比对，设计LNG船舶进江航行安全距离。以保证LNG运输船舶航行安全，同时也为了降低事故危害。

首先，对长江干线水域通航环境进行分析。通过收集长江干线气象水文资料、水上交通事故资料，分析长江干线水域通航环境特点。

第二，对LNG运输船舶操纵特性进行分析。通过对比其他船舶的船型尺度和操作特性，分析LNG运输船舶的操纵特性。

第三，通过了解船舶交通流跟驰理论的计算方法和船间效应，设计长江水域航行的LNG船舶所需的纵向安全距离和横向安全距离。

最后，基于以上理论方法，选取对比船型和典型水域，对LNG运输船舶的安全距离进行对比分析，验证纵向、横向安全间距的可行性。表明该方法对于进江航行的LNG船舶设置安全距离有明显帮助，能够更好地保障LNG船舶在长江安全航行，在保证船舶安全的前提下提高船舶通过能力，充分利用长江黄金水道资源，同时为海事部门的监管以及交通组织提供参考。

关键词：跟驰理论；船间效应；LNG船舶；安全距离设置

Abstract

In order to better guarantee the navigation safety of LNG ships and set a safe distance into the river, this paper proposes a method for setting the safe distance of LNG ships into the river based on the car-following theory and the inter-ship effect. This method is based on understanding the calculation method of ship traffic flow following theory and the intership effect, starting from the actual conditions of the Yangtze River waters, analyzing the navigation environment of the Yangtze River waters and the ship type scale and operating characteristics of the LNG transport ships, etc. Influencing factors for setting the safe distance of the Yangtze River navigation, on this basis, based on the car-following theory and the inter-ship effect calculation method, determine the longitudinal and lateral safety distances required for LNG carriers to sail in the waters of the Yangtze River trunk line, and use the current LPG ship type for the Yangtze River For reference and comparison, design a safe distance for LNG ships to sail into the river. To ensure that the pilot has sufficient reaction time to respond to emergencies, to ensure the safety of navigation, but also to reduce accident hazards.

First, analyze the navigation environment of the main waters of the Yangtze River. By collecting meteorological and hydrological data and water traffic accident data on the main waters of the Yangtze River, and analyzing the impact on the navigation environment of the main waters of the Yangtze River.

Then, the maneuvering characteristics of LNG transport ships are analyzed. By comparing the scale and operating characteristics of LNG ships and other ships, the handling characteristics of LNG ships are analyzed.

Then, by understanding the calculation method of the ship's traffic flow following theory and the inter-ship effect, the longitudinal safety distance and lateral safety distance required for the LNG ships sailing in the Yangtze River waters are designed.

Finally, based on the above theoretical methods, the comparison ship type and typical waters are selected, and the safety distance of the LNG transport ship is compared and analyzed to verify the feasibility of the longitudinal safety distance and the transverse safety distance. It shows that this method is obviously helpful for setting safe distance for LNG ships sailing into the river, and can better guarantee the safe navigation of LNG ships in the waters of the Yangtze River and rational use of resources. Provide unified standards for the safety distance setting of LNG ships entering the river, and provide a basis for distance judgment for LNG ships to sail safely in the Yangtze River.

Key words: Car-following theory; intership effect; LNG ship; safe distance setting

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 LNG船舶事故 1

1.2.2 LNG船舶航行安全距离设置现状 6

1.2.3 船间效应研究现状 7

1.2.4 LNG船舶交通组织研究现状 7

1.3 论文主要研究内容 8

第2章 航行安全距离设置研究方法 10

2.1 LNG船舶航行安全距离设置的作用及其影响因素 10

2.1.1 LNG船舶航行安全距离设置的作用 10

2.1.2 LNG船舶航行安全距离设置的影响因素 10

2.2 跟驰理论 11

2.2.1 跟驰理论模型 11

2.2.2 跟驰理论在航海中的应用 13

2.3 船间效应 13

2.3.1 船间效应模型 13

2.3.2 船间效应影响因素 16

2.3.3船间效应对LNG船舶航行的影响 16

第3章 LNG船舶航行安全距离设置方法研究 18

3.1 LNG船舶安全距离设置 18

3.1.1 基于规范的LNG船舶航行安全距离设置 18

3.1.2 基于跟驰理论及船间效应的安全距离设置 20

3.2 LPG船舶航行安全距离现状分析 23

3.2.1数据统计 23

3.2.2数据处理 24

3.2.3 距离量化 26

3.3 实例对比 27

3.4 本章小结 27

第4章 总结 28

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

1.1 研究的目的和意义

天然气作为一种具有高热值和低污染的清洁能源被世界各国广泛应用，国内对液化天然气的消费需求也在迅速增长，天然气的开发利用与天然气的运输密不可分，而LNG船舶属于危险品船舶，其装载运输的液化天然气具有易燃、易爆等特殊危险性。

随着“气化长江”战略的实施，LNG运输船舶进出长江的趋势日益增加。因长江航段船舶交通流密度大、航行状况复杂，LNG船舶进入长江航行存在较大航行风险。由于LNG船舶货物的特殊性和危险性，一旦发生事故，会对周围船舶的航行安全以及船上人员的人身财产安全等造成很大的威胁，并对水域环境造成极大的危害，严重影响航行安全以及内河航道的通航效率。为避免事故发生，保证驾驶员有充足的反应时间来应对紧急情况，确保航行的安全，同时也为了降低事故危害，对LNG船舶内河航行设置移动安全距离是十分必要的。

随着长江船流量的增加和船舶规模的扩大，航道宽度已成为导致碰撞的重要因素，特别是长江沿岸的宽度限制，在长江行驶的船舶除了需要时刻保持跟前船的安全距离外，还需注意船间效应对船舶安全航行的影响。因此基于跟驰理论及船间效应的计算方法，确定LNG运输船舶在长江干线水域航行所需的纵向、横向上的安全距离是更安全合理的。基于此方法，研究LNG船进入长江航行安全距离的设定，为LNG船航行安全距离的设定提供了统一的标准。同时，为海事部门设置LNG船进入长江航行的安全距离设置提供参考，从而提高了船舶交通的安全性，确保船舶的经济航行和提高运输效率，对降低运行成本，避免发生水上交通事故，减少船舶运输对环境的影响具有重要意义。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 LNG船舶事故

自1959年LNG船舶航行至今，由于LNG行业安全措施及法律法规健全，并且 LNG船舶本身具有双层船壳结构，几乎没有发生过重大的LNG事故。根据DNV、Lloyds、SIGTTO、OSC和其他组织多年来对液化天然气船舶事故的跟踪研究，到目前为止，已有54起LNG船舶事故，并有较详细的记录。就过去的液化天然气船舶事故进行分析，事故的主要原因是碰撞和搁浅，船舶工艺系统故障或设备故障等。事故主要发生在装卸货港口和海上航行的过程中，以下是对LNG船舶事故的统计。

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