一种水域航运容量的计算方法与流程

本发明属于河湖航运，具体涉及一种水域航运容量的计算方法。

背景技术：

1、航运是综合立体交通运输体系中不可或缺的一环，具有成本低、能耗小、污染轻、运能大、效益高等十分明显的绿色特征。随着航运的高速发展，区域船舶交通容量发展到一定数量后，水上交通事故风险会增加，威胁水域航运的安全性。因此，计算水域航运容量对航运的健康发展具有重要意义。目前关于水域航运容量的计算主要基于通航安全的要求，通常采用船舶领域模型，但是缺少对研究水域运量的需求、水环境的考虑，对于具有旅游功能的水域(即有客运船舶运营的水域)，还缺少考虑旅游体验(即游客心理感知)对航运容量的约束，因此需要发明一种新的水域航运容量的计算方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种同时考虑水运需求、航行安全、心理感知和环境要求的水域航运容量的计算方法。

2、本发明采用的技术方案是：一种水域航运容量的计算方法，包括如下步骤：

3、步骤1：研究水域的数据采集，包括：航线数量n、通航尺寸类指标、运量类指标、船舶类指标、水环境管理类指标；

4、步骤2：根据运量类指标和船舶类指标，计算基于水运需求的水域航运容量；

5、步骤3：根据通航尺寸类指标和船舶类指标，计算基于航行安全的水域航运容量；

6、步骤4：根据水域客运船舶合理面积和通航尺寸类指标，计算基于心理感知的水域航运容量；

7、步骤5：根据水环境管理类指标，计算基于环境要求的水域航运容量；

8、步骤6：取步骤2至步骤5所计算的水域航运容量的最小值为航线航运容量；

9、步骤7：针对研究水域的航线数量n的每条航线，进行步骤2至步骤6计算，取所有航线航运容量的总和为水域总航运容量。

10、步骤1中：

11、通航尺寸类指标包括：每条航线的水域面积a、航道宽度w、航道里程l；

12、运量类指标包括：每条航线的航线正向年运量、近3年每月运量：

13、

14、船舶类指标包括：每条航线的运营船型a1、a2…an(载重吨(客位数)、运营船舶船型组合的每种船型占比pa1、pa2…pan、运营船舶平均载货率(平均载客率)、运营船舶平均年往返航次数m、代表船型船舶平均速度v、代表船型船长r、代表船型船宽s、现状运营船舶数量；

15、水环境管理类指标包括：主要污染物控制值、主要污染物其他污染源排放量和代表船型主要污染物排放标准；

16、主要污染物控制值：石油类为wm1、cod为wm2、bod5为wm3和nh3-n为wm4；

17、主要污染物其他污染源排放量：石油类为wo1、cod为wo2、bod5为wo3和nh3-n为wo4；

18、代表船型主要污染物排放标准：石油类为we1、cod为we2、bod5为we3和nh3-n为we4。

19、步骤2中基于水运需求的水域航运容量计算步骤如下：

20、基于水运需求的水域航运容量＝航线正向年运量÷单船正向年运量×时间不平衡系数；

21、式中：单船正向年运量＝运营船舶平均年往返航次数m×运营船舶平均载货率(运营船舶平均载客率)×运营船舶载货量(运营船舶载客位)；

22、

23、

24、步骤3中基于航行安全的水域航运容量计算步骤如下：

25、1)计算基本水域航运容量：

26、cb＝w×ρmax×v；

27、ρmax＝1/(r×s)；

28、式中：cb-基本水域航运容量；w-航道宽度；ρmax-单位水道宽度理论上船舶密度最大值；v-代表船型船舶平均速度；r-船舶领域长轴；s-船舶领域短轴；

29、2)计算可能水域航运容量：

30、cp＝η×cb；

31、式中：cp-可能水域航运容量；η-影响系数，根据影响因素分析及问卷调查确定；

32、3)基于航行安全的水域航运容量qp：

33、qp＝cp×t；

34、t＝l/v；

35、式中：t-船舶有效运营时间；l-航道里程；v-代表船型船舶平均速度。

36、步骤3中，船舶领域长轴r和代表船型船长r的比值在2.5-3.5，船长越大，比值相对越小；船舶领域短轴s和代表船型船长r的比值在1.5-1.9，船长越大，比值相对越大；船舶领域长轴r和代表船型船宽s的比值在16-21，船宽越大，比值相对越小；船舶领域短轴s和代表船型船宽s的比值在9-12，船宽越大，比值相对越大。

37、步骤4中基于心理感知的水域航运容量qs计算步骤如下：

38、qs＝a/p；

39、式中：a-水域面积；p-水域客运船舶合理面积，根据水域实际运营情况调查获取。

40、步骤5中基于环境要求的水域航运容量qe计算步骤如下：

41、针对当前水体水质达标的计算水域：

42、qe1＝wa1/we1；

43、wa1＝wm1-wo1；

44、qe2＝wa2/we2；

45、wa2＝wm2-wo2；

46、qe3＝wa3/we3；

47、wa3＝wm3-wo3；

48、qe4＝wa4/we4；

49、wa4＝wm4-wo4；

50、qe＝min(qe1qe2，qe3，qe4)；

51、式中：qe1-基于石油类污染物控制的水域航运量容量；qe2-基于cod污染物控制的水域航运量容量；qe3-基于bod5污染物控制的水域航运量容量；qe4-基于nh3-n污染物控制的水域航运量容量；wa1～wa4-石油类、cod、bod5、nh3-n的船舶可排放总量；wm1～wm4-计算水域对石油类、cod、bod5、nh3-n污染物的控制值；wo1～wo4-计算水域其他污染源中石油类、cod、bod5、nh3-n污染物的排放量；we1～we4-代表船型石油类、cod、bod5、nh3-n污染物的排放标准；

52、针对当前水体水质不达标的计算水域：

53、船舶污染控制以不增加污染物排放为准，即基于环境要求的水域航运容量取现状运营船舶数量。

54、与现有技术相比，本发明中的水域航运容量是一种同时考虑需求层面和供给层面的航运容量，计算结果更具现实性；本发明同时考虑了水运需求、航行安全、心理感知和水环境要求，同时适用于客运、货运或客货运兼有的水域，适用范围更广；本发明考虑了水环境对水域航运容量的约束，可避免航运加剧水域污染，更绿色、环保。本发明计算结果直接实用，可为水域管理机构提供备船参考。

技术特征：

1.一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤1中：

3.根据权利要求1所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤2中基于水运需求的水域航运容量计算步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤3中基于航行安全的水域航运容量计算步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤3中，船舶领域长轴r和代表船型船长r的比值在2.5-3.5；船舶领域短轴s和代表船型船长r的比值在1.5-1.9；船舶领域长轴r和代表船型船宽s的比值在16-21；船舶领域短轴s和代表船型船宽s的比值在9-12。

6.根据权利要求1所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤4中基于心理感知的水域航运容量qs计算步骤如下：

7.根据权利要求1所述的一种水域航运容量的计算方法，其特征在于：步骤5中基于环境要求的水域航运容量qe计算步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种水域航运容量的计算方法。它包括：研究水域的数据采集，包括：航线数量n、通航尺寸类指标、运量类指标、船舶类指标、水环境管理类指标；根据通航尺寸类指标、运量类指标、船舶类指标、水环境管理类指标，分别计算基于水运需求的水域航运容量、基于航行安全的水域航运容量、基于心理感知的水域航运容量、基于环境要求的水域航运容量；取所计算的水域航运容量的最小值为航线航运容量；针对研究水域的航线数量n的每条航线，取所有航线航运容量的总和为水域总航运容量。本发明同时考虑了水运需求、航行安全、心理感知和水环境要求，同时适用于客运、货运或客货运兼有的水域，适用范围更广。

技术研发人员：程稳,钱红露,黄宇云,王露,张伟,邓先乔,陈骁暄,郭云山,尹维清
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29