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基于状态方程的长江干线水上交通安全评价研究

作　者: 李娜
导　师: 张矢宇
学　校: 武汉理工大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 长江干线 水上交通安全 状态方程 安全评价 LKL
分类号: U698
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


长江作为我国最大的内陆河,在水运中发挥着巨大的作用。面对新形势、新要求,分析长江干线水上交通安全事故规律,开展水上交通系统安全评价,有助于明确安全管理主要目标、减少人员伤亡和经济损失,为长江航运快速发展提供安全、高效、通畅的支撑保障。本文从系统控制论出发,统计分析长江干线水上交通事故的变化特点,找出主要风险因素；通过分析目前已有的安全量化指标,针对事故演变特点和未来发展态势,选取相对指标基于交通流的综合事故率、死亡率作为系统安全状态方程模型的指标变量。建立水上交通安全状态方程,为长江干线水上交通安全定量评价提供依据。长江干线三大区段各自为研究对象,依据状态方程测算的危险度值和控制度值的结果,判别系统是否达到规定的安全目标或是否符合安全要求,给出安全管理对策。帮助长江干线水上交通与控制管理系统进行调整,采取一些完善、加强的措施。本文内容主要包括六部分,第一部分,介绍本文的研究背景,研究意义,以及国内外对水上交通安全的研究现状。第二部分,分析了长江干线水上交通安全现状与事故特点,对长江干线水上交通安全风险因素及其关联性进行了分析,并采用灰色马尔科夫模型进行了事故预测。第三部分,依据动态系统控制论基本原理,选取综合事故率和死亡率为安全状态变量,以危险度和控制度为参数,构建水上交通系统的安全状态方程模型。第四部分,针对安全状态数据样本少以、统计误差较大的特点,采用小样本大噪声的最小二乘-卡尔曼滤波-最小二乘(Least square method-Kalman filtering algorithm-Least square method, LKL)参数估计方法,测算长江干线不同区段水上交通安全状态方程。第五部分,根据安全状态方程结果,对长江干线不同区段水上交通系统危险度和安全控制度进行评价,并提出加强安全管理的对策建议。第六部分,对本文进行总结,对未来研究方向进行展望。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究综述  11-16
  1.3 研究内容与技术路线  16-18
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 技术路线  17-18
第2章 长江干线水上交通安全事故特征分析  18-33
  2.1 长江干线水上交通现状  18-20
  2.2 事故特征分析  20-24
    2.2.1 事故地域特征  20-21
    2.2.2 事故时间特征  21-23
    2.2.3 事故类型特征  23
    2.2.4 事故船舶特征  23-24
  2.3 事故致因分析  24-28
    2.3.1 安全影响因素  24-27
    2.3.2 因素关联分析  27-28
  2.4 事故预测  28-33
    2.4.1 预测方法的选择  28
    2.4.2 灰色马尔可夫组合预测  28-32
    2.4.3 预测结果  32-33
第3章 长江干线水上交通安全状态方程模型的构建  33-43
  3.1 理论依据  33-35
  3.2 方程变量及参数选取  35-40
    3.2.1 输入变量  35-38
    3.2.2 输出参数  38-40
  3.3 安全状态方程模型的确定  40-43
    3.3.1 建模方法  40-41
    3.3.2 确定方程模型结构  41-43
第4章 基于LKL方法的长江干线水上交通安全状态方程估算  43-57
  4.1 原始数据的处理  43-46
    4.1.1 滑动平均值法  43-44
    4.1.2 赋权重滑动法  44-46
  4.2 状态方程参数估计方法  46-50
    4.2.1 方法的选取  46-47
    4.2.2 LKL法简介  47-48
    4.2.3 最小二乘法参数拟合  48
    4.2.4 卡尔曼滤波  48-49
    4.2.5 卡尔曼平滑  49-50
    4.2.6 误差评定及结果输出  50
  4.3 安全状态方程估算及分析  50-57
    4.3.1 上游安全状态方程  50-53
    4.3.2 中游安全状态方程  53-55
    4.3.3 下游安全状态方程  55-57
第5章 长江干线水上交通安全评价与管理对策  57-60
  5.1 安全状态评价  57-58
  5.2 安全管理对策  58-60
第6章 总结与展望  60-62
  6.1 研究结论  60-61
  6.2 研究的不足与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  66

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 水路运输技术管理 > 安全技术
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