A Novel Through Capacity Model for One-way Channel Based on Characteristics of the Vessel Traffic Flow

• Autorzy: Nie Y. , Liu K. , Xin X. , Yu Q.

Identyfikatory

DOI

10.12716/1001.11.03.16

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Vessel traffic flow is a key parameter for channel-through capacity and is of great significance to vessel traffic management, channel and port design and navigational risk evaluation. Based on the study of parameters of characteristics of vessel traffic flow related to channel-through capacity, this paper puts forward a brand-new mathematical model for one-way channel-through capacity in which parameters of channel length, vessel arrival rate and velocity difference in different vessels are involved and a theoretical calculating mechanism for the channel-through capacity is provided. In order to verify availability and reliability of the model, extensive simulation studies have been carried out and based on the historical AIS data, an analytical case study on the Xiazhimen Channel validating the proposed model is presented. Both simulation studies and the case study show that the proposed model is valid and all relative parameters can be readjusted and optimized to further improve the channel-through capacity. Thus, all studies demonstrate that the model is valuable for channel design and vessel management.

Słowa kluczowe

EN

maritime traffic; vessel traffic service (VTS); vessel traffic flow; one-way channel; mathematical model; Automatic Identification System (AIS)

• Wydawca: Faculty of Navigation, Gdynia Maritime University
• Czasopismo: TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, no. 3
• Strony: 495--502
• Opis fizyczny: Bibliogr.16 poz. rys., tab.

Twórcy

autor

Nie Y.

• School of Navigation, Wuhan University of Technology, Wuhan, China

autor

Liu K.

• Hubei Key Laboratory of Inland Shipping Technology, Wuhan, China

autor

Xin X.

• Hubei Key Laboratory of Inland Shipping Technology, Wuhan, China

autor

Yu Q.

• National Engineering Research Center for Water Transport Safety, Wuhan, China

Bibliografia

• 1 Yeo, G. T., Roe, M., & Soak, S. M. (2007). Evaluation of the  marine  traffic  congestion  of  north  harbor  in  busan  port. Journal  of  waterway,  port,  coastal,  and  ocean  engineering, 133(2), 87‐93. 
• 2 Yang,  X.,  Yang  X.,  &Wang,  Z.  (2016).  Marine  Traffic  Simulation of Congestion in Restricted Waterway with  the Mont Carlo Method [J].Navigation of China, 39(2).
• 3 Davis, P. V., Dove, M. J., & Stockel, C. T. (1980). A computer  simulation  of  marine  traffic  using  domains  and  arenas. Journal of Navigation, 33(02), 215‐222.  
• 4 Fujii,  Y.,  &  Tanaka,  K.  (1971).  Traffic  capacity. Journal  of  Navigation, 24(04), 543‐552
• 5 Goodwin,  E.  M.  (1975).  A  statistical  study  of  ship  domains. Journal of Navigation, 28(03), 328‐344. 
• 6 Zhu, J., & Zhang, W. (2009). Calculation model of inland  waterway  transit  capacity  based  on  ship‐following  theory. Journal of Traffic and Transportation Engineering,  9(5), 83–87. 
• 7 Wang, W., Peng, Y., Song, X., & Zhou, Y. (2015). Impact of  Navigational  Safety  Level  on  Seaport  Fairway  Capacity. The Journal of Navigation, 68(6), 1120.  
• 8 Liu, J., Zhou, F., Li, Z., Wang, M., & Liu, R. W. (2016).  Dynamic ship domain models for capacity analysis of  restricted  water  channels. Journal  of  Navigation, 69(03),  481‐503.
• 9 Mavrakis, D., & Kontinakis, N. (2008). A queueing model of  maritime traffic in Bosporus Straits. Simulation Modelling  Practice and Theory, 16(3), 315‐328. 
• 10 Zhou, H., Guo, G., & Wu, B. (2013). Nanjing Yangtze river  bridge  transit  capacity  based  on  queuing  theory. Procedia‐Social  and  Behavioral  Sciences, 96,  25462552
• 11 OʹHalloran,  M.  R.,  Wahren,  K.,  &  Heise,  T.  (2005).  A  Dynamic Approach to Determining Waterway Capacity.  In Coasts  and  Ports  2005:  Coastal  Living‐Living  Coast;  Australasian Conference; Proceedings (p. 161). Institution of  Engineers, Australia.
• 12 Qu, X., & Meng, Q. (2012). Development and applications of  a  simulation  model  for  vessels  in  the  Singapore  Straits. Exp‐ert Systems with Applications, 39(9), 8430‐8438.
• 13 Almaz, O. A., & Altiok, T. (2012). Simulation modeling of  the vessel traffic in Delaware River: Impact of deepening  on  port  performance. Simulation  Modelling  Practice  and  Theory, 22, 146‐165.
• 14 Gucma, L., Bąk, A., & Gucma, M. (2015). Stochastic model of  ship traffic congestion in waterways for two different  traffic solutions based on the Świnoujście–Szczecin case  study. Zeszyty Naukowe/Akademia Morska w Szczecinie.
• 15 Wu Z. and Zhu J. (2004). Marine Traffic Engineering. 2nd  ed. Dalian: Dalian Maritime University Press
• 16 Dong, Y., Jiang, Y., & He, L. (2007). Calculation method of in  land  waterway’s  throughput  Capacity. Port  and  Waterway Engineering, 398(1), 59‐65