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1、分 类 号 密 级 U D C 单位代码 10151 大 连 海 事 大 学硕士学位论文船舶绕避热带气旋风场快速确定方法研究张 翔指 导 教 师刘大刚职 称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别学科（专业）交通运输工程论文完成日期答辩日期答辩委员会主席Research on Method of Rapid Determination of Typhoon Wind Field for Typhoon AvoidanceA thesis Submitted toDalian Maritime UniversityIn partial fulfillment of the requirement
2、s for the degree ofMaster of EngineeringByZhang Xiang (Transportation engineering) Thesis Supervisor: Professor Liu Da-gangJune. 2015大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博/硕士学位论文 “船舶绕避热带气旋风场快速确定方法研究” 。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经
3、公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、中国学位论文全文数据库（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。
4、保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于： 保 密 在 年解密后适用本授权书。 不保密 （请在以上方框内打“” ）论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日中 文 摘 要摘 要热带气旋是一种强烈的天气系统，伴随其的狂风巨浪严重的影响船舶航行安全。当驾驶人员预知到未来航区会受到台风的影响，即会对台风周围危险区域做出分析，原航线做出调整，进行合理绕避。所以，在制定避台方案时，有一份精确、详实的台风风场资料作参考，更有利于船舶驾驶员及其相关人员设计出安全经济的避台航线。本文根据对目前常用的台风风场资料来源的分析，指出了目前常用台风风场资料存在着精细化程度不够，不能满足合理有效地绕避台风和处理
5、突发情况等问题。然后，对美国国家海洋大气管理局（NOAA）网站提供MTCSWA风场产品的种类、来源及其应用等进行了详细的分析介绍的基础上，以台风“黄蜂”为例对不同来源的台风风场信息进行了实例应用对比分析，结果表明，MTCSWA风场产品可更为直观、有效地给出台风实时风场资料，可更为行之有效地供航运安全管理部门避台决策使用。在此研究基础之上，然后根据风险分析理论，确定航线风险度等级，选取船舶在大风条件下安全性评价模型，利用逆向工程思维，基于分形理论，综合应用DP算法进行插值，最后用VC+语言实现船舶台风风场标绘程序。实例仿真分析表明，本系统可以快捷地将MTCSWA风场数据反映到电子海图上，详实、直
6、观地显示出台风周围危险区域分布，对于航运企业安全管理人员和船长们来说，能够更好地应用气象部门利用现代科技手段获取的更为详实的台风实时风场资料，对合理有效地确定船舶避台方案、提高处理避台航行时突发情况的能力、进而确保航运企业经济效益都具有重要的理论意义和实际应用价值。关键词：热带气旋；风场资料；台风标绘；安全保障英 文 摘 要ABSTRACTThe Tropical cyclone is a severe weather system, when it comes, the stormy weather, bring serious threat to the safety of vessels
7、 on sea. When the crews realized the route in the future may be affected by the typhoon, They would make the analysis of typhoon danger zone around the original route to make adjustments for reasonable Avoidance. Therefore, when developing a plan to avoid the typhoon, there is a precise, detailed ty
8、phoon wind field data for reference, is more conducive to crew members and associated personnel to design a safe and economic route.Based on the analysis of typhoon wind field data sources, this paper points out that the fine degree of typhoon wind field data is not enough, typhoon avoidance route a
9、nd handling unexpected situations are not reasonable. Then, the type, source and application of MTCSWA wind product provided by American NOAA website is detailed introduced. Wind field information of typhoon VONGFONG is analyzed, the results show that MTCSWA wind products can provide the simple, int
10、uitive and effective typhoon real-time wind field data, it can be used as an effective decision-making meteorological products for shipping security managers.On the basis of above conclusions, according to the theory and technique of risk analysis, the route risk degree can be confirmed, and the dyn
11、amic safety evaluation model of ships in heavy sea. Using reverse engineering thinking, interpolating fractal theory, integrated application D-P algorithm, Finally, using VC+ to compile the Program of ship-Typhoon wind field Plotting System.The simulation result shows that the system can reflect the
12、 MTCSWA wind field on the electronic chart data quickly, For shipping security managers and captains, it has important theoretical and practical value to reasonably effectively determine ships typhoon avoidance route, to improve the ability to handle unexpected situations while avoiding typhoon and
13、to improve the economics of shipping companies.Key Words：Tropical cyclone；Wind field；Typhoon plotting; Meteorological safety Guarantee目 录目 录第1章 绪 论11.1 研究意义11.2 国内外研究现状31.2.1 基于常规观测资料的研究31.2.2 基于气象卫星资料的研究41.3 本文主要工作5第2章 船舶避台方案制定过程分析72.1 目标圆方法设计避台航线72.1.1 目标圆避台方法技术原理82.1.2 目标圆法避台过程分析102.2 真运动作图法设计避台航
14、线122.2.1 真运动避台方法技术原理122.2.2 真运动避台过程分析13第3章 现在可用台风风场资料来源分析173.1 中国实时风场资料来源分析173.2 日本实时风场资料来源分析193.3 美国实时风场资料来源分析233.4 当前可用风场资料的不足25第4章 快速确定台风风场研究264.1 基于多源信息的近地表卫星风场资料产品介绍264.1.1 基于多源信息的近地表卫星风场资料产品简介264.1.2 MTCSWA风场资料来源284.1.3 MTCSWA产品与现常用资料对比分析294.2 台风风场标绘系统344.2.1 台风风场标绘功能实现344.2.2 风场标绘过程分析35第5章 实例
15、仿真结果395.1 船舶基本情况及天气条件395.2 仿真避台结果对比40第6章 结论与展望48目 录参考文献49致 谢52船舶绕避热带气旋风场快速确定方法研究第1章 绪 论1.1 研究意义热带气旋是发生在热带洋面上的一种发展强烈的暖性气旋性祸旋，迄今为止，是地球上最强大的风暴,有 “风暴之王”之称。它带来的天气和海况特点是狂风、暴雨、巨浪、暴潮，严重的威胁着海上船舶的航行安全1。根据世界气象组织的分级标准，当其中心风力大于等于12级在西北太平洋称为台风，在北太平洋、北大西洋称为飓风，但是，按照中国国家气象局最新标准，在西北太平洋上风力达到8级以上的热带气旋都称为台风，但将台风又按原世界气象组织的分级标准分为热带风暴、强热带风暴、台风、强台风、超强台风等。本文为方便起见，
