書籍介紹
為因應離岸風電設置所衍生海上船舶交通量增加及航道改變之風險，本計畫以離岸風電海域及臺中港與之間通聯潛力場址海域、航道做為系統研發之研究海域，利用本所於臺中港北防沙堤附近所建置之陣列雷達觀測系統，開發船艦偵測技術，並整合航港局船舶自動識別系統(Automatic Identification System, AIS)，強化海域船舶預警監控，提升航行安全。
本計畫透過都卜勒距離譜，以調適性偵測法與調適性船舶偵測法，搭配固定錯誤警報率過濾法及雜訊測試，進行船舶軌跡偵測評估。經比對高頻雷達辨識之船舶與航港局AIS 資料顯示，在近岸4 公里內之海面雜訊干擾較強以及超過30 公里、回波訊號較弱的地方，較不易準確偵測船舶，但觀測距離4~30 公里之觀測成功率呈現平穩的趨勢，成功率約為60%。另進一步針對船舶尺寸進行分析，高頻雷達觀測成功率並無明顯受到船舶尺寸之影響。因此，背景環境雜訊干擾還是主要影響雷達應用在船舶觀測成功率之關鍵因子。同時，本計畫整合雷達解算出之船位資訊及航港局AIS 資料，透過地理資訊軟體QGIS進行成果展示，以視覺化方式呈現海域船舶分布情形，可作為後續航港單位加值應用及開發之系統雛形。
另外，本計畫亦針對離岸風電工作船進出臺中港之港航操船作業影響進行評估分析，透過等候理論及情境模擬方法，分析於尖峰時段之工作船對港口之影響。經分析結果顯示，在尖峰時段，最大總等候時間可能增加至6.58 倍，因此宜避免離岸風電工作船過度集中於尖峰時段進出港。
本計畫完成結合雷達主動式船舶偵測與被動式AIS 船舶動態系統之資訊，並開發船舶監控整合展示系統雛形，可提升監控海域之船隻動態監測，另外，亦進行船舶運行及碼頭利用之效率與安全相關分析，可提供港務相關單位航運管理策略制定之參考依據。
目次
中文摘要 ........................................................................................................ I
英文摘要 ...................................................................................................... II
圖目錄 ......................................................................................................... VI
表目錄 .......................................................................................................... X
第一章 緒論 .............................................................................................. 1-1
1.1 計畫背景 ...................................................................................... 1-1
1.2 計畫範圍與對象 .......................................................................... 1-3
1.3 目的與工作項目 ......................................................................... 1-4
第二章 研發高頻陣列雷達訊號辨識船舶的演算法 .............................. 2-1
2.1 高頻陣列雷達背景與現況 .......................................................... 2-1
2.2 觀測資料說明：都卜勒距離譜 .................................................. 2-6
2.3 高頻陣列雷達訊號之雜訊特徵研究 ........................................ 2-10
2.3.1 背景雜訊特徵研究 ............................................................ 2-11
2.3.2 背景雜訊時空間特性分析 ................................................ 2-18
2.4 高頻陣列雷達訊號之船舶辨識演算法 .................................... 2-21
2.4.1 船舶偵測方法介紹與步驟說明 ....................................... 2-22
2.4.2 船舶偵測方法測試與軌跡比對結果 ............................... 2-26
第三章 整合雷達船舶資料與AIS 資料庫及展示介面 ......................... 3-1
3.1 海洋開發與航行安全的競合 ...................................................... 3-1
3.2 AIS 資料與特性 .......................................................................... 3-2
3.3 展示系統及架構 .......................................................................... 3-7
3.4 AIS 船舶密度分析技術 ............................................................ 3-13
3.5 成果之未來應用及開發 ............................................................ 3-17
第四章 港航操船作業規劃 ...................................................................... 4-1
4.1 船舶運行效率分析 ...................................................................... 4-1
4.1.1 船舶運行效率相關文獻回顧 .............................................. 4-1
4.1.2 船舶運行效率分析 .............................................................. 4-3
4.2 船舶運行安全分析 .................................................................... 4-21
4.2.1 船舶運行安全相關文獻回顧 ............................................ 4-21
4.2.2 船舶運行安全分析 ............................................................ 4-23
4.3 碼頭利用效率分析 .................................................................... 4-29
4.3.1 碼頭利用效率相關文獻回顧 ............................................ 4-29
4.3.2 碼頭利用效率分析 ............................................................ 4-30
4.4 航道與碼頭管理建議 ................................................................ 4-34
4.4.1 模擬加入風力發電工作船之前後差異分析 .................... 4-34
4.4.2 管理建議 ............................................................................ 4-38
第五章 結論與建議 .................................................................................. 5-1
5.1 結論…. ......................................................................................... 5-1
5.2 建議…. ......................................................................................... 5-3
5.3 成果效益及應用情形 .................................................................. 5-4
編／著／譯者簡介
本所主辦單位：港灣技術研究中心
主管：謝明志
計畫主持人：蘇青和
研究人員：黃茂信、許義宏
合作研究單位：國立中央大學
計畫主持人：錢樺、賴堅戊、蕭傑諭
研究人員：魏世聰、陶瑞全、楊文榮、林雨竹、王溥琳、溫雲晨、車函芳
序言／導讀
為因應離岸風電設置所衍生海上船舶交通量增加及航道改變之風險，本計畫以離岸風電海域及臺中港與之間通聯潛力場址海域、航道做為系統研發之研究海域，利用本所於臺中港北防沙堤附近所建置之陣列雷達觀測系統，開發船艦偵測技術，並整合航港局船舶自動識別系統(Automatic Identification System, AIS)，強化海域船舶預警監控，提升航行安全。
本計畫透過都卜勒距離譜，以調適性偵測法與調適性船舶偵測法，搭配固定錯誤警報率過濾法及雜訊測試，進行船舶軌跡偵測評估。經比對高頻雷達辨識之船舶與航港局AIS 資料顯示，在近岸4 公里內之海面雜訊干擾較強以及超過30 公里、回波訊號較弱的地方，較不易準確偵測船舶，但觀測距離4~30 公里之觀測成功率呈現平穩的趨勢，成功率約為60%。另進一步針對船舶尺寸進行分析，高頻雷達觀測成功率並無明顯受到船舶尺寸之影響。因此，背景環境雜訊干擾還是主要影響雷達應用在船舶觀測成功率之關鍵因子。同時，本計畫整合雷達解算出之船位資訊及航港局AIS 資料，透過地理資訊軟體QGIS進行成果展示，以視覺化方式呈現海域船舶分布情形，可作為後續航港單位加值應用及開發之系統雛形。
另外，本計畫亦針對離岸風電工作船進出臺中港之港航操船作業影響進行評估分析，透過等候理論及情境模擬方法，分析於尖峰時段之工作船對港口之影響。經分析結果顯示，在尖峰時段，最大總等候時間可能增加至6.58 倍，因此宜避免離岸風電工作船過度集中於尖峰時段進出港。
本計畫完成結合雷達主動式船舶偵測與被動式AIS 船舶動態系統之資訊，並開發船舶監控整合展示系統雛形，可提升監控海域之船隻動態監測，另外，亦進行船舶運行及碼頭利用之效率與安全相關分析，可提供港務相關單位航運管理策略制定之參考依據。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：船舶自動識別系統、海洋高頻陣列雷達、電子海圖系統、船舶運行管理
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：208
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者：交通部運輸研究所
- 取得授權資訊：聯絡處室：交通部運輸研究所港灣技術研究中心
姓名：周于楨
電話：04-26587150
地址：台中市梧棲區中橫十路2號