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[图文]船舶进港时间的安排与调度         ★★★
船舶进港时间的安排与调度
作者:lusanyu 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2007-3-24 19:40:41
【背景资料】

       我市濒江临海,建有一中型货港。由于受潮系影响,一日中各时刻的水位高低相差很大,货轮由于吨位大小不同,吃水深度(船底和水平面距离)各不一样,因此船舶进港装卸货物要根据水位高低合理安排。

教学对象:高一学生

教学目标:

 1、学会认识、收集、整理现实生产、生活中的一些数据信息,并发现,提炼变量之间的函数关系;

2、初步掌握应用表格,图像或解析式来表达变量间的函数关系;

3、能够应用函数的知识解决问题,认识理论与实际的联系与差别,能运用近似处理的手段来解决实际问题; 4、从自主学习的过程中,培养自学能力和创新思维。

教学过程:

1、提出课题设想 学习了函数一章知识后,在复习课中,可例举一些日常生活中的一些函数关系,并请学生提出一些注意到的函数问题,因离学校不远有一个港口,有学生提出港口货物吞吐,船舶的进出与时间是一种函数关系。教师布置其中一个问题小组进行为时二周(利用周日)的社会调查。

2、应用问题的确定 从学生调查反馈情况中,教师帮助选题,认为由于海潮影响,船舶进港时间及停留时间的确定最具实用意义且力所能及,可进一步调查详细资料。

3、相关数据采集

调查结果:

①     11月份在一般情况下,由于潮汐影响,一天中各时刻的港口水深可列表如下:

时刻 水深(m) 时刻 水深(m) 时刻 水深(m)
0:00 6.5 8:00 5.2 16:00 9.7
1:00 7.6 9:00 5.0 17:00 9.5
2:00 8.5 10:00 5.2 18:00 8.5
3:00 9.0 11:00 5.7 19:00 6.7
4:00 8.7 12:00 6.5 20:00 5.5
5:00 8.1 13:00 7.8 21:00 4.8
6:00 7.0 14:00 8.8 22:00 4.8
7:00 5.8 15:00 9.5 23:00 5.0
②     来港的货轮吃水深度与安全间隙

船只吨位(t)

500 1000 1500 2000 3000
吃水深度(m) 满载 2.0 3.0 4.0 5.0 6.5
空载 1.0 1.5 2.5 3.0 4.0

安全间隙(m)

1.0 1.0 1.5 1.5 2.0

注:安全间隙指船底与洋底必须保持的距离。

③     吊车卸货速度300t/h

④     货轮吃水深度与载货量之间近似是一次函数关系。

4、实际问题的模型化

根据资料,选出要处理的典型问题。

问题1  某日,一艘2000t的货轮欲满载进港卸货再装货后满载离开,问该船何时能进港口?在港口能停留多长时间?

问题2  某日,港外深水舶位处有一艘3000t的货轮满载货物等待进港卸货,准备在该港卸货2000t后离开,问如何调度?

5、问题的解决与思考

        根据学生的共同讨论,从采集的书、数据与问题的要求看,数量关系很难用函数解析式表达,选择应用图像法求解,用曲线表示一天中时间t与水深y的函数关系,图像如下:  

 

问题1的解答:由条件港口水深至少为6.5m时,才能保证货轮出入港口的安全。为此在坐标系中画一条水平直线 ,当水深曲线在l上方时,其对应t的范围为货轮出入港口的安全时间段,由图像可以看出这个时间段为0:00到6:20,或12:00到19:00,因为卸货时间需6小时40分,所以安排在12:00进港,在港口停留时间约为7小时10分。

问题2的解答:因为3000T的货轮满载时需要安全水深8.5m,在卸货过程中,货轮吃水深度逐渐减小,由调查结果③④可得货轮需要的安全水深随卸货时间的变化关系为y=8.5-0.25t(0≤t≤10)。因为进港必须具有安全水深8.5m,所以可定为2:00进港,以(2,8.5)为起始点作射线y=8.5-0.25(t-2)(t>0)与水深曲线交点约为(16/3,7.7),此时已卸货300×10/3=1000T,货轮必须暂停卸货离开码头,驶到深水泊位等待。过点(16/3,7.7)作射线y=7.7交水深曲线于(77/6,7.7),因此第二次进港应在12:50,同样以(77/6,7.7)为起始点作射线y=7.7-0.25(t-77/6)(t>0),当t=97/6时已卸完2000T货,此时y6.8,在水深曲线下方,即港口水深还超过安全水深,从折线l2可知,至19时前离港,水深还是安全的。

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