海上交通安全中船舶避碰决策技术研究

论文摘要

船舶碰撞,不但会损坏船体,危及货物,甚至会造成船毁人亡,严重污染海洋环境。经过调查,发现大多数的碰撞事故都是由于航海者的疏忽、过失以及严重违反国际海上避碰规则所导致的。为有效减少因人为失误而引起的船舶碰撞事故的发生,保证船舶海上航行的安全,本文在对船舶避碰机理进行深入研究的基础上,设计并且实现了船舶避碰决策系统。主要研究内容包括以下几个方面:(1)通过研究有关船舶碰撞和避碰的资料文献,说明了进行船舶避碰研究的重要意义,并分析了船舶避碰决策及其技术的研究现状。(2)结合国际海上避碰规则,对船舶避碰领域知识进行了分类和总结;在充分研究船舶碰撞过程的基础上,深入分析了船舶避碰机理。(3)探讨了船舶避碰参数的计算方法,尤其是船舶转向幅度与DCPA和TCPA的关系,同时也给出了在船舶改变航速时,速度改变量与DCPA和TCPA的关系。(4)提出了船舶避碰决策系统的总体设计框图,并详细分析了其各个组成模块,其中重点分析了如何建立和设计船舶避碰知识库。(5)以Visual Studio 2005作为开发平台实现了基于海图显示的具有可视化人机界面的船舶避碰决策系统软件,并对系统的避碰决策过程进行了模拟测试。测试结果表明该系统能对两船间会遇局面进行分析、判断,并且能给出合理的避碰决策,能有效解决船舶碰撞问题,提高海上航行安全性。本研究成果已经应用在大连海事大学导航研究所承担的交通部项目中,项目名称是“AIS、VTS公网监控系统信息共享技术研究”,主要解决船舶安全监控的关键技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 船舶避碰决策的研究现状
• 1.2.1 国外船舶避碰决策的研究现状
• 1.2.2 国内船舶避碰决策的研究现状
• 1.3 课题的研究内容
• 第2章 船舶避碰分析
• 2.1 船舶避碰领域知识
• 2.1.1 船舶避碰过程
• 2.1.2 安全通过距离
• 2.1.3 船舶会遇态势
• 2.1.4 避让责任
• 2.1.5 《规则》浅析
• 2.2 船舶碰撞过程及避碰机理
• 2.2.1 碰撞过程
• 2.2.2 避碰机理
• 2.3 船舶碰撞危险度
• 2.3.1 碰撞危险
• 2.3.2 碰撞危险度
• 2.4 船舶避碰决策
• 2.5 本章小结
• 第3章 船舶避碰参数的计算
• 3.1 船舶运动参数
• 3.2 目标船之间的运动参数
• 3.3 变向及变速对DCPA和TCPA的影响
• 3.4 碰撞危险度的计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 船舶避碰决策系统的设计与实现
• 4.1 系统设计
• 4.2 实时数据采集模块
• 4.3 船舶避碰知识库
• 4.3.1 避碰知识的来源
• 4.3.2 船舶避碰操纵说明
• 4.3.3 避碰知识库的分类结构
• 4.3.4 避碰知识表示
• 4.4 数据处理模块
• 4.5 数据库模块
• 4.6 人机界面显示
• 4.7 本章小结
• 第5章 系统测试与结果分析
• 5.1 系统测试
• 5.2 测试结果分析
• 第6章 结论及展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历