船舶最近会遇距离值与避让行动幅度的估算

在分析船舶航向交角、船速比与船舶相对航向的关系的基础上 ,得出了船舶避碰的数学模型 。

模拟器训练中预估DCPA的误差分析

本文利用我院现有的航海模拟器,模拟避让了多种碰撞危险局面,把估算得到的DCPA值与模拟得到的DCPA值进行了比较.分析了估算得到的DCPA值的误差及误差来源,可为船舶驾驶员海上实施避让操纵提供参考,亦可为学校模拟器教学提供参考.

模拟器训练中利用转向不变线估算DCPA的误差分析

对利用转向不变线估算ＤＣＰＡ的误差进行了分析和计算，并在模拟器上进行了验证。本文可为船舶驾驶人员海上实施避让操纵时提供参考，也可为学校的雷达模拟器教学提供参考。

海上迂回避风的几点体会

(1)无论采取何种避风方法,都必须牢牢掌握主动权,也就是说要留有充分余地,要敢于打破常规,勇于创新,以往多数习惯做法是锚泊抗台,如果风暴袭来,只能坐等受袭,加之锚地拥挤,往往有船舶大风浪中走锚造成碰撞、搁浅;锚泊操纵造成丢锚断链时有发生。 相比之下,海上水域宽广、旋回余地大,若船舶状况许可,本船优势发挥得当、行动时机适宜,则又科学大胆进行海上迂回避风。

基于航迹预测的实时船舶安全预警方法

为实现船舶实时安全预警,以帮助驾驶员及时发现航行危险,预防水上交通事故发生,基于可采集的实时船舶自动识别系统(AIS)、水文、气象及基础通航要素等信息,对船舶的航迹进行预测。通过计算动态最近会遇距离(DCPA)和最近会遇时间(TCPA)得到航行空间危险度和时间危险度,进而得到船舶实时航行风险指标,最终实现船舶实时安全预警。以力源2轮撞武汉长江大桥的事故为例,对水域内船舶进行实时监控,在事故发生前自动判别该船航行异常情况,提前发现航行危险,并实现实时预警。结果表明,该方法能弥补现有船舶安全预警系统的不足,及时有效地发现船舶高风险航行行为,并进行实时预警。

基于模糊聚类的海上交通事故分析

大量研究表明,80%的海上交通事故与人的因素有关。究其原因,驾驶员对碰撞危险度很难有定量的认识。模糊聚类是一种定性与定量相结合的数学分析方法。首先结合实例利用仿真技术对船舶的碰撞过程进行动态还原仿真,然后通过船舶碰撞事故分析系统进行分析得出事故相关船舶连续的最近会遇距离(DCPA)、最近会遇时间(TCPA)动态曲线,最后应用模糊聚类的分析方法建立碰撞危险度的分类模型,为海上安全主管机关调查和处理船舶碰撞事故提供一种新的途径,同时为船长、驾驶员采取正确的避碰措施提供参考。

灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用

针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统理论预测模型,实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数,预估目标船相对于本船的最近会遇距离DCPA和最近会遇时间TCPA;同时,对于灰色预测模型预测误差大的问题,提出了先缓冲后预测的处理思想,并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明,该方法能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性,达到提前预警和帮助驾驶员提前做好避碰准备与应急措施等目的。

船舶转向避让时机与行动的确定及估算误差的影响

从船舶运动数学模型出发,用曲线图的方式给出了确定船舶转向避让时机与行动的方法,以及估算误差对它们的影响。避让时机用最简单的到目标船的距离表示,避让行动是指转向角度的大小。对避碰规则中的"早、大、宽"给出了明确的定量,根据该定量可避免无谓的精神紧张和航程浪费,使驾驶员在采取避让行动前就能够预计避让结果。

基于Kalman滤波的船舶跟踪技术

为了辅助船舶驾驶人员即时掌握目标船的运动状态,本文将对雷达探测设备每采样时刻获取的目标数据,应用Kalman滤波技术对目标的运动状态进行在线估计,并实时预估目标船相对于本船的最近会遇距离DCPA和最近会遇时间TCPA。仿真结果表明,该方法既能有效抑制噪声的干扰,又能达到提前预测目标船态势和帮助驾驶员提前做好避碰准备与应急措施等目的。

船舶避碰辅助决策支持系统研究

在海上交通工程最新研究成果的基础上,提出了一种船舶避碰辅助决策支持系统的解算方案, 并对决策支持系统的关键问题进行了阐述,包括危险度计算,知识的表示,推理程序的设计等.

基于MFC编程的手动雷达标绘优化设计

为提高手动雷达标绘的实用性,改善其精度低、作业耗时长和不方便操作的问题,基于雷达标绘的工作原理,运用MFC编程开发出可自动计算雷达标绘的程序,实现了对船舶运动要素、避碰效果和避碰措施等问题的简单有效解算,开发了选择性地展示雷达标绘全过程的功能。经实船验证,该方法实际操作性和应用性强,解算结果精确度高,大幅度减小手动操作的人为误差,缩短了作业时间,在一定程度上提高了雷达标绘教与学的质量和效率。

右舷对右舷对驶局面的避让

根据有关的海事统计分析表明,在碰撞的格局中,接近对遇及小角度交叉的碰撞占多数。尤其是在右舷对右舷的对驶局面中,不论是互见中还是在能见度不良的情况下,碰撞事故时有发生,碰撞的主要原因是未保持正规的了望以及避让措施的不协调。本文在分析有关案例的基础上,提出了在右舷对右舷对驶局面中的避让方法,以协调两船之间的行动,避免碰撞事故的发生。

基于船舶领域的让路船决策分析

为解决驾驶员使用最近会遇距离(distance of closest point of approach,DCPA)和最短会遇时间(time of closest point of approach,TCPA)进行避让决策时存在的忽略目标船参数的问题,采用Coldwell船舶领域模型并引入度量参数的方式,推导出具有时间序列的动态避让决策参数——最小缩放因子、领域侵入时间和领域侵入度。基于二分法和推导出的决策参数设计让路船决策流程,使用VC++MFC编程实现MMG模型仿真,并与基于传统DCPA和TCPA的避让决策仿真结果进行对比。结果表明,基于推导出的决策参数的避让决策能够解决基于DCPA、TCPA的避让决策忽略目标船参数的问题,具有预警时间精度高,避让时间短,避让转向角更合理等优势。推导出的决策参数在航线经济最优化和限制水域的避让决策方面都存在实用价值。

基于扩展式动态博弈的多船避碰决策模型

为揭示船舶避碰(SCA)决策研究中船舶操纵人员在会遇场景表现出的避碰决策动机和偏好,更准确地反映多船避碰(MSCA)场景下各个船舶运动变化的趋势,将博弈模型引入现有的MSCA分析,提出将MSCA问题转化为相关船舶间完全信息的非零和动态博弈问题的方法。首先,利用最短会遇距离(DCPA)和最短会遇时间(TCPA)等参数度量SCA的危险程度,获得避碰优先级;其次,参考国际海上避碰规则(COLREGS)选择船舶操纵性和经济偏好作为避碰决策特征,为每艘船建立扩展博弈树;最后,采用逆向归纳法求解子博弈纳什均衡。结果表明:所提出的基于博弈论的MSCA方法与传统方法相比,能使各个船舶作出更有利于化解碰撞局面的决策。

内河复杂航段船舶会遇场景及交通流特征分析

为研究船舶在内河复杂航道航行期间的会遇场景,以长江武汉段船舶自动识别系统(AIS)及海事雷达数据为基础,开展数据分析。首先,对船舶原始航行轨迹进行数据清洗和修复,获取精确、连续、稳定的船舶航行轨迹,进一步提取船舶相对航向、航速等信息;其次,统计实际船舶航迹的最小会遇距离,分析长江航段不同时间最小会遇距离演化规律;最后,利用会遇时空约束条件对船舶会遇场景进行自动识别。结果表明:所提出的船舶会遇场景分析方法能有效、准确地提取航行轨迹、航速、航向等航行信息,并能自动识别会遇场景。文中对内河航道船舶会遇场景的分析,对于内河智能航行测试场景生成具有参考价值。

基于毫米波的小型船舶防撞算法研究

本文构造了一种基于毫米波的小型船舶防撞算法,该算法具有3个组成部分:检测5 km范围内的船只;通过应用最小会遇时间(TCPA)和最近会遇距离(DCPA)标准来识别危险船舶;持续监测海上交通风险和增量警报信号.通过仿真实验对算法的可行性进行了验证,仿真实验结果表明,警报信号是根据到危险情况的距离逐渐生成的,该小型船舶防撞算法能够在有效的距离内安全地避免碰撞.

数据融合在船舶避碰中的应用研究

针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机建立数学模型,实时预估目标船相对于本船的最近会遇距离和最近会遇时间。同时,针对预测模型误差大的问题,提出了先缓冲后预测方法,并对缓冲算子作了改进,弱化其随机性。应用数据融合技术,给出系统的数据融合处理模型,进一步改善和提高系统跟踪目标的精度。仿真结果表明,该方法是有效、可行的。

右舷对右舷对驶局面初探

在某种意义上,1976年“Sea Star”案的判决首次肯定了右舷对驶,这使法庭裁决与海员做法趋于一致.在此启发下,作者探讨了绿对绿通过的可行性及其法律依据,试图为海员决策、法官判案及学者的研究提供一种新途径,以利于海上安全.

大型集装箱船舶的安全航速与避碰

提出了3nmile为安全会遇距离的概念,并讨论了大型集装箱船舶在雾航中的安全航速及避碰问题。

航海中DCPA和TCPA量符号的规范用法

根据量符号使用的一般规定,以航海学科中DCPA和TCPA量符号为例,指出使用中存在的问题,给出了规范用法.