一种有效顾及复杂海域避碰的路径规划方法

针对现有舰船避碰路径规划方法难以适用于复杂海域的现状,本文提出一种有效顾及复杂海域避碰的路径规划方法。首先,通过K-means方法将舰船避碰阶段选用合理的危险度判别指标进行划分;然后,依据Nomoto模型进行航迹推演,预测舰船在一定时间分辨率后的航迹;接着,在避碰阶段中剔除具有碰撞危险和不符合此阶段避碰规则的预测航迹,并在余下的预测航迹中选取危险度最小的航迹作为最优预测航迹;最后,在正常航行阶段建立遴选函数,选取最优预测航迹,将所有最优预测航迹合成以生成路径。实验结果表明:相对于当前先进的改进人工势场方法来说,所提方法在只有点状碍航区的较简单环境下可有效提升规划效率;所提方法在有各类碍航区的较复杂海域,能顾及来船的航向变化,规划出遵循国际海上避碰规则的避碰路径。

大桥船撞动态风险评估系统的设计与实现

大桥船撞(SCB)风险评估与预警是预防与控制水上交通事故的重要内容之一,有助于实现桥梁安全,减少SCB事故的发生。在SCB风险因素辨识和梳理的基础上,建立SCB风险因素体系。然后,通过模糊推理系统(FIS)方法构建SCB动态风险评估模型,包括固有风险、风险上升修正因子、风险下降修正因子。再者,提出SCB动态风险评估系统(ASDR)的设计方案,并开发评估系统。最后,以上海长江SCB的ASDR为例,运用所开发的系统开展模拟试验。试验结果表明,用基于FIS的ASDR能够评估出SCB风险整体水平。

面向障碍速度不确定性的无人艇动态避碰

避碰稳定性直接关乎无人艇航行安全,传感器对障碍速度观测的不确定性会导致避碰策略出现跳动,严重降低避碰稳定性.提出不确定性条件下的速度障碍(uncertain velocityobstacle, UVO)算法,在碰撞风险评估中采用自适应阈值的最近会遇点(closest point ofapproach, CPA)法,基于国际海事避碰规则(International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGS)建立边界缓冲区,从宏观上提升避碰过程的稳定性.为了减少无人艇避碰角度的变化次数,在无人艇的速度空间中对不确定性条件下的速度障碍(velocity obstacle,VO)区进行建模,并采用梯度下降法在代价空间进行局部寻优,从微观上提升避碰策略的稳定性.在仿真平台下进行UVO算法和VO算法的对比实验,结果表明UVO 算法的避碰策略跳动次数、避碰成功率和最近会遇距离3项指标均优于VO算法.在实艇海试中进行了对遇、交叉、追越等典型会遇场景的避碰实验,无人艇均能安全避过运动目标.实验结果证明了UVO算法具有较好稳定性和安全性.

基于改进AASHTO模型的动态船撞桥风险评估法

提出基于改进AASHOTO模型的动态船撞桥风险评估法。基于AASHTO模型,引入时间因素,根据桥区通航条件现状,统计适用于广东省的撞损桥墩分类船舶年通航量及未来船舶年通航密度;根据通航量和通航密度随时间的变化,计算动态的偏航概率、年撞击频率。综合考虑撞击力的方向、作用点、大小等对桥梁损伤的影响,结合LS—DYNA软件和ANSYS PDS,建立有限元模型,分析获得一次撞损概率。综合上述通航量、偏航概率、几何碰撞概率和一次撞损概率的计算结果,获得动态船撞桥风险概率。实桥算例表明,上述方法是可行的。通过上述方法,可计算船撞桥动态风险,为桥梁防撞决策提供依据。