基于船舶会遇仿真的驾驶行为控制策略研究

摘要

船舶碰撞事故是我国内河安全事故的首害，不仅造成重大的经济损失和人员伤亡，还严重制约我国内河航运的长期发展。如何采取有效的调控策略来避免船舶碰撞事故，是当前我国内河航运发展亟需解决的问题。据我国内河交通安全事故统计表明:90％以上的水上交通事故与船员个人的行为疏失有关，其中至少有60％的事故是由人为失误直接引发的。船员作为水上交通系统的核心因素，其驾驶行为很大程度上决定了水上交通系统的安全水平。因此，深入研究船舶驾驶员的驾驶行为，提出驾驶行为控制策略已成为提高船舶通航安全、实现船舶避碰的主要课题，具有一定的现实意义。
　　当前，国内外学者对于船舶避碰的研究主要以船舶碰撞危险度、船舶领域、船舶会遇安全和船舶自动避碰系统为主，对于船舶驾驶员驾驶行为控制策略研究的成果较少，并且没有集成化的船舶驾驶行为控制策略提出。究其原因主要是由于船舶驾驶员驾驶行为控制策略的研究涉及驾驶员-船-环境的变量因素太多，难以一一的定量分析。另外，各类研究理论及方法尚未形成研究体系，缺乏研究所需的基础性数据，并且各类研究的影响模型精度不高，研究结论难以验证等等，这些问题在一定程度上制约了船舶避碰策略研究的发展。因此，船舶驾驶员驾驶行为控制策略的研究具有一定的理论意义。
　　基于此，本文在以船舶相对方位为依据细分船舶会遇态势的基础上，通过船舶驾驶员安全驾驶行为理论的查阅和船员实际操作经验的调查，建立了既符合理论研究要求又满足实际驾驶经验的船舶避让行为模型。并将道路上运用较为成熟的仿真软件VISSIM借鉴到内河船舶航行仿真上，对不同会遇态势下，两船避让行为进行模拟与仿真，实现对船舶避让行为模型的正确性验证。最后，结合《国际避碰规则》对于直航船与让路船在航行中的责任与义务，提出在水域开阔、能见度良好的情况下，定性与定量相结合的船舶驾驶员驾驶行为控制策略。从而为船舶驾驶行为控制提供一种新的思路，也为船舶驾驶员驾驶行为标准化的建立提供一定的理论和技术支撑，对提高船员水上安全驾驶有重要的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 国外研究综述

1．2．2 国内研究综述

1．3 研究内容、研究方法和技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

第2章 船舶会遇态势的安全性分析

2．1 船舶会遇态势划分

2．2 会遇态势下船舶控制的一般策略

2．2．1 正规瞭望策略

2．2．2 避让行为策略

2．3 会遇态势下船舶控制策略的安全性分析

2．3．1 影响船舶会遇安全性的因素

2．3．2 船舶会遇安全特征参数

第3章 船舶避让行为模型

3．1 船舶避让责任

3．2 船舶避让行为决策

3．3 船舶避让时机模型

3．4 船舶避让幅度模型

3．4．1 船舶转向避让幅度

3．4．2 船舶减速避让幅度

第4章 船舶会遇VISSIM仿真模型构建

4．1 船舶会遇仿真软件的选取

4．2 VISSIM仿真模型建立

4．2．1 背景图片

4．2．2 建立仿真路网

4．2．3 参数选择

4．3 船舶会遇VISSIM仿真

4．3．1 船舶对遇局面VISSIM仿真

4．3．2 船舶交叉相遇遇局面VISSIM仿真

4．3．3 船舶追越局面VISSIM仿真

4．4 仿真结果分析

4．5 福姜沙南水道上段仿真实例分析

第5章 船舶会遇仿真的驾驶行为控制策略分析

5．1 对遇局面下驾驶行为控制策略分析

5．2 交叉相遇局面下驾驶行为控制策略分析

5．3 追越局面下驾驶行为控制策略分析

第6章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况