基于支持向量机的成山角水域船舶碰撞风险研究

摘要

成山角水域船舶分道通航制迄今为止是中国唯一经国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）通过并备案的分道通航制。该水域也因为船舶交通流汇聚及渔季渔船密集成为事故高发水域。为减少水域内船舶发生碰撞危险的几率以及进一步降低船舶污染事故的发生，中国海事局、山东海事局先后组织开展了调查、研究和评估等相关工作，2014年6月中国政府向国际海事组织的航行、通讯和搜救分委会提出了关于修订成山角水域船舶定线制和船舶报告制的提案，同年11月，经国际海事组织海上安全委员会第94次会议审议通过。于2015年6月1日起正式实施。
　　本文对修订前后成山角水域船舶交通流等信息进行了跟踪调查和数据收集，将收集到的交通流、船舶类型、船速等信息按照直线航路和交叉航路进行分类，纵向对比，同时将收集到的事故数据按照现有的事故等级标准进行量化，建立事故后果评价指标体系，通过支持向量机、IWRAP算法及布朗运动等数学方法建立水域风险预测模型，同时对修订后一年内的数据样本进行数据检验，对比分析，旨在得出修订前后成山角水域外分道通航制内船舶的碰撞风险变化量，及影响碰撞风险的变化指标。在此基础上综合分析碰撞概率和碰撞后果的量化结果，得出成山角水域外分道通航制修订前后整体碰撞风险在不同航路段的变化量，从而对修订后的外分道通航制水域内的船舶碰撞风险进行定量的评价。
　　本文中基于支持向量机的碰撞后果的估算，以及基于布朗运动的单体船碰撞风险的算例对于评价船舶碰撞风险具有一定的参考和借鉴意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 船舶风险分析研究现状

1．3．2 支持向量机模型研究现状

1．3．3 布朗运动模型研究现状

1．4 研究思路与方法

第2章 成山角水域外分道通航制简介

2．1 成山角水域航路概况

2．2 成山角水域海上交通状况调查与分析

2．3 成山角水域海上交通事故调查与分析

2．4 本章小结

第3章 船舶碰撞概率算法简介与建模

3．1 布朗运动模型的建立

3．1．1 模型的基本假设

3．1．2 同向追越下碰撞概率模型

3．1．3 交叉航线下碰撞概率模型

3．2 IWRAP模型的建立

3．2．1 直线航道几何碰撞模型

3．2．2 交叉航道几何碰撞模型

3．3 本章小结

第4章 支持向量机算法简介与建模

4．1 支持向量机回归模型的建立

4．1．1 支持向量机原理简介

4．1．2 线性可分

4．1．3 线性不可分

4．1．4 非线性情况

4．1．5 核函数的选择

4．2 船舶碰撞事故后果等级划分

4．3 评测指标的确定

4．4 训练样本的选择及处理

4．5 船舶碰撞后果分析模型的建立

4．6 船舶碰撞后果分析模型的验证

4．7 本章小结

第5章 实证分析

5．1 数据搜集

5．2 碰撞概率评估

5．2．1 单船算例碰撞概率评估

5．2．2 航道整体碰撞概率评估

5．3 碰撞后果评估

5．3．1 修订前碰撞后果评估

5．3．2 修订后碰撞后果预测

5．4 水域风险评估

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

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