内河船舶自动避碰决策研究

摘要

内河航运面临新一轮发展的黄金机遇期，在我国综合交通运输体系中地位越来越重要，但随着内河船舶数量急剧增多，以及内河航道环境复杂多变等问题致使内河船舶碰撞事故时有发生。自动避碰决策的研究对于提高内河船舶航行安全和促进船舶避碰自动化发展具有重要意义。
　　本文首先分析了由于内河环境复杂、碰撞危险的影响因素众多，在对碰撞危险度评价上的一些不足，采用德尔菲(Delphi)专家调查法确定了内河船舶碰撞危险度的影响因素集，应用层次分析法获得了各因素的权重并确定其对应的隶属度函数。利用模糊综合评判理论，建立了内河船舶碰撞危险度综合评价模型，通过对比分析方法验证了该模型比较符合实际情况，并且建立了多船会遇碰撞危险的确定方法和避碰决策过程。
　　其次，借鉴前人关于避碰知识库的研究成果，针对内河特点，建立了多元层次结构的内河避碰知识库。对内河避碰规则相关知识进行归纳和整理，分别建立了不同的子知识库，确定了基于碰撞危险度的避碰时机等知识内容。利用产生式规则对避碰知识进行表示，并且构建了船舶避碰决策所需的知识。
　　最后，利用已经建立的内河船舶碰撞危险度模型和避碰知识库，结合电子海图技术建立了内河船舶自动避碰决策原型系统。在长江电子航道图平台上对机动船对驶相遇和交叉相遇局面进行了仿真。结果表明该系统能够对内河两船间碰撞危险和会遇局面进行分析、判断且给出比较合理的避碰决策方案，验证了系统的可行性，为内河船舶自动避碰问题的解决提供了解决方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文章节安排及研究内容

第2章 船舶避碰的基本理论

2．1 船舶避碰过程

2．2 船舶会遇态势

2．3 船舶领域

2．4 船舶避碰运动参数的计算

2．4．1 船舶运动参数

2．4．2 变向对DCPA和TCPA的影响

2．5 本章小结

第3章 内河船舶碰撞危险度的确定

3．1 碰撞危险度概述

3．2 碰撞危险度的影响因素

3．3 内河船舶碰撞危险度综合评价模型

3．3．1 确定碰撞危险度的影响因素

3．3．2 碰撞危险度综合评价模型的建立

3．3．3 参数权重的确定

3．3．4 安全会遇距离的确定

3．3．5 模型中各参数的隶属度函数

3．4 模型验证

3．5 多船会遇碰撞危险的确定及避碰决策

3．6 本章小结

第4章 内河船舶避碰知识库的建立

4．1 避碰知识的来源和获取

4．2 避碰知识库相关知识

4．2．1 避碰行动时机

4．2．2 避碰行动幅度

4．2．3 复航时机

4．2．4 机动船间的避让行动

4．3 避碰知识库体系结构

4．4 避碰知识表示与建立

4．4．1 知识表示

4．4．2 知识建立

4．5 本章小结

第5章 内河船舶自动避碰决策仿真实现

5．1 系统设计

5．2 避碰决策流程

5．3 系统仿真实现

5．3．1 仿真实例

5．3．2 结果分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录

致谢

作者简介