本文關(guān)鍵詞：船舶避碰決策仿真平臺的研究與應(yīng)用

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【摘要】：隨著科技的進(jìn)步,全球貿(mào)易的發(fā)展飛快,海上的貿(mào)易往來日益頻繁,港口、航道及附近區(qū)域的船舶航行數(shù)量和頻度極度的增加,帶來的是海上交通事故尤其是船舶碰撞事故的不斷發(fā)生。一方面,船舶碰撞事故不僅會直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會威脅人們的生命安全；另一方面,由于船舶碰撞引起的原油泄漏還會引起水體污染,破壞人類賴以生存的環(huán)境,更是金錢無法衡量的。從碰撞事故發(fā)生的原因來看,人為因素高達(dá)80%。因此,研究并設(shè)計(jì)一款可以幫助人們規(guī)劃避碰方案的軟件,以解決由于人為失誤造成的船舶碰撞是很有必要的。本設(shè)計(jì)即是針對于此問題開展的研究。首先,對船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,選取考慮了風(fēng)浪流影響的具有三自由度的船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,使用四階龍格庫塔方法離散化,并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。然后,對船舶避碰系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先以兩船的航向、航速、位置信息為主要參數(shù)計(jì)算船舶避碰參數(shù)如Dcpa、Tcpa等,再分別建立Dcpa、Tcpa、RT、θΥ、K(本船與他船的速度比)的隸屬度函數(shù),采用加權(quán)法計(jì)算碰撞危險度CRI的值。然后綜合考慮國際海上避碰規(guī)則歸納總結(jié)船舶的避讓責(zé)任與避碰方案。最后,通過窮舉法、牛頓迭代法、比例控制三種方法分別求取船舶避讓轉(zhuǎn)向角進(jìn)行對比,同時提出了轉(zhuǎn)向角求取方法優(yōu)劣的評價指標(biāo)。最后,在VS2010開發(fā)環(huán)境下創(chuàng)建船舶避碰決策仿真平臺。為方便后續(xù)開發(fā),實(shí)現(xiàn)了模塊接口化,以框架模塊為中心,其他模塊成星型結(jié)構(gòu),模塊間的信息數(shù)據(jù)通過框架進(jìn)行交換。仿真平臺界面色彩豐富友好,操作符合用戶日常使用習(xí)慣。船舶避碰決策仿真平臺具有驗(yàn)證船舶控制算法尤其是避碰算法的功能,為控制算法的穩(wěn)定提供保障,對船舶自動舵的研究提供一定的理論基礎(chǔ),因此對仿真平臺的研究具有一定的理論意義與應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：船舶避碰 仿真平臺 船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 碰撞危險度 避碰決策
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U675.96
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究內(nèi)容12-15
• 第2章 仿真平臺的總體結(jié)構(gòu)與避碰基本知識15-24
• 2.1 仿真平臺結(jié)構(gòu)概述15-16
• 2.2 船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型16-19
• 2.3 仿真模型計(jì)算19-20
• 2.4 船舶避碰基本知識20-23
• 2.4.1 船舶避碰過程20-21
• 2.4.2 船舶安全會遇距離21
• 2.4.3 船舶會遇態(tài)勢21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 船舶避碰系統(tǒng)理論分析24-40
• 3.1 船舶避碰系統(tǒng)概述24
• 3.2 船舶避碰參數(shù)計(jì)算24-29
• 3.2.1 船舶運(yùn)動參數(shù)24-27
• 3.2.2 改變方向?qū)cpa和Tcpa的影響27-29
• 3.3 碰撞危險度的概念及模型建立29-33
• 3.3.1 碰撞危險及碰撞危險度29-30
• 3.3.2 碰撞危險度模型建立30-33
• 3.4 避碰決策分析33-36
• 3.4.1 避讓責(zé)任33-34
• 3.4.2 轉(zhuǎn)向決策34-36
• 3.5 轉(zhuǎn)向角的計(jì)算36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 船舶避碰決策仿真平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-50
• 4.1 用戶需求40-41
• 4.1.1 界面顯示要求40
• 4.1.2 功能操作要求40-41
• 4.1.3 平臺內(nèi)部要求41
• 4.2 軟件整體設(shè)計(jì)41-43
• 4.2.1 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容41-42
• 4.2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)42-43
• 4.3 仿真平臺的模塊設(shè)計(jì)43-49
• 4.3.1 模塊劃分43
• 4.3.2 顯示模塊43-46
• 4.3.3 船舶避碰系統(tǒng)模塊46-47
• 4.3.4 船舶模型模塊47
• 4.3.5 控制模塊47
• 4.3.6 框架模塊47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 仿真平臺界面介紹與功能驗(yàn)證50-62
• 5.1 仿真平臺界面介紹50-57
• 5.1.1 仿真平臺開始界面50
• 5.1.2 仿真平臺主界面50-51
• 5.1.3 仿真平臺設(shè)置界面51-55
• 5.1.4 船舶信息顯示界面55
• 5.1.5 報警界面55-57
• 5.2 仿真平臺仿真功能驗(yàn)證57-61
• 5.2.1 船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證57
• 5.2.2 船舶避碰流程57-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 胡耀華;船舶運(yùn)動控制仿真平臺[J];大連海事大學(xué)學(xué)報;2000年02期

2 楊神化;施朝健;李麗娜;索永峰;;船舶自動避碰仿真平臺(VACASP)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)[J];中國航海;2009年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫立成;船舶避碰決策數(shù)學(xué)模型的研究[D];大連海事大學(xué);2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蔣岳志;組件化海圖顯控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

2 韓延明;分布式船舶運(yùn)動仿真平臺的研究[D];大連海事大學(xué);2009年

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本文編號：1095735