目前,船舶碰撞危險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)多基于各類船舶領(lǐng)域模型,缺乏對(duì)海上避碰規(guī)則這一因素的考慮。為此,基于四元船舶領(lǐng)域和海上避碰規(guī)則對(duì)船舶碰撞危險(xiǎn)度模糊評(píng)價(jià)模型進(jìn)行了改進(jìn)。模型在計(jì)算碰撞危險(xiǎn)度時(shí),考慮了本船是否侵入目標(biāo)船船舶領(lǐng)域的這一情況,并將本船作為直航船時(shí)的是否處于緊迫局面這一狀況融入到了碰撞危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)中。使用MATLAB進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明改進(jìn)的模糊評(píng)價(jià)模型能計(jì)算出更符合海上實(shí)情且滿足海上避碰規(guī)則的碰撞危險(xiǎn)度,為后續(xù)避碰決策研究提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(S1)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

四元船舶領(lǐng)域示意圖

甏??傲煊蚴且閱勘甏???悖?船首向?yàn)閤軸正方向，垂直于船首向向右方向?yàn)閥軸正方向建立坐標(biāo)系。需以此坐標(biāo)系進(jìn)行計(jì)算，所以本船相對(duì)于目標(biāo)船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線方程為：RTO1O1RTxcoty(yxcot（15）根據(jù)前文所述領(lǐng)域邊界方程可得目標(biāo)船船舶領(lǐng)域邊界方程：2O1foreaft2starbport2,1sng(1sng)21sng(1sng)10sng1010sng10xfxyxRxRyyRyRxxxyyy，，≥，，≥＜＜（16）如圖3所示，當(dāng)船舶會(huì)侵入他船船舶領(lǐng)域時(shí)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)線會(huì)與船舶領(lǐng)域邊界產(chǎn)生交點(diǎn)，所以通過計(jì)算本船對(duì)目標(biāo)船相對(duì)運(yùn)動(dòng)線與目標(biāo)船船舶領(lǐng)域邊界方程的是否存在交點(diǎn)，可以判斷本船是否會(huì)侵入目標(biāo)船的船舶領(lǐng)域。圖3相對(duì)運(yùn)動(dòng)線侵入船舶領(lǐng)域邊界示意圖同理，以本船為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到目標(biāo)船相對(duì)于本船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線方程，可計(jì)算目標(biāo)船與本船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線與本船船舶領(lǐng)域邊界方程的是否存在交點(diǎn)，來判斷目標(biāo)船船是否會(huì)侵入本船的船舶領(lǐng)域。常用的模糊評(píng)價(jià)模型，以DCPA、TCPA、船速比、目標(biāo)船距離、方位為基礎(chǔ)評(píng)估參數(shù)。分別計(jì)算出各參數(shù)危險(xiǎn)隸屬函數(shù)：CPAdk、CPAtk、kk、kφ。本文對(duì)原有的模型進(jìn)行改進(jìn)，通過計(jì)算相對(duì)運(yùn)動(dòng)線與船舶領(lǐng)域邊界方程的交點(diǎn)個(gè)數(shù)u1、u2是否為零（來保證本船在判斷危險(xiǎn)度和避碰時(shí)能判斷本船是否會(huì)侵入目標(biāo)船的船舶領(lǐng)域和目標(biāo)船是否會(huì)侵入本船船舶領(lǐng)域。）對(duì)DCPA危險(xiǎn)隸屬函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。CPACPA11221CPA1CPA221CPA21|0|011180sin2220ddruurrkdrdrrrdr

基于四元船舶領(lǐng)域和避碰規(guī)則的碰撞危險(xiǎn)度模型—374—TOF180p（22）TOTO0,(180)0360,(180)0p＜≥（23）如圖4所示，對(duì)3種會(huì)遇局面劃分界限：1）對(duì)遇局面：0°≤F≤5°或355°≤F＜360°，此時(shí)本船與目標(biāo)船均為應(yīng)采取避碰措施的船，正常計(jì)算碰撞危險(xiǎn)度。2）交叉相遇局面A：5°＜F≤112.5°，此時(shí)本船為讓路船，目標(biāo)船為直航船，正常計(jì)算碰撞危險(xiǎn)度。3）追越局面：112.5°＜F＜247.5°，此時(shí)本船為直航船，目標(biāo)船為讓路船，可以認(rèn)為目標(biāo)船的碰撞危險(xiǎn)度為0，但根據(jù)文獻(xiàn)[16]所規(guī)定有構(gòu)成碰撞危險(xiǎn)的兩船已經(jīng)接近到單憑一船已難以避免碰撞的局面稱為緊迫局面，所以本文認(rèn)為當(dāng)CPA0,1dk時(shí)兩船構(gòu)成碰撞危險(xiǎn)，當(dāng)CPA0,1tk時(shí)兩船已經(jīng)近到一船采取措施已經(jīng)難以避免碰撞，當(dāng)CPA0,1dk且CPA0,1tk時(shí)認(rèn)為是緊迫局面，此時(shí)本船需采取避讓措施，應(yīng)正常計(jì)算碰撞危險(xiǎn)度。4）交叉相遇局面B：247.5°≤F＜355°，此時(shí)本船為直航船，目標(biāo)船為讓路船，可以認(rèn)為目標(biāo)船的碰撞危險(xiǎn)度為0，但當(dāng)CPA0,1dk且CPA0,1tk時(shí)認(rèn)為是緊迫局面，此時(shí)本船需采取緊急避讓，應(yīng)正常計(jì)算碰撞危險(xiǎn)度。圖4會(huì)遇局面示意圖考慮會(huì)遇與緊迫局面改進(jìn)文獻(xiàn)[15]的碰撞危險(xiǎn)度計(jì)算模型：CPACPACPACPARKRKdtdtkksaaaaakqkk（24）CPACPACPACPACPACPACPACPA1,247.5355((0,1],(0,1])0,247.5355((0,1](0,1])1,112.5247.5((0,1],(0,1])0

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于最短避碰距離和碰撞危險(xiǎn)度的避碰決策支持[J]. 劉冬冬,史國(guó)友,李偉峰,陳作桓,江健.  上海海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在船舶碰撞危險(xiǎn)度確定中的應(yīng)用[J]. 路澤永.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(02)
[3]一種主觀的船舶碰撞危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型[J]. 劉茹茹,胡勤友.  上海海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種船舶碰撞危險(xiǎn)度計(jì)算方法[J]. 陳建華,陳紅衛(wèi),劉科.  艦船科學(xué)技術(shù). 2008(02)
[5]船舶碰撞危險(xiǎn)度模型的構(gòu)建[J]. 周江華,吳春杰.  寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2004(01)
[6]船舶碰撞危險(xiǎn)度的新模型[J]. 鄭中義,吳兆麟.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(02)
[7]船舶碰撞危險(xiǎn)度評(píng)判模型[J]. 嚴(yán)慶新.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2002(02)
[8]時(shí)間碰撞危險(xiǎn)度及模型[J]. 吳兆麟,鄭中義.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)

碩士論文
[1]基于船舶碰撞危險(xiǎn)度的避碰決策研究[D]. 任鵬.大連海事大學(xué) 2015
[2]基于模糊綜合評(píng)判的船舶碰撞危險(xiǎn)度模型研究[D]. 章澤虎.大連海事大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3029223