為保證渡船安全航行,基于內(nèi)河渡船駕駛員的經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)幾何分析法建立內(nèi)河渡船碰撞危險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)量化幾何模型;結(jié)合專(zhuān)家避讓操縱知識(shí)庫(kù),運(yùn)用船舶擬人智能避碰決策（Personifying Intelligent Decision-Making for Vessel Collison Avoidance,PIDVCA）的基礎(chǔ)模型和算法設(shè)計(jì)渡船預(yù)警和避碰決策算法流程。以鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡船為例,在船舶智能操控仿真平臺(tái)（Ship Intelligent Handle and Control,SIHC）上模擬鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡船水域的交通流,進(jìn)行仿真測(cè)試。仿真結(jié)果表明:該算法能實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡船不同等級(jí)的碰撞危險(xiǎn)預(yù)警,提供的避讓決策符合規(guī)則和駕駛員的習(xí)慣。該方法可為內(nèi)河渡船避碰避險(xiǎn)決策系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ),對(duì)確保渡船航行安全具有現(xiàn)實(shí)意義。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)航海. 2020年03期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

渡船實(shí)時(shí)dCPA變化曲線

以渡船航向(航跡向)為y軸方向建立幾何坐標(biāo)系。圖1中:OS(Own Ship)為渡船TS(Target Ship)為(0,0),其坐標(biāo)為(x,y);v0為渡船航速;vt為目標(biāo)船航速;vr為目標(biāo)船的相對(duì)航速;BA1為小角度改向并加速的渡船航速矢量;BA2和BA3分別對(duì)應(yīng)中等角度改向變速和大角度改向變速的渡船航速矢量;以O(shè)S為圓心的最小圓半徑SDAmin為臨界碰撞距離;中間圓半徑SDAL為臨界安全會(huì)遇距離;最大圓半徑SDAmax為最大安全會(huì)遇距離;RML為目標(biāo)船相對(duì)于渡船的運(yùn)動(dòng)線;NRML1為改向變速之后的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線;NRML′1為將NRML1平移到與SDAmax相切的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線;NRML′1與RML的交點(diǎn)為T(mén)L1(x1,y1),該點(diǎn)為小角度該向并變速操縱的最晚轉(zhuǎn)向點(diǎn);NRML′2、NRML′3為對(duì)應(yīng)中等角度變向變速和大角度變向變速之后的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線平移之后(中等角度對(duì)應(yīng)SDAL、大角度對(duì)應(yīng)SDAmin)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)線,交點(diǎn)為T(mén)L2(x2,y2)和TL3(x3,y3)。臨界碰撞距離SDAmin為兩會(huì)遇船舶在不避讓的情況下安全通過(guò)的最小值,兩船會(huì)遇小于該值就會(huì)發(fā)生碰撞。臨界安全會(huì)遇距離SDAL為在SDAmin的基礎(chǔ)上加上專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中的安全富余量MS得到的數(shù)值,該值為渡船駕駛員對(duì)會(huì)遇局面是否存在危險(xiǎn)的主觀感受值,將其作為危險(xiǎn)判斷的閾值。將SDAL作為安全會(huì)遇距離SDA的內(nèi)邊界。當(dāng)tCPA≥0且 | d CΡA |≤S DA L 時(shí),表示渡船當(dāng)前的會(huì)遇存在危險(xiǎn),之后才會(huì)進(jìn)入危險(xiǎn)等級(jí)的判斷。SDAL為渡船在中等危險(xiǎn)時(shí)的兩船通過(guò)距離,其計(jì)算見(jiàn)式(1)。安全富余量需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的渡船與他船的會(huì)遇局面和他船的船速、大小、通過(guò)渡船艉部或艏部在專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中選取。最大安全會(huì)遇距離SDAmax是在SDAL的基礎(chǔ)上加上1次渡船操縱余量MS_c得到的,此距離為保證渡船避讓他船時(shí)仍有1次操縱的余地,使兩船能在SDAL外通過(guò)。將SDAmax作為安全會(huì)遇距離的外邊界,即SDA∈(SDAL,SDAmax)。SDAmax為渡船在一般危險(xiǎn)時(shí)兩船通過(guò)的距離,其計(jì)算見(jiàn)式(2)。當(dāng)渡船通過(guò)他船艏部時(shí),MS_c的取值為渡船在一般危險(xiǎn)時(shí)的操縱延遲量;當(dāng)渡船通過(guò)他船艉部時(shí),MS_c的取值為渡船在中等危險(xiǎn)時(shí)的操縱延遲量。

渡船碰撞危險(xiǎn)預(yù)警算法流程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]特定水域避讓操船經(jīng)驗(yàn)的獲取與驗(yàn)證[J]. 郭健,李麗娜,李國(guó)定,陳國(guó)權(quán),高建杰.  廣州航海學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
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碩士論文
[1]鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡水域船舶碰撞危險(xiǎn)智能預(yù)警模型研究[D]. 高建杰.集美大學(xué) 2018
[2]港口水域船舶避碰避險(xiǎn)決策機(jī)理研究[D]. 王鵬鯤.集美大學(xué) 2016
[3]港口水域船舶碰撞危險(xiǎn)預(yù)警模型及應(yīng)用[D]. 蘇鵬.集美大學(xué) 2015
[4]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)：2953097