船舶避碰图和ARPA的碰撞危险区设计

本文根据英国皇家航空研究所卡尔瓦特避碰法则和《国际避碰规则》(以下简称规则)的原则,结合国内、外碰撞案例所提供的经验,建立全方位数模,编程用计算机求得全部避让信息,并设计船舶避碰图和ARPA的碰撞危险区图形。避碰图给出了具体执行《规则》的全方位避让航向或航速,方便驾驶人员用心算法快速决策避让行动。ARPA的碰撞危险区图形可提高ARPA的性能,充分给出单船和多船的全部避让信息,驾驶人员可择优选用最佳避让方案,该图形亦为研制混合型ARPA(矢量型加CAD型)提出了新的设想。     

什么是ARPA?

ARPA的全称为AUTOMATIC RADAR PLOTTING AIDS,即自动雷达标绘仪。有些资料上也有称其为CAS的,即COLLATION AVOID ANCE SYSTEM的简称,意为避碰系统。我国有些人习惯上就将它叫做避碰雷达,其实都是一个意思。而国际海协(IMCO)于1979年第十一次大会通过的决议上,明确定义该装置为ARPA,并通过了ARPA的性能标准。 ARPA能随时对驾驶员所关注的20个或20个     

自动雷达避碰决策系统研究及程序设计

本文从研究自动雷达避碰决策系统出发,对现行的避碰理论作了较好全面系统的运用,并对其不足给出了修订意见。在ARPA能够自动探测和自动跟踪目标的基础上,提出了自动雷达避碰决策系统的概念图,确定了自动雷达避碰决策的具体方案。并在IBM—PC机上编制程序做了模拟实验,经检验方案可行。在本研究中,考虑到目前船舶大型化、高速化等因素,与以往避碰决策研究中设计的避碰方案所不同的是,本文计入船舶操纵特性(主要指旋回特性及惯性)的影响,为此推导出简化的操纵延迟时间公式,以此等效船舶的旋回过程及惯性。确定的避碰方案除着重遵守国际避碰规则外,重要的是借鉴了优良船艺的海上避碰经验,综合利用了现有避碰理论的合理因素,并将人的行为方式考虑到避碰决策中。本文还建立了夏航时刻的数学模型。     

船舶的新装备——避碰雷达

避碰雷达的全称为:自动雷达标绘仪,它译自英文 Automatic Radar Plotting Aid,简称 ARPA,在我国习惯称之为“避碰雷达”。避碰雷达是六十年代末期开始出现的以电子计算机为基础的自动标绘雷达,它是电子计算机技术在航海上的推广和应用,给航海特别是船舶间避碰带来极大的方便,越来越为人们所重视。国际海事组织规定:     

国产船用电子配套设备简介(二)

(六)避碰装置新的 RACAL—DECCA16英寸主显示器是积木式的结构,可以作为相对运动显示器、避碰(真运动)显示器或 ARPA 显示器。换句话说,基本的相对运动显示器能简便地装上附加的避碰组件和 ARPA 组件,     

关于雷达／ARPA稳定方式的探讨

对海稳定和地稳定矢量的优点和局限性作了全面地分析，并对雷达视角在避碰中的作用提出了不同看法，为了适应雷达在避碰和导航中的需要，对正确适用矢量稳定方式阐述了作者独到见解，并对ARPA性能标准提出了修改意见。     

基于ARPA算法的航海应用研究

研究如何拓展ARPA在航海领域的应用,设计一种操作简单且直观的为操纵者提供船舶当前态势,并能实时为操纵者提供避碰决策的雷达避碰算法,对船舶操纵者保证航行安全,有重要的意义。介绍了罗盘坐标系与笛卡尔坐标系转换的算法,设计了基于避碰解析几何的态势标绘算法和避碰标绘算法。     

关于ARPA使用的几个问题

ARPA在现代船舶避碰中得到了越来越普遍的应用。有些显示屏在340mm以下的光栅扫描雷达，也具有ARPA的功能。ARPA功能使用的好坏直接影响航行的安全和营运的效益。为此，有必要把ARPA使用中值得注意的几个问题提出来供大家参考。     

雷达图像和电子海图系统的叠加应用

现代导航信息技术的应用和发展,电子海图与雷达图像/ARPA数据信息的叠加显示成为可能和必然,为船舶的导航和避碰提供安全保障。此文分析了NaviSailor3000型电子海图的雷达/ARPA功能,针对使用中容易出现的雷达图像叠加偏移,ARPA数据误差大的现象,提出了判断和修正的具体方法。     

船舶ARPA设备应用效能研究

ARPA是用于船舶避碰的主要设备,对减少船舶碰撞发挥了重要作用。由于工作原理和设备性能等方面的原因,ARPA在功能上存在一定局限性,因此需要采取措施,为船舶导航和避碰系统提供更精确可靠的数据,确保船舶航行安全。     

船用ARPA雷达与AIS信息融合的实现

将AIS信息融人到ARPA雷达系统中,为船舶导航和避碰系统提供更精确可靠、更实用的数据.归纳出ARPA雷达与AIS信息融合的系统框架,针对基于模糊数学和统计加权方法进行航迹关联的不足,提出基于灰色理论的航迹关联算法.模拟实验的分析结果表明,目标船在40艘左右的情况下,识别准确率为98%～99%,具有较高的航迹关联匹配率.     

ACC避碰雷达导航系统

本论述和介绍ACC避碰雷达导航运行控制系统的使用和相关工作原理，利用全球卫星导航系统的导航信息，估算系统DR与ARP雷达相结合，并与先进的计算机技术相嵌应用组成的ACC系统将能很好地克服目前使用的ARPA雷达所存在的问题，使商船在紧急状态情况下能完全航行。     

利用雷达和电子海图AIS的BCR、BCT来避碰

现代航海技术已经得到广泛应用并保持持续发展,如雷达ARPA、AIS、ECDIS的综合应用,船舶避碰通常是通过DCPA、TCPA来判断危险的紧迫程度。近年来,为了适应船舶在狭水道、港口等密集水域航行,提出了BCR(BOW CROSS RANGE)、BCT(BOW CROSS TIME)的概念,为船舶在狭水道和密集水域精确避让提供了可靠的数据。本文主要介绍利用ECDIS可视的DCPA、BCR点,参考TCPA、BCT来采取避碰。     

ARPA自动避碰信息处理系统

分析探讨了以ARPA作为目标信息源的自动避碰信息处理系统，该系统可根据ARPA所提供的目标信息，自动、实时地确定当时目标环境下船舶应采取的最佳避碰方案，并可将其用荧光屏、找印机和驾驶员操作负担、推进船舶驾驶自动化的进程等方面，将起到很大作用。     

关于碰撞危险区的探讨

由于船舶的大型化、高速化,以及在港湾、狭水道水域通航密度逐年增加,船舶避碰问题成为当今航海技术的研究重点。雷达用于海上避碰已有约40年的历史,是最重要的航海仪器。可是,装有雷达的船舶相互碰撞的事故仍然时有发生,暴露出雷达装置本身的缺陷和局限性。近年来,各种类型的雷达避碰装置竞相问世,可以提供DCPA、TCPA、他船过去的航迹等数据,在一定程度上弥补了航海雷达的某些缺陷,但还存在不少使航海界非常关注的问题。本文就碰撞危险区(PAD)问题试作初步探讨,并提出一种新图形的设想。新图形的最大优点是能一目了然得出本船安全速度,而不需进行模拟试操作,更适应避碰规则以及在分道通航等条件下对减速的要求。同时也能直接得出改向避碰的度数。新图形显示出本船所有的安全航速与安全航向,供航海人员根据现场的实际情况和避碰规则的要求而组合选用。此外,新图形显示在显示器的盲区附近,可避免或减少对他船映象监视观察的影响。     

雷达模拟器训练评估系统的设计

提出雷达模拟器训练评估系统软件的模块化设计方法,将评估系统分为计算模块、标准避让决策模块、评估模块三个模块。计算模块完成船舶运动参数的计算并同时计算D_(CPA)、T_(CPA)值,标准避让决策模块中建立了船舶会遇态势、避碰决策、避碰行动幅度的数学模型,评估模块利用通过非参数假设检验方法得到的统计数学评估模型对学生成绩进行评估。这一系统能恰当地反映出评估的客观性和可靠性,能进行定量的综合评估。     

谈雷达真尾迹和相对尾迹显示在使用上的比较

雷达真尾迹和相对尾迹显示在使用上各具有优势,对此进行分析比较,笔者认为在航行中如果能熟练运用雷达相对尾迹功能对准确快速判断来船与本船的态势有更大的优势,尤其是对没有安装ARPA的船舶来讲更利于船舶避碰。     

AIS在船舶避碰中的应用

根据IMO要求，海上航行船舶将陆续安装AIS(Automatic lndentification Systern)系统。如何利用AIS系统进行船舶避让，将是驾驶员首先要解决的问题。本针对ARPA(Automatic Radar Plotting Aids)和VHF(Very High Frequency)的局限性及AIS的技术特点，对AIS在船舶避碰中的应用进行了阐述。     

一种新型船用智能避碰导航仪的设计与研究

结合在船舶自动避碰决策系统和电子海图显示与信息系统等方面的研究成果,提出了一种新型船用智能避碰导航仪（Vessel Intelligent Collision Avoidance Navigator,简称VICAN）的设计方案,重点阐述了VICAN的系统组成、功能设计及其工作流程,随后对将来的研究内容进行了一些展望。VICAN在继承了传统ARPA功能的基础上,提升了ARPA的智能性,可以大大减轻船舶驾驶员的工作负担,在一定程度上解决人为因素问题对船舶航行安全的困扰,从而提高航海的总体安全性。     

雾航中如何运用雷达避碰

在雾航中,运用雷达避碰是"1972年国际海上避碰规则"和"内河避碰规则(1991年)"对船舶提出的强制性要求.倘若不能很好地利用雷达避碰,是一种违规行为;倘若根本不用雷达进行避碰,将是一种严重的失职行为!