对《内河避碰规则》背离条款的探析

通过对《内河避碰规则》中背离条款的目的、意义及法律性的探析，阐述了“背离”在内河船舶避碰中的重要作用和地位，并对背离条款的理解、条款中文字修辞的修改，提出了自己的认识和见解。     

内河水域船舶领域三维模型的研究

通过引入船舶领域的概念，以及借鉴船舶领域(二维)模型的思想，在结合内河船舶操纵与避碰以及航道特点的基础上，首次提出了狭窄水域船舶领域三维模型的思想．综合实船操纵性试验的结果，并通过实例计算，给出了一些特定船舶的桥区避碰的三维领域模型的尺度．     

基于航向控制系统的船舶动态避碰机理

为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律（避碰机理），研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理，确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下，本船可避让所有物标的航速矢量区间；建立了基于模糊自适应比例积分微分（PID）控制和船舶运动方程的航向控制系统，再现船舶改向过程中的航速矢量非线性变化；基于静态避碰机理和航向控制系统研究了船舶动态避碰机理，求解了符合船舶操纵运动过程的动态避碰改向区间. 研究结果表明，在开阔水域随机设置的多物标环境中，可得到符合航速矢量非线性变化的动态避碰改向区间集合 [?90°，?72°]、[31°，47°]、[62°，79°]，受动态船舶主要影响形成改向范围为（?72°，31°）、（79°，90°] 的碰撞航向区间，符合船舶操纵运动对改向避碰的影响规律，可为实现船舶避碰辅助决策、自动避碰和动态避碰路径规划提供基础理论和方法.      

智能避碰专家系统中的船舶操纵仿真研究

以MMG数学模型为基础，考虑风浪的影响。建立了单桨海船，内河双桨双舵船的操纵运动数学模型和仿真系统，此系统为船舶智能避碰专家系统的操纵运动仿真模块，可以用来进行避碰操纵运动模拟和效果预测。     

船舶避碰决策系统发展研究

概述了船舶避碰决策系统的基本架构及其国内外发展历程,比较了6种典型系统的优缺点,探讨了建立完备高效的船舶避碰决策模型和收集实时精确的船舶避碰数据,根据研究趋势提出了船舶避碰决策模型的优化、船舶避碰数据收集方式的优化和无人艇等方面的研究展望.     

基于图像信息检测的船-桥智能避碰系统研究

将避碰决策系统分为船舶运动检测、视觉几何模型和船舶运动态势计算、碰撞预报及预控3部分.针对图像质量问题采取图像预处理增强、中值滤波、直方图均衡处理方法.采用相位相关算法基于背景模态模式静态空间信息记录图像信息,补偿图像抖动.基于视觉几何模型计算船舶运动态势计算船舶目标空间坐标位置、船舶型尺度、船速、船首向等.基于实时运动状态信息和桥区船舶运动态势预报碰撞危险以及避碰决策模式.引入避碰等级术语通过计算桥区船舶操纵避碰相关参数,进行避碰早期预警并得出避碰操纵决策方案.形成合理化的船-桥避碰决策系统,以达到船-桥避碰预警预控的智能效果.     

船舶编队控制综述

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景;针对船舶编队路径规划,总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点,展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果;针对船舶编队控制运动建模,构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型,并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证;针对船舶编队运动控制,归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点,指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性,设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明:目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面;在未来船舶编队发展中,应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。      

基于人工势场法的船舶自动避碰系统研究

分析了现有船舶自动避碰系统的不足,提出了基于人工势场法的船舶自动避碰系统．根据船舶的操纵特性,建立了引力场和斥力场函数,实现船舶自动避碰航行的合力和方向,在电子海图所建立的仿真环境中,验证了人工势场法可用于船舶自动避碰系统中。     

三峡库区船舶避碰技术现状与发展思考

三峡库区船舶定线制的实施，标志三峡库区船舶避碰技术在海事管理上取得了重大突破，也预示着为未来三峡库区船舶避碰向智能化方向发展创造了条件．结合三峡库区船舶避碰技术的过去。论述了三峡库区船舶避碰技术现状和发展趋势．     

珠江口水域船舶避碰网的构想

针对船舶在珠江口水域航行时面临的复杂环境,提出以建立珠江口水域船舶避碰网来监控船舶安全航行的构想.探讨了建立珠江口水域船舶避碰网的重要性和可行性,提出了珠江口水域避碰网的体系结构,讨论了避碰网中存在的6种通信关系.     

多层次多目标重点避让船模糊优选模型

为解决船舶避碰自动化领域的多船智能避碰决策问题,建立了多层次多目标重点避让船模糊优选模型。分析了碰撞危险度和避让难易程度对重点避让船决策的影响,通过划分相互关联的有序层次结构使问题条理化,利用多目标模糊优选理论,建立了相应的模糊优选模型,以低层次的输出作为高层次的输入,对每一层次的单元系统进行优化计算,利用相对优属度向量进行排序,确定重点避让船。模拟计算了一艘船同时和7艘目标船相遇时重点避让船相对优属度向量,按相对优属度越大排序越前的原则确定目标船3为重点避让船,决策结果正确,该模型可行。     

高速船舶操纵及碰撞危险分析

内河航运船舶正向高速化、大型化发展,为正确判断内河船舶航行所面临的碰撞危险,减少因人为失误引起的内河船舶碰撞事故,通过对高速船舶操纵性及受内河航道限制影响的船舶碰撞危险进行分析,建立内河船舶碰撞危险综合评判模型,并运用模糊理论方法对船舶碰撞危险进行综合评判.仿真结果表明,采用所提出的模型对内河船舶碰撞危险进行评判,较好地反映了内河船舶碰撞危险的实际情况.     

桥墩主动防船撞系统的研究

为确保桥梁水域桥墩安全与船舶通航安全,通过对长江水域船舶通航环境与水域安全现状以及船撞桥事故统计分析,提出开展桥墩主动防船撞系统研究的必要性。利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,并据此建立了桥墩主动防船撞系统,将桥墩由被动结构防船撞转变为非结构主动防船撞,并在此基础上开发出了桥墩主动防船撞系统原型。创新之处在于,首次利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,首次将桥墩的被动防撞转变为桥墩主动防撞,并开发出桥墩主动防船撞系统原型。     

基于电子海图的船舶避碰技术的研究

通过对智能避碰过程中本船及目标船的相关参数、合适的选取船舶碰撞危险度的评价集以及各个因素对碰撞危险度的影响权重的研究,根据模糊理论建立船舶碰撞危险度评价模型.在评价模型的基础上结合简单的船舶运动模型,通过搜索出能使本船碰撞危险度最低的行动来建立避碰动作决策模型.采用Visual Studio 2008开发环境,在电子海图中对提出的模型进行实验仿真,实验结果验证其模型的正确性和合理性.     

浅析船舶避碰决策研究的现状与前景

介绍了船舶避碰决策研究中的船舶碰撞危险度的确定方法,综合分析评价了船舶避碰决策系统的研究现状,指出基于AIS信息环境的船舶避碰决策系统研究是未来船舶自动避碰决策系统研究的新方向.     

Deliberative collision avoidance for unmanned surface vehicle based on the directional weight

The purpose of this study is to realize the intelligent deliberative obstacle avoidance for unmanned surface vehicle (USV), based on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea called COLREGS. Firstly, a three-level system architecture is designed for the ship intelligent collision avoidance system. Secondly, an intelligent collision avoidance algorithm is presented based on the calculation of motion parameters and the rules of COLREGS. Thirdly, according to COLREGS, the marine environment is modeled from the electronic chart data and radar information, and a deliberative collision avoidance algorithm is written. Finally, the deliberative collision avoidance simulation is carried out for the USV. The feasibility and reliability of intelligent collision avoidance algorithm are verified by the vivid simulation results.     

基于ECDIS的舰船避碰智能决策支持系统

提出基于ECDIS的舰船避碰智能决策支持系统的研究新思路,主要从系统体系结构、知识库与知识表示、模型库、推理机构等方面进行介绍．