海上多船行驶自动避碰系统设计

随着航运事业的发展,船舶数量不断增加。船舶的行驶环境复杂多变,易造成船舶航行偏移现象,在多船舶同时行驶的海域易出现船舶碰撞等问题,严重威胁着船舶航行的安全。为提高船舶航行安全,减少船舶碰撞事故的发生,对海上多船行驶自动避碰系统进行了创新和优化。利用PID控制方法对船舶行驶领域多目标航迹检测系统进行创新,以期达到更精准、快速的船舶避碰检测控制系统设计目标。通过该系统对船舶航迹航行状态进行检测控制,从而避免船舶在行驶过程中受外界环境影响出现的航迹偏离及信息延时导致的船舶碰撞等问题。为了保障船舶自动避碰系统的有效性,对船舶避碰检测和控制情况进行仿真实验。仿真结果表明:该系统可及时有效地对船舶会遇的可能性做出精准分析和有效判断,并及时控制船舶航迹及速度,以便科学合理的执行船舶避碰方案决策,从而有效避免船舶碰撞事故,保障船舶航行安全。     

固定航线船舶远距离避撞数学模型设计

当前国际远洋航行中,固定航线船舶碰撞事故在海上险情中仍占有较大比例,并且这类事故多为人为操作引起。为降低海上船舶的碰撞事故率,需要采集本船与干扰船之间相对方位数据信息,将潜在的碰撞危险因素量化处理;基于最优控制法构建船舶间的远距离避碰数学模型,并依据模型的六自由度确立性能指标和各类约束条件;引入遗传算法计算选取本船安全避让的最优路径。仿真数据表明,提出的固定航线船舶避撞模型对于船舶避让的控制精度高、距离短,运算收敛性能好、躲避成本较低。     

论在对遇局面下船舶避让操纵的方法

针对大型化、快速化、经船舶给海上避碰带来的新课题，概要分析对遇局面下发生舶碰撞事故特点和原因，提出船舶在对遇局面下的避让操纵。旨在探讨在对遇局面下避让操纵的最佳方法，以便习可能地减少或避免恶性的船舶碰撞事故。     

“防船舶碰撞”经验谈——船舶安全避让的几点体会

能见度不良对船舶的安全航行影响很大,资料显示有60%以上的船舶碰撞事故是由于能见度不良引起的,而雷达是避碰,特别是雾中避碰不可或缺的工具。利用雷达我们可以获得碰撞危险的早期警报,使我们有更多的时间用于避让他船,避免碰撞,同时,我们利用VHF、AIS还可以对雷达上有危险的船舶进行确认和联系,协调避让,可以达到更好的避让效果。为了使船舶驾驶员能够有效地利用这些仪器进行避碰,本文介绍了能见度不良情况下利用这些仪器进行避碰的几种常用方法。供船舶驾驶员在能见度不良情况下操船避让时参考,以期能取得良好的避碰效果,确保海上航行的安全。     

关于避碰规则中船舶运动状态的分类及分界点研究

在船舶航行当中,发生碰撞事故的主要因素,就是在陷入紧迫局面和紧迫危险的情况下,双方没能及时采取恰当有效的措施,进而导致相撞。为了减少和避免此类事故,国际海事组织制定了《1972年国际海上避碰规则》,作为海上交通规则。基于规则中在航的定义,应研究分类船舶运动状态,明确船舶运动状态中在航和非在航等分界点,进而对紧迫局面和紧迫危险情况下的避碰决策方法进行阐述。     

紧迫危险下的船舶智能避碰决策研究

随着船舶的大型化、高速化以及通航水域船舶密度增加和会遇率的增大,船舶的碰撞事故时有发生,这就对避碰问题的研究提出了更高的要求.通过对紧迫危险及紧迫危险区域的深入研究,提出了紧迫危险距离的量化模型及紧迫危险下的避碰决策,并通过几何作图分析和模拟操纵仿真试验加以验证.     

"协议避让"的危害性

在诸多船舶间的避让行动中，有时发生忽视避碰规则的避让原则，凭“感觉”、“协议”进行避让的现象，从而造成了不少紧迫局面和碰撞事故，其危害性不言而喻。本文从以下几个方面对“协议避让”的危害性进行分析和探索。     

国际避碰规则真的要遵守!

纵观最近几年海上事故案例,船舶紧迫局面、紧迫危险和碰撞发生的根本原因在于船长、驾驶员在晾望上的疏忽,在避让操作上错误判断、错误行动,更多的是没有采纳《1972年国际海上避碰规则》一直强调的“安全航速”。     

谈船舶避碰操纵中的早让、宽让

国际海上避碰规则第八条“避免碰撞的行动”中明确规定，船舶采取避让措施应及早地、大幅度地进行，并能导致在安全距离上通过。可见导致两船在安全距离上通过是国际避碰规则的目的，也是规则要求船舶应及早地、大幅度地采取避让措施所追寻的结果。从这个意义上讲，早让、宽让只有最低限制，而这个最低限制就是能使两船在安全距离通过，也就是说能导致两船在安全距离上通过的最迟采取避让行动的时机和采取行动的最小幅度。但是这个早、宽的程度应如何去掌握，如何去量化，它和安全航速、瞭望条款一样，让所有发生碰撞事故的当事船舶都逃不出这几个条款的责任。同时也给碰撞事故的处理带来了很多难以恰如其分的公平判决。     

考虑避让紧迫度的数字化船舶领域模型

为使船舶领域更好地适用于碰撞风险评价和避碰决策,采用解析法提出了一种考虑船舶避让紧迫度的数字化船舶领域建模方法。根据船舶航速、旋回性能和避碰行为,以船舶间极限通过为切入点,构建了四元船舶领域边界方程;在此基础上,考虑船舶极限碰撞领域边界,构建了基于避让紧迫度的船舶领域内部结构的数字化标定模型;并将该模型与传统船舶领域模型进行了对比分析,发现数字化船舶领域的首向、右舷区域最大,尾向、左舷区域最小;尺度随本船操纵性的变好而变小,随他船接近航速的增大而变大;内部避让紧迫度由内向外逐渐降低,且船首方向上降低较慢,自"船首-右舷-船尾"降速逐渐加快。结果表明:数字化船舶领域模型为四元不对称动态领域模型,可以揭示船舶领域内部结构不同方位、速度和距离下的船舶避让紧迫度。研究对于船舶碰撞风险预警和避碰决策有一定的应用价值。     

探讨船舶操纵要素在避让中的应用实践

充分把握与应用船舶操纵要素有助于驾驶人员估测碰撞危险,使船舶顺利航行。本文结合瞭望条款、安全航速条款与避免碰撞条款对船舶操纵要素在避让实践中的应用进行了探究,希望在操纵船舶的过程中能够避免碰撞事故的发生,实现船舶的顺利安全航行。     

基于改进人工势场法的船舶自动避碰研究

为解决传统人工势场法在船舶自动避碰中无法判断避让责任和紧迫局面的问题,创新性地将船舶会遇态势及危险度评价指标引人人工势场中,通过船舶之间相对方位来判断船舶的避让责任并限定避让措施,通过实时计算船舶碰撞危险度,设定相应阈值来界定是否产生紧迫局面,指导船舶采取进一步避让措施.通过对船舶对遇、交叉相遇和追越3种典型局面的仿真实验表明,本文所设计的势场能够较为清晰地判断避让责任和紧迫局面,所规划的船舶避让措施更加符合国际海上避碰规则的要求.     

浅谈雾航中的转向避让

船舶在雾航中发生的碰撞,主要原因之一是船舶在采取(进行)转向避让时,对转向时机掌握不准或转向方法的错误而导致的。此文是想通过对《1972年国际海上避碰规则》以下简称《规则》学习、理解和工作经验,对船舶在雾航中可能发生的碰撞原因,旨在提醒船舶驾驶员在雾航中转向避让时,应准确掌握转向时机,采取正确的转向方法,以避免碰撞事故的发生。     

多方向航行船舶防碰撞航线有限元计算研究

传统船舶防碰撞算法主要以船舶航线间距为碰撞计算要素,但是在多方向航行因素引入后会出现防碰撞航线输出量精准度降低问题。为此提出多方向航行船舶防碰撞航线有限元计算研究。通过对船舶多方向下避碰的计算,获得避碰瞬态速度关系量;以此为基础对避碰计算规则进行遗传计算,得到预输出航线数据;对预输出航线数据进行有限元计算,提升多方向航行船舶的防碰撞航线计算的精准度。为验证计算结果的精准度,设计一组仿真对比实验进行对比测试,并得出结论。     

免疫粒子群算法在夜航船舶避碰规划中的应用

受夜晚环境的影响,传统的船舶在航行过程中存在碰撞事故多发的问题,为此应用免疫粒子群算法对夜航船舶避碰规划方法进行优化设计。首先利用航行船舶上的AIS设备确定夜航船舶运动参数,并结合障碍船的位置划分夜航船舶会遇态势。设置夜航船舶安全会遇距离并计算夜航船舶碰撞危险概率。应用免疫粒子群算法更新船舶速度和位置,当两船之间的碰撞危险度达到危险区间,确定避碰时机以及幅度,进行夜航船舶避碰规划。实验结果表明,应用免疫粒子群算法,能够有效地降低碰撞事故发生率。     

船舶操纵要素在避让中的运用与实践

绝大多数碰撞事故都是由以下四步曲造成的:"瞭望疏忽—未使用安全航速—判断碰撞危险的过失—采取避免碰撞行动的措施不当",而当时情况下的"船舶操纵要素"象纲一样贯穿始终。若能熟练地掌握和运用船舶操纵要素于《国际海上避碰规则》的船舶避让的判断和行动中,就能使船舶驾驶人员具备清析的思路和成熟的应变措施来避免和化解碰撞危机。     

对船舶在能见度不良时行动规则的理解

在能见度不良时,船舶间碰撞事故频频发生,船舶没有使用安全航速、没有遵守能见度不良时的行动规则进行避让是重要原因之一。对船舶在能见度不良时的行动规则的理解和避让进行分析和探讨,希望能够避免船舶在能见度不良时发生碰撞事故,进一步对保障船舶航行安全起到应有的作用。     

基于避碰规则融合航仪实例设计避碰数据库

海上船舶发生碰撞事故会造成大量的财产和生命的损失,为了减少这类事故的发生,利用数据库将碰撞规则结合航海实例推算出合理的避碰方案。通过分析国际海上避碰规则和利用船舶航行记录仪具有回放数据的特点,把船舶海上航行知识分为规则类知识与实例知识。为了便于检索避碰数据库,设计避碰规则数据库、实例数据库和信号数据库并推算出船舶避让时应该采取的行动,同时增加专家数据库来核对该推算是否需要修正。该设计方法对年轻船员处于航行紧急状态下,能够快速地查询到最利于本船的避碰方案,对减少船舶避碰事故的发生有着重大现实意义。     

大风环境下船舶触礁角度高效预测方法分析

船舶碰撞、搁浅和触礁是最常见的事故形式,不仅会造成一定的经济损失,也会对海洋环境造成一定的污染。因此,研究船舶的航迹控制策略,进行合理的避碰航线规划具有重要的意义。本文研究侧重于恶劣环境下的船舶触礁预测技术,构建船舶触礁危险区域的数学模型,建立一种船舶触礁预测系统,并介绍该预测系统的工作流程。     

对船舶间“避碰协议”性质的分析

现通行的观点认为,船舶间通过VHF进行联系,达成了避让的“协议”,分为“协议避碰”和“协议背离”两种情况.在实践中,时有因两船间的这种“协议”而导致了碰撞事故的发生,在分析和归责的过程中形成了两种不同的观点,导致了碰撞责任分析和分摊的巨大争议.通过对这些争议的分析,将其归纳为“承诺履行说”和“规则至上说”.根据长期的航海实践和对碰撞事故处理的实践,就如何理解这种船舶间协调避让一致的意见的性质,这种避让行为的协调在归责中的地位和作用如何等,进行了分析,表达一些不同的观点,以期达到正确理解和履行这种船舶间协调的意向,真正起到避免碰撞的积极作用.