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.      

基于GPS,ARPA和陀螺罗经信息开发船舶自动避碰模型及其仿真

迄今为止，元人驾驶船舶沿计划航向航行以及与相遇船舶避碰的问题未能令人满意地加以解决．解决该问题的核心在于建立一个既能体现《1972年国际海上避碰规则》的原则，叉符合海员通常做法，且能为航海人员和专家所接受的知识库．文中提出了一个可用于构建这种知识库的“船舶自动避碰模型”，并提出相关算法，对该模型进行编程仿真．分析仿真结果证明了该模型的可行性和有效性．     

能见度不良两船互见后的避碰行动分析

针对两船在能见度不良水域中航行、从不在互见接近到互见后的避碰过程,简要分析了船舶在遵守避碰规则上可能存在的争议,给出了英美海事法院对此所持的两种不同的观点,最后讨论了两船在能见度不良水域中航行接近到互见后应遵守的避碰规则和避碰行动．     

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.     

船舶智能避碰专家系统研究

运用专家系统理论和海上交通工程学的研究成果，对船舶避碰领域相关知识进行了处理，并建立一种船舶智能避碰专家系统，可用于指导船舶海上避碰航行。     

对维持航向最小速度的探讨

“1972年国际海上避碰规则”(以下简称“规则”)第19条第5款要求，在能见度受限制水域及其附近航行相互看不见的船舶，“除已断定不存在碰撞危险外，每一船舶当昕到它船雾号显似在本船正横以前，或与正横以前的他船不能避免紧迫局面时，应将航速降低到能维持其航向的最小速度。必要时应把船完全停住，而且，无论如何，应极其谨慎驾驶，直到碰撞危险过去为止”。对本款如何正确理解?对一般船舶来说决定维持航向最小速度应考虑哪些因素?在操船实践中如何执行以上规定?这些问题教材和专著涉及较少，但实际操船中对正确执行“规则”，正确采取避让行动都很有意义。     

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。     

基于AIS的船舶协商避碰辅助决策系统的研究

船舶自动识别系统为协商区域内各船间信息沟通提供了技术保障,基于AIS的技术功能特点,提出了基于AIS的避碰智能决策系统中船舶间协商避碰模块的技术方案.方案有助于在协商区域内的各船达成共识,减小不确定因素,避免不协调行动.     

基于不确定行动的碰撞危险度评价

船舶避碰的决策问题是船舶自动避碰系统的核心内容之一。本文在总结目前的研究成果的同时,结合多船会遇的实际情况和船舶避让行为特点进行碰撞危险度评价。     

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.     

避让规则与船舶安全航行——对长江江苏段多起船舶碰撞事故的分析

通过对长江江苏段多起船舶碰撞事故进行原因分析,探讨船舶在航行和避让时其行动通则是否符合《中华人民共和国内河避碰规则》和《长江江苏段船舶定线制规定》中的有关规定;并提出了加强船舶安全航行的对策和建议,同时指出严格遵守规则和按章操作是保证船舶安全航行的先决条件,以期船舶的驾引人员养成良好的操作习惯,保证船舶的安全航行．     

对船舶号灯、号型条款中常见误解类型的剖析

号灯、号型是船舶不可或缺的组成部分,是识别和判断船舶类型、大小、动态和工作性质的主要手段.尽管《1972年国际海上避碰规则》规定了各种船舶在不同动态下应显示的号灯或号型,但是由于船舶吨位增大,地方和港口主管机关对号灯、号型另行规定以及为满足当前操纵需要而设计的新型船舶出现,加大了对号灯、号型所提供的信息判断难度。本文以事故案例为引导,根据当前航行环境特点,对号灯、号型的规定进行有针对性的分析和研究。     

内河船舶避碰路径优化研究

内河船舶碰撞事故导致重大生命及财产损失，已经引起人们的高度关注．提出一种内河船舶自动避碰路径优化的研究方法，建立了内河船舶操纵运动数学模型，将遗传算法运用到内河船舶避碰路径选优中，提出内河船舶避碰路径优化准则，并构建一种考虑内河航道中运动船舶及障碍物的适应度函数．优化结果表明了本方法的可行性。     

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.     

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。     

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.     

Investigation on maneuverability of a twin-screw ship driven by one screw

It is possible for a twin-screw ship that one screw failure occurs during navigation, and the maneuverability in this case should be noticed by ship designers and operators. It is of great significance to evaluate the related risk. Firstly, a mathematical model for the twin-screw ship maneuvering motion with one failed screw is developed based on the maneuvering model group (MMG) equations, and verified by the model test results. Secondly, the maneuvering motions of a twin-screw liquefied natural gas (LNG) ship with one free rotating failure screw or with one locked failure screw are simulated and compared by using the mathematical model. It is shown that the numerical modeling results are in agreement with the model test results. Compared with those of normal navigation, the port turning ability of the ship with one failed port screw is better, but the starboard turning ability and yaw checking ability become worse. The maneuverability of the ship with locked failure screw is better than that with free failure screw, although the ship speed drops obviously.     

基于AHP和模糊评价的船舶异常行为研判

商船和绝大部分大中型渔船都安装船载AIS、北斗卫星定位和通信终端,产生大量船舶航行数据,主要包括航行速度、轨迹、位置等参数,这为研究船舶异常行为研判提供可能性.从运动异常、位置异常、AIS设备异常和其他参数异常四个角度考虑,构建船舶异常行为评价指标体系,运用层次分析法(AHP)获得各个层次指标的权重系数,应用模糊综合评价法对船舶异常行为进行建模,实现对船舶异常行为评估.还开发了软件系统,对专家和评分进行管理,设计计算方法,计算权重和评价结果.还以船舶航行数据为依据,构建船舶走私研判模型,对船舶走私可能性进行评估分析.基于船舶航行过程数据,对船舶异常行为进行预判,对于船舶运行安全管理,打击非法作业、走私等具有重要意义.     

船舶避碰辅助转舵系统的设计与实现

分析避碰规则,根据不同会遇局面选择不同转舵方案,以软件的形式与舵机相连,对驾驶员在避碰过程中的误操作行为报警,并以默认的转舵方向和舵角代替驾驶员实施避碰决策.