基于四元船舶领域和避碰规则的碰撞危险度模型

为解决使用船舶领域计算碰撞危险度时所选取的船舶领域类型繁多，且碰撞危险度模型中对于目标船船舶领域与海上避碰规则等因素考虑较少的问题，提出基于四元船舶领域和海上避碰规则改进的碰撞危险度模糊评价模型。在计算碰撞危险度时考虑本船是否侵入目标船船舶领域，且根据海上避碰规则当本船为直航船时，判断目标船与本船是否为紧迫局面并将其作为计算因素加入模型。使用MATLAB进行仿真，结果表明改进的模糊评价模型能计算出更符合海上实情且满足海上避碰规则的碰撞危险度，为后续避碰决策研究提供更为准确的数据。     

“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。     

船舶碰撞事故的教训及预防

本文通过船舶碰撞案例的统计,对船舶碰撞的格局(两船的相对位置)、发生碰撞的海域、时间及天气状况、发现来船的距离、紧迫局面出现前采取的行动、碰撞危局形成时的行动、碰撞后果等九个方面进行分析,提出了对船舶碰撞的一般规律的看法。针对问题,着重研究在能见度不良情况下船舶运用雷达避碰上常犯的错误,按照1972年国际海上避碰规则的要求,提出船舶运用雷达避碰的八条意见。     

上海《1972年国际避碰规则》讨论会论文摘译

中国航海学会于1982年11月8日至12日在上海召开了《1972年国际海上避碰规则》学术讨论会。参加这次会议的国际海事组织(IMO)的专家们在会上发表了17篇论文,本文是其中的9篇的摘译。这9篇论文的题目是:(1)海上避碰规则的发展;(2)雷达与避碰;(3)船舶定线;(4)渔船与避碰;(5)船舶通航管理与避碰;(6)碰撞中的人为因素;(7)碰撞案例的研究;(8)水面受限制条件下引起碰撞的因素;(9)碰撞法:责任的判定、限制与损害。     

浅谈应用雷达避碰时船舶操纵应注意的问题

航行中使用雷达的目的是保证船舶船行安全，减少船舶碰撞事故，通过 对雷达在船舶避碰中应用特点及操纵原则的分析，着重探讨应用雷达避碰在船舶操纵中应注意的几个问题。     

船舶避碰协调通讯探讨

船舶碰撞的主要原因之一是避碰双方行动不协调。本文从通讯角度讨论船舶避碰协调问题,首先分析现有避碰通讯手段存在的不足之处,探讨避碰通讯的内容与要求,进而提出船舶避碰协调通讯系统的构想。目的是在避碰范围内建立船舶间的快速自动通讯,各船适时通报本船的位置、航向、速度等信息,需要避碰时预先将避碰方案通知对方,在一致认可的条件下执行避碰方案。从而根据改变各自行动产生的不协调问题,减少碰撞事故。     

国际海上避碰规则下锚泊船避免碰撞义务的探讨

锚泊船舶与他船发生碰撞在海上船舶碰撞的案例中并不少见,海事局或者海事法院对碰撞责任进行认定时,一般都认为锚泊船舶没有碰撞责任或者承担很小比例的责任。本文分析了在《1972年国际海上避碰规则》(以下简称《避碰规则》)下,锚泊船舶与他船发生碰撞的几种类型,对如何理解《避碰规则》下锚泊船舶的避让义务提出一些看法,进行探讨。     

雷达避碰时船舶安全航向和航速的确定

作为避碰雷达,必须通过来船目标的位置信息的处理,向驾驶员提供危险目标的信息及避让危险目标的措施。但是,目前的避碰雷达一般由驾驶员通过所谓“试操纵”的程序,确定本船将要采取的避让措施是否安全可行。本文根据分析来船的雷达位置信息的变化,提出来船是否存在碰撞危险的数学判别式,本船的危险航向区域及危险变速区域的确定。同时拓广到存在N只来船的场合,给出本船的安全航向区域和变速区域,以便让驾驶员采取相应的避让措施,为研制避碰雷达提供一种数学模型。文中还提供了算例。     

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。     

基于航迹推演的船舶动态智能避碰方法

针对受限水域船舶动态智能避碰问题,将航迹预测与改进速度障碍相结合,提出一种船舶动态智能避碰方法。建立两船相对运动模型并实时计算船舶避碰运动参数,基于三自由度船舶操纵运动数学(MMG)模型和Kalman滤波算法分别预测本船(OS)和目标船(TS)下一时刻运动状态;然后结合《国际海上避碰规则》(简称《规则》)、良好船艺、航迹预测模型、速度障碍算法和航向控制系统等分析设计船舶动态智能避碰决策模型;通过仿真试验验证动态智能避碰决策模型的可行性和有效性。结果表明：该算法可满足受限水域两船和多船复杂会遇局面下船舶智能避碰,实现动态避碰条件下的船舶安全航行。     

航道中避碰规则的适用及碰撞责任的认定

由于航道通常较窄,通航密度大,船舶在航道中航行时会遇他船后,不可能完全按照《避碰规则》要求的"早、大、宽、清"采取避让行动。在航道中如何采取避让行动,尤其是在特殊情况下如何行动,《避碰规则》并未清楚列明,驾引人员只能根据现场情况以及自己对《避碰规则》的理解采取行动。现实中,经常发生因驾引人员对《避碰规则》理解不一致从而导致避碰行动不协调的碰撞事故。通过对《避碰规则》在航道中适用问题的分析,找出在航道中符合《避碰规则》的避让方法,以期减少事故的发生。在此基础上,对航道中的碰撞责任认定问题进行分析,为科学认定事故责任打下基础。     

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。     

船舶在能见度不良非互见时的避碰研究

船舶在能见度不良非互见时的避碰研究一直是航海人员非常关注的问题。为此本文在对前人研究成果总结和分析的基础上,结合《国际海上避碰规则》第十九条第四款规定,总结出一船仅凭雷达测到他船时的具体避让方法,对于转向避让、变速避让及转向结合变速避让分象限进行具体分析。     

船舶安全“十二防”

1、防碰撞 船长要不间断地开展对驾驶员的避碰知识培训。通过对国际避碰规则和事故案例的学习，加强驾驶人员安全意识和执行规则的自觉性。各船船长还要结合实际，指导驾驶员熟练掌握船舶操纵特性，提高在通航密集水域的航行和操纵技能，改正不良操作习惯，真正做到“早、大、宽，清”，保证船舶航行安全，避免船舶碰撞事故。     

船舶交叉相遇如何避碰

根据1972年<国际海上避碰规则>,在公海或连接于公海而可供海船航行的水域中,当两艘机动船在互见中交叉相遇,致有构成碰撞危险时,有他船在本船右舷者,本船应给他船让路.即:当本船夜间见到他船红灯时,本船为让路船.如环境许可,本船还应避免横越他船前方,反之,当有他船在本船左舷者,他船应给本船让路.即:当本船夜间见到他船绿灯时,本船为直航船.     

规则约束下基于深度强化学习的船舶避碰方法

为减少因人为操作不当导致的船舶避碰事故,提高船舶航行的安全性,提出一种基于深度Q网络(Deep Q Network, DQN)强化学习方法的船舶智能避碰算法。依据船舶间实时获取的航行状态信息,从全局角度构建智能避碰算法深度强化学习状态集;在对《国际海上避碰规则》(International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGs)进行充分理解的基础上合理量化部分COLREGs,综合考虑航向跟随、船舶碰撞和规则符合等因素,设计船舶智能避碰DQN算法奖励函数,保证避碰决策安全有效且满足避碰规则的要求。分别针对两船和多船会遇场景进行仿真试验,结果表明:该方法可使船舶在COLREGs的要求下有效避让来船,为船舶智能避碰技术的研究提供参考。     

模拟退火算法在船舶转向避碰幅度决策中的应用

在船舶避碰决策过程中,转向避碰是采用频率最高的一种避碰方法。为了求得本船与多船会遇情况下的最优转向避碰幅度,应用模拟退火算法将本船与多船间的转向避碰幅度问题视作一类多目标函数优化问题,从而在可行解空间中求出满足目标函数和约束条件的最优转向避碰幅度解。仿真结果表明,上述方法不仅有助于求出多船会遇情况下的本船最优转向角度值,而且也有助于多船避碰决策系统的智能化设计与开发。     

基于模型预测控制的船舶自主避碰方法

针对海上多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,提出一种基于船舶运动数学模型的开阔水域船舶自主避碰方法.该方法利用模型预测控制(MPC)算法,在考虑船舶操纵性和避碰规则的条件下,采用模糊数学理论分析船舶航行过程中的碰撞危险度,进而构建避碰算法的评价函数,实现船舶自主避碰.仿真结果表明,该算法能解决开阔水域多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,验证了算法的有效性.     

灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用

针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机，应用灰色系统理论预测模型，实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数，预估目标船相对于本船的最近会遇距离DCPA和最近会遇时间TCPA；同时，对于灰色预测模型预测误差大的问题，提出了先缓冲后预测的处理思想，并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明，该方法能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性，达到提前预警和帮助驾驶员提前做好避碰准备与应急措施等目的。     

自主船舶与有人驾驶船舶动态博弈避碰决策

[目的]为实现船舶的高效避碰与安全航行,针对自主船舶与有人驾驶船舶混合航行环境下的交互避碰问题展开研究,提出一种多智能体交互的船舶动态博弈避碰决策方法。[方法]依据驾驶实践,理解并分析混行环境下的船舶避碰问题,基于《国际海上避碰规则》量化船舶会遇态势及碰撞危险,引入动态博弈理论,将存在碰撞危险的船舶个体建模为博弈中具有独立思想的参与者,并以船舶的航向改变量为博弈策略,在船舶安全性收益、社会性收益及经济性收益约束下求解船舶的最优行动序列,以及将船舶驾驶员风格的差异化引入仿真实验中以验证避碰决策的有效性。[结果]结果显示,所提方法能够在自主船舶与有人驾驶船舶混行场景下实现多船的安全会遇;各船在面对不同驾驶风格的目标船舶时均能类人地调整自身的行为策略,从而实现安全避让。[结论]所做研究可为自主船舶及有人驾驶船舶的避碰决策提供参考。