基于最小二乘算法的船舶航行轨迹控制研究

为保证船舶一直按照既定的轨迹航行,避免发生碰撞事故,进行船舶航行轨迹控制具有重要的现实意义。为此,基于最小二乘算法进行船舶航行轨迹控制方法研究。该研究前一部分获取AIS系统中的船舶航行实时数据,得到船舶航行位置,后一部分利用最小二乘算法,并结合前一部分获取的数据,预测船舶航行角度和方向,控制船舶航行。结果表明:1)整体来看,实际航行轨迹线路与预期航行轨迹线路之间的拟合优度为0.984 7,比较靠近1,说明船舶航行实际轨迹符合预期。2)局部来看,通过对比10个不同节点处的航行速度和航行方向,误差比较小,说明所研究方法的航行轨迹控制效果较好。     

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。     

基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测研究

针对传统船舶航行路径长度预测方法存在路径长度预测性能较差的问题,设计一种基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法。针对船舶航行路径实施环境建模,以处理和获取空间船舶航行路径的环境信息。利用构建的环境模型确定船舶航行路径的代价函数,函数中包括过大转弯角个数函数、平滑度函数与航程函数3个因素。根据船舶航行路径代价函数,基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行预测,首先需要基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行量化,接着通过明示距离法对船舶航行路径长度进行预测。为了证明基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法的路径长度预测性能较强,将传统船舶航行路径长度预测方法与该方法进行对比实验。实验结果证明该方法的路径长度预测性能优于传统方法,实现了性能突破。     

紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学建模

为避免船舶碰撞等事故的再度发生,对船舶在紧迫危险情况下对多目标距离进行精准检测、避让技术的研发成为了各国对航运事业长久发展的重点研究内容。由于传统的船舶避让系统对近距离多目标船舶预测的精准度仍存在不足,因此对现有的紧迫危险下船舶避撞系统进行了深入的研究,结合现有的纵向加速度算法设计了船舶避撞距离预测模型。根据系统功能模块要求对船舶避撞系统进行优化,以便准确控制船舶速度和安全性的的总体方案,达到降低船舶碰撞事故发生几率的目标,以便避免人员生命财产损失等问题。为验证该方法的有效性和精准度进行了仿真实验,实验结果证明紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学模型可及时有效的对船舶航行过程中的多目标船舶进行精确避让,由此证实该方法具有重要的参考意义。     

控制河段船舶违规航行检测方法

长江上游控制河段狭窄、弯曲,为确保航道畅通和行轮安全,行轮必须根据信号台的通行指挥信号,单向、有序通过。一旦行轮未遵守通行指挥信号违规航行,极易发生船舶碰撞甚至搁浅等海事事故。基于AIS、视频监控和通行指挥信号提出一种控制河段船舶违规航行的检测方法,通过消除船舶倒影和拖尾水纹等噪声干扰,对船舶目标进行检测,通过多个摄像头轮流采集图像,实现多视场下跟踪船舶航迹;最后结合控制河段的通行规则,对违规航行行为进行判别。结果表明,该方法可对控制河段中违规航行船舶进行准确判别。     

动态船舶领域模型在AIS环境下的避碰决策研究的应用

在现代海洋贸易中,各种大型的船舶需要航行在有限的航道上,随之而来的是海洋交通事故也变得更加频繁,这给船运行业带来了巨大的经济损失,为了有效降低事故的发生率,人们采用了各种先进的自动化系统,如AIS系统,结合智能避碰算法来模拟船舶的运行动态,通过提升船舶自身的航行预测能力,有效减少了事故的发生。本文首先建立了船舶的动态模型,通过AIS决策系统进行辅助定位,然后采用避碰算法,进一步降低了定位误差,在提高了船舶航行效率的基础上,改善了船舶的航行安全性能。最后通过仿真对船舶的综合避碰性能进行验证,并与拟合值进行了比对分析。     

基于图像处理技术的船舶航行轨迹分析与应用系统设计

近年来,海上贸易不断发展,港口和海上航线的船舶密集程度不断提高,海上交通事故频繁发生。海上交通监管部门为了改善海上交通,降低海上交通事故发生的概率,投入大量的精力研发海域内船舶的导航与航行轨迹分析等技术。船舶的航行轨迹数据分析有助于对船舶的航迹进行预测,检测出海域内船舶的航迹偏离等问题,提高船舶航行的安全性。本文重点研究了海上航迹的图像处理技术和卡尔曼滤波技术,并基于图像处理技术实现了船舶航行轨迹的分析和预测,对改善海上交通,降低海上碰撞事故发生的概率有重要意义。     

大型船舶航行的风险分析与风险控制

安全科学的发展要求从传统的事故管理转变为风险管理。在构建船舶航行系统风险的基础上,通过船舶航行事故统计和船舶航行作业规范化安全评估,对目前大型船舶航行的风险构成、影响因素进行定量研究,提出了大型船舶航行的风险矩阵,并就船舶航行的风险控制提出一些措施。     

船舶操作预报中数据挖掘算法的应用与实现

在现代海上交通管理中,船舶航行操控对整个航道的安全非常重要,因此只有充分挖掘海量的操作数据,才能有效实现船舶的航行安全。本文从海上交通的角度对船舶的操作行为模式展开研究,利用数据挖掘技术对AIS系统的数据进行分析,从而实现对船舶行为的预测,监测的数据主要有船舶的航行位置、船舶状态的监测和船队数量的识别等。通过仿真对特定港口的船舶数量进行大数据预测,从而能够提前预报,有效提高港口的管理水平。     

基于计算机的海上避碰模拟系统开发

海上船舶碰撞事故威胁着海上航运的安全,造成大量经济损失的同时还会危及船员的生命安全。为了提高海上航运经济性和安全性,研究船舶的海上避碰技术有重要意义。本文主要结合计算机技术和多雷达数据融合技术,研究了一种基于计算机的海上避碰模拟系统,利用该船舶避碰模拟系统,可以实现对海域内航行船舶的碰撞几率预测,并对航行线路进行合理的规划,从而提高船舶航行的安全性。