船舶避碰辅助决策中的AIS-ECDIS应用研究

海上交通事故不仅会造成人员伤亡和巨大的经济损失,还会对海洋环境造成污染和破坏,而在众多海上交通事故中,船舶碰撞占据较大的比例。随着控制技术和自动化的提高,防碰策略算法和先进的传感器设备逐渐应用到船舶防碰中。本文主要利用船舶自动识别技术AIS和船舶电子海图技术ECDIS,设计和优化船舶避碰辅助决策系统,并对其避碰流程进行介绍。     

AIS在船舶避碰中的应用

根据IMO要求，海上航行船舶将陆续安装AIS(Automatic lndentification Systern)系统。如何利用AIS系统进行船舶避让，将是驾驶员首先要解决的问题。本针对ARPA(Automatic Radar Plotting Aids)和VHF(Very High Frequency)的局限性及AIS的技术特点，对AIS在船舶避碰中的应用进行了阐述。     

AIS在船舶自动避碰系统中的应用

国际海事组织IMO规定，船舶自动识别系统（AIS）将于2002年7月1日开始实施，它是即将在船舶普遍使用新型的助航设备。本文根据AIS所提供的船舶信息，分析在船舶自动避碰系统研究中的地位，将会发挥的作用和产生的影响。     

船舶避碰综合决策系统

本文研究了船舶的避碰行为以及多船多衡准的避碰决策的思维过程,应用海上交通工程理论和模糊集理论,建立了多物标多衡准的船舶避碰综合决策模型。模型的应用结果表明,该模型可综合有关信息,模拟驾驶员的决策思维,连续、迅速、准确、可靠地提出最佳的避碰方案。避碰综合决策系统的应用将极大地提高船舶航行的安全,进而实现船舶驾驶的自动化。     

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。     

无线传感器网络在船舶自动避碰系统中的应用

全球海洋经济的迅猛发展使得运行在海洋中船只体积及密度不断增加,海洋运输中由于船舶碰撞导致的海洋事故频发。传统的海洋避碰系统是利用雷达信号探测障碍物,其精度及识别度不高,已越来越不能满足现代海航安全的保障。本文研究基于无线传感网络的AIS自动识别技术,并将AIS自动识别技术与雷达探测系统有效融合,用来设计船舶辅助避碰系统,解决传统单一导航辅助设备的精度及识别度缺点,最后实现整个系统的软件设计。     

一种多智能体信息融合船舶避碰系统

在狭窄海域中,使用自动化控制系统避免船舶之间的碰撞,从而减少相应人员和财产损失,一直是研究的热点之一。随着信息采集、处理、融合技术的发展,使得通过多个船舶之间的相互协作,实现自动化碰撞避免成为了可能。本文提出一种基于信息融合的船舶碰撞避免决策模型。该模型包含有船舶智能体、VTS智能体及3个融合层次。通过该模型,在同一海域不同船舶之间可以通过相互协作,实现更加精确和经济的船舶碰撞避免决策。     

船舶拟人智能避碰决策算法测试及应用

论述船舶拟人智能避碰决策(Personifying Intelligent Decision-Making for Vessel Collision Avoidance,PIDV-CA)的算法原理及其基础模型的构建方法;提出一套避碰算法合理性及完备性的测试方案,利用船舶智能操控仿真测试平台验证算法的"拟人"特性;简要介...     

船舶间协议避碰应注意的问题

<正>众多碰撞事故表明,发生碰撞的直接原因是两船或其中一船的行动不协调。保证两船避碰行动协调最直接的方法就是两船直接联络、交流,明确双方共同遵守的规则以及彼此要采取的行动。船舶间通过VHF和AIS等助航仪器进行     

智能化海上航行模拟器中的避碰算法研究

在全球化经济快速发展的今天,传统的航运管理模式已经不能良好适应错综复杂的海洋环境,更多基于智能化的管理系统已经取代了人工。本文从实际的海洋运输需求出发,结合传统的海航模拟器,设计一种新型的船舶避碰训练平台,从而最大程度上降低海洋事故,同时也极大降低了训练成本。本文首先基于AIS系统对船舶的运动控制模型进行研究,然后结合自回归预测算法和粒子群避碰适度函数,对船舶运行时的避碰模式建立动态调整策略,从仿真结果可以得到,此算法能够实现较好的避碰效果。     

船舶自动识别系统在内河船舶避碰技术的应用

本文从船舶自动识别系统的功能及应用优势分析入手,论述了船舶自动识别系统在内河船舶避碰技术中的应用,对船舶避碰的数学原理进行系统分析,并仿真验证了船舶的避碰过程。从仿真结果看,通过优化船舶的自动识别系统,可以有效提高目标物的探测距离和精度,能够最大程度帮助船舶提升航行的安全性。     

中国沿海渔区航行及避让方法

研究中国主要沿海渔区分布及捕鱼方式,分析渔船船体小、驾驶台低、通信导航设备落后以及渔船船员自身素质低等原因造成的商船和渔船碰撞,提出商船在设计航线时,要充分考虑安全避让渔船,并采取保持正规瞭望和安全航速等避让方法。     

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。     

基于改进的神经网络的船舶碰撞危险度的模型

  目的  为实现沿海无人驾驶船舶自主航行,充分考虑无人驾驶船舶智能避碰决策的合理性和实时性后,提出并建立一种基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法。  方法  首先,以本体论为基础,设计无人驾驶船舶航行态势本体概念模型,并结合《国际海上避碰规则》及良好的船艺将船舶航行态势量化划分为12种会遇场景;然后,从驾驶实践的角度改进影响碰撞危险度因子的模糊隶属度函数,提出一种多元碰撞危险度评估模型,实现船舶碰撞危险度的精确计算;最后,以船舶避碰总路径最短为目标函数,提出一种基于驾驶员视角（BOP）的智能避碰决策模型,在船舶操纵性、舵角限幅等约束下求解最优避碰策略,并在典型的会遇场景下进行仿真实验。  结果  结果表明,该方法可以准确判断驾驶航行态势,给出合理的转向策略,实现典型会遇场景下的有效避碰。  结论  所做研究可为实现船舶自主航行提供理论基础和方法参考。     

Fuzzy logic based decision making system for collision avoidance of ocean navigation under critical collision conditions

This paper focuses on a fuzzy logic based intelligent decision making system that aims to improve the safety of marine vessels by avoiding collision situations. It can be implemented in a decision support system of an oceangoing vessel or included in the process of autonomous ocean navigation. Although Autonomous Guidance and Navigation (AGN) is meant to be an important part of future ocean navigation due to the associated cost reduction and improved maritime safety, intelligent decision making capabilities should be an integrated part of the future AGN system in order to improve autonomous ocean navigational facilities. In this study, the collision avoidance of the Target vessel with respect to the vessel domain of the Own vessel has been analyzed and input, and output fuzzy membership functions have been derived. The if–then rule based decision making process and the integrated novel fuzzy inference system are formulated and implemented on the MATLAB software platform. Simulation results are presented regarding several critical collision conditions where the Target vessel fails to take appropriate actions, as the “Give way” vessel to avoid collision situations. In these situations, the Own vessel is able to take critical actions to avoid collisions, even when being the “Stand on” vessel. Furthermore, all decision rules are formulated in accordance with the International Maritime Organization Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGs), 1972, to avoid conflicts that might occur during ocean navigation.     

浅谈舰船自动避碰系统的研究

叙述了基于专家系统的自动避碰系统的结构、初步的原理以及流程,简要地分析了船舶避碰过程及影响碰撞的因素,并介绍了碰撞危险度的确定方法。     

多船自动避碰决策

文章综述了国内外多船避碰决策研究的现状，分析了现有的多船避碰决策系统的不足，提出今后多船避碰决策的研究方向。     

舰船编队避碰的自适应控制研究

海上运输是一种重要的货物流通方式,随着人们对海洋资源的进一步开发,海上运输、资源开采、石油开发等工业行为对海上交通运输条件提出更高要求。为了改善日益拥堵的海上交通,防止出现船舶碰撞等海上交通事故,世界各国对船舶避碰技术投入了大量的研究,其中,舰船编队的避碰控制技术是研究的重点。本文在传统的非线性控制系统基础上,结合自适应模糊控制算法和Matlab仿真技术,对舰船编队在未知环境干扰条件下的避碰、避障等技术进行系统研究,提出一种舰船编队的模糊自适应避碰方法,并进行仿真分析。