船舶自动避碰仿真平台的构建与测试方法研究

船舶避碰智能决策的自动生成是实现船舶自动避碰的关键技术之一,如何利用船舶操纵模拟器技术来检验现阶段的研究成果是值得研究的课题。根据船舶避碰智能化方法的研究现状,简述船舶避碰智能自动化方法的基本思想;着重论述基于船舶操纵模拟器技术的“航行安全及自动避碰(NSACA)仿真测试平台”的构建及其实现船舶自动避碰仿真试验的方法;并列举一个典型的仿真试验示例加以分析。试验结果表明:该平台已实现了宽水域船舶避碰决策自动生成与避碰过程自动监控的测试,不失为一种行之有效的测试方法;与实船试验相比,这种测试方法具有灵活高效、安全性和经济性等优点。     

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。     

水面无人艇动态避碰策略研究

针对水面无人艇局部路径规划的局限性,本文提出基于水面无人艇操纵运动模型的动态智能避碰,根据海事规则将局面划分为对遇、交叉相遇以及追越3种局面,在MMG模型基础上,通过避碰模型改变USV的航速和航向,完成USV对动态障碍物的智能避碰。通过实验仿真表明,该方法有效地完成USV对动态障碍物的危险避碰,符合USV实际航行避碰操纵要求。     

水面无人艇动态避碰策略研究

针对水面无人艇局部路径规划的局限性,本文提出基于水面无人艇操纵运动模型的动态智能避碰,根据海事规则将局面划分为对遇、交叉相遇以及追越3种局面,在MMG模型基础上,通过避碰模型改变USV的航速和航向,完成USV对动态障碍物的智能避碰.通过实验仿真表明,该方法有效地完成USV对动态障碍物的危险避碰,符合USV实际航行避碰操纵要求.     

在船舶避碰中应用雷达应答器的研究

由于海运事业的不断发展和船舶数量的急剧增加，导致了船舶操纵和避碰的困难，此文提出了应用雷达应答器避碰的方法，介绍了在船舶上安装雷达应答器的可行性和方法。     

基于速度障碍的多船自动避碰控制方法

传统避碰方法侧重于根据船舶实时位置设计可行的避碰路径,较少考虑结合船舶动力学和船舶运动控制来设计一个完整的自动避碰系统。对此,提出一种实用、基于相对速度方向的自动避碰方法。该方法同时考虑避碰路径规划和本船运动控制,主要包括3个部分:首先,基于运动方程计算本船和目标船的基本运动与位置参数;其次,利用速度障碍方法计算本船实时的可行避碰方向;最后,实现控制变量的变换和控制算法设计。该方法是一个灵活、容易实现的多船避碰控制算法,模拟结果显示其具有较好的效果,并给出了进一步研究的建议。     

马尼拉修正案下《船舶操纵与避碰》教学改革研究

文章针对当前《船舶操纵与避碰》课程教学不适应STCW公约马尼拉修正案新要求等问题,对该课程的教学计划制订等几个方面进行了深入探讨,幵提出《船舶操纵与避碰》课程教学改革模式。     

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。     

操纵心理的独立控制系统与避碰决策

本文论述了人的心理因素在避碰操纵中的作用建立了操纵心理的独立控制系统,并对避碰决策以及决策的有效性进行了分析。     

长江上游高速船舶避碰方法研究

从水翼船和滑行艇的航行与操纵特性入手，结合长江上游航行特点，分析高速船舶航行与操纵特性、避碰过程中的了望、航路选择、操纵方法和注意事项。     

自动雷达避碰决策系统研究及程序设计

本文从研究自动雷达避碰决策系统出发,对现行的避碰理论作了较好全面系统的运用,并对其不足给出了修订意见。在ARPA能够自动探测和自动跟踪目标的基础上,提出了自动雷达避碰决策系统的概念图,确定了自动雷达避碰决策的具体方案。并在IBM—PC机上编制程序做了模拟实验,经检验方案可行。在本研究中,考虑到目前船舶大型化、高速化等因素,与以往避碰决策研究中设计的避碰方案所不同的是,本文计入船舶操纵特性(主要指旋回特性及惯性)的影响,为此推导出简化的操纵延迟时间公式,以此等效船舶的旋回过程及惯性。确定的避碰方案除着重遵守国际避碰规则外,重要的是借鉴了优良船艺的海上避碰经验,综合利用了现有避碰理论的合理因素,并将人的行为方式考虑到避碰决策中。本文还建立了夏航时刻的数学模型。     

基于模拟器的宽水域船舶碰撞危险性评价模型

航海模拟器训练中，系统能对船舶危险性和训练者操纵水平自动地进行评价一直是亟等解决的重要课题。本文应用海上避碰知识和模拟集理论，通过对宽水域多船会遇避碰行为进行分析。提出了基于DMU开发的大型船舶操纵模拟系统的宽水域船舶碰撞危险性实时评价模型。     

避碰规则的宗旨、立法模式及其行动规则的选择

无论是从国际海上避碰规则的渊源还是对其具体条款的分析来看,1972年避碰规则仍然继承了其从前版本的立法模式,即以第三者的视角制定,侧重于指导法官在私法领域的民事判决中分摊碰撞责任,弱化了对海员避碰操纵的指导。《1972年国际海上避碰规则公约》明确了避碰规则的唯一宗旨是保障船舶海上航行安全,这一宗旨决定了避碰规则的立法模式,而立法模式又进一步决定了对避碰规则中两套行动规则的选择。     

交叉相遇局面中两船的避碰

根据国际海上操纵与避碰规则与航海实践经验,介绍交叉相遇局面中两船的责任划分,并对两船的避碰时机以及船舶操纵加以说明。     

舰船避碰系统研究综述

船舶避碰一直是一个颇受关注和亟需解决的问题.船舶避碰领域的研究始于20世纪50、60年代.船舶避碰系统是一个由人、船舶、环境组成的涉及到船舶操纵性能、助航仪器、交通环境、有关国际规则规定,以及会遇双方船舶驾驶员心理、生理和行为特性等个人因素影响的复杂系统.本文概述了船舶避碰系统的组成及研究现状,重点讨论了舰船避碰智能专家系统的设计和目前面临的难点,最后介绍了几种典型舰船避碰系统,并展望了舰船避碰系统的未来发展趋势.     

拖网渔船避碰行为的模糊综合评价模型

运用模糊理论建立单拖网渔船避碰行为的模糊综合评价模型，并且运用该模型评价单拖渔船的避碰行为。结果表明，该评价方法是合理的，可用来作为渔船避碰决策的基础。     

多船会遇避碰决策研究——Ⅰ多船会遇局面定义、划分及属于各类判断

此文给出了多船会遇定义,建立了多船会遇避碰操纵图,在研究了“驶过让清”及在避碰过程中是否可采取其它转向行动的定量判断方法前提下,给出了属于各类的定量判断方面,可为船舶智能或自动避碰系统研究提供参考。     

船舶会遇过程中避碰阶段的划分与量化

在分析船舶会遇的基础上,就碰撞危险的含义、船舶会遇避碰的各个阶段进行了定性和定量的分析,提出以TCPA为基础的船舶操纵避碰阶段划分的有关建议,为船舶碰撞责任划分和船舶操纵行为提供参考。     

一种用于群无人艇避碰的动态分组策略

为提高水面无人艇(Umanned Surface Vehicle, USV)的避碰能力,实现群水面无人艇之间的自主避碰,针对遵守国际海上避碰规则的无人艇提出一种动态分组策略的避碰方法。在群无人艇避碰的动态分组策略中,考虑无人艇的操纵特性,分析其几何位置关系,对遵守国际海上避碰规则的运动目标进行行为预测,利用交通流的特性,实现周边多个避碰目标的动态分组,同时使用凸包扫描算法扫描障碍物边界,进而达到简化避碰态势的目的。开展多种场景下的案例仿真和对比试验,结果验证上述动态分组策略在群无人艇避碰问题中的有效性,同时为设计、实现复杂环境下的群无人艇自主避碰系统提供有益的借鉴。     

《中国航海》1993年总目次

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