浅析通航环境对航标作业船艇航行安全的影响和对策

通航航标是往来船舶航行安全的重要保障设施,采用航标作业船艇执行航标作业任务时,需要充分考虑各种通航环境影响因素。文章首先对航标作业船艇的航行特点进行简单介绍,进而分析通航环境对其航行安全的主要影响因素。在此基础上,提出几点具体的安全评价及治理方法,以期提升航标作业船艇的航行安全性。     

基于熵权-TOPSIS的测量船大风浪航行安全性评估

为保障大风浪环境下测量船的航行安全,基于熵权-TOPSIS方法建立了安全评估模型。对大风浪条件下影响测量船安全航行的指标进行梳理,对测量船上不同岗位专家的调查问卷进行统计分析,结合实际航行任务构建了测量船大风浪航行安全评估指标体系。基于熵权法综合考虑专家评价确定各指标权重,并结合TOPSIS计算得出各方案相似贴近度,实现方案的排序和选优。通过实际案例对模型进行验证,模拟评估方案符合实际,具有较高的可靠性和适用性,可作为测量船大风浪航行中的决策参考。     

基于层次分析法的航标设置效能评价

航标作为维持航行安全的重要设施,对其定量评价配置状况有一定的必要性。本文以航标设置效能评价方法为研究目的,以琼州海峡的航标为例,根据国内外的有关研究成果和专家咨询,建立指标评价体系,并对于所需的每个评判指标设定合理的评判标准,利用层次分析法中的两两比较法得到权重并进行定量分析,得到评价结论。     

长江口深水航道航行安全综合评价系统

为弥补目前长江口深水航道航行安全研究的不足,构建由5项一级指标10项二级指标组成的长江口深水航道航行安全综合评价系统。根据长江口深水航道航行环境的特点建立航行安全指标体系,利用层次分析法获取各项指标的权重。设定五个评判等级,通过专家调查法得到各指标对评判等级的隶属度。建立安全评价模型,模型求解按照低级指标向高级指标递进的原则,运用模糊综合评判法对长江口深水航道航行安全进行评价。专家验证该评价结果正确。     

物元模型在航标效能定量评价中的应用研究

航标是保障水上交通安全的最基本设施,航标的效能直接影响着船舶航行的安全,对航标效能进行评价是非常必要的。航标效能涉及水文气象条件、航道情况、船舶交通情况等众多因素,并且,随着港口建设速度的不断加快、航道的不断拓展及船舶流量的不断增大等动态的因素,使得航标效能的评价显得更加困难。采用物元分析评价模型,构建已设航标和拟设航标效能的定量评价指标体系和评价模型,对整个水域的航标效能进行了综合评价。     

基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

基于大数据驱动的船舶航行轨迹异常检测研究

船舶安全航行是航海领域重点关注的问题之一,为此研究基于大数据驱动的船舶航行轨迹异常检测方法。该方法利用不同类型传感器获取船舶航行大数据,然后使用船舶观测大数据相似度方程计算船舶航行大数据之间的相似度,得到来自同一船舶的航行大数据;再利用大数据驱动技术中的聚类方法建立船舶正常轨迹模型,获取船舶航行正常轨迹;依据船舶航行正常轨迹,利用大数据驱动技术内的Spark Streaming数据实时计算框架,通过计算船舶航行轨迹点与实际轨迹采样点之间的距离、航向角等,得到船舶航行轨迹异常检测结果。实验结果表明,该方法获取船舶航行实际轨迹精度较高,可有效检测船舶航行轨迹异常,具备较好的应用效果。     

基于虚拟AIS探讨海坛海峡航线

为了解决通航密度大、窄航道以及航行线路复杂区域船舶通航的安全问题,以具有典型代表性的海坛海峡为例,探讨采用数字化航标-AIS虚拟航标帮助导航.采用泛函对航行转弯部分进行优化,获得合理的船舶转向航线函数,然后把AIS虚拟航标在电子海图中显示在航线两侧,以便于解决航行困难的问题.AIS虚拟航标能够将本身并不存在的航标利用基站的发射信号在ECDIS中显示,既省略了航标的维护等费用,又能够动态地对某海域航标进行适当的增减,从而更有效地保证船舶在该航线中安全地航行.     

区间直觉模糊集的港口水域船舶航行环境风险评价

针对船舶在港口水域航行环境复杂、风险多变和事故频发等问题,需对其进行全面评估.从自然、航道、交通和管理等4个因素考虑,筛选能见度等12项指标,建立港口水域船舶航行环境风险评价指标体系.考虑风险评价信息的不确定性、模糊性和犹豫性等特征,构建基于区间直觉模糊集的风险评价模型,利用加权算数平均算子实现评价信息集成,采用区间直...     

设定航点与虚拟自动识别航标导航海坛海峡

为解决通航密度大、航道窄以及航行线路复杂区域的船舶通航安全问题,以具有典型代表性的海坛海峡为例,利用虚拟航点与虚拟AIS数字航标进行海坛海峡的导航.该海峡航行环境复杂.新修建的海峡大桥对船舶通航提出了更高的要求,仅靠VTS和AIS航标不能完全解决所有的问题.采用数字化航标--AIS虚拟航标帮助导航,依据有限个离散航点拟合成船舶航线函数,AIS基站利用编程方式将AIS虚拟航标信息通过VHF频道传送到AIS船台,并在与AIS相连接的电子海图中显示于航线两侧,以便解决复杂水域的航行问题.这种方法既节省了航标的维护费用,又能动态地对某海域适当地增减航标,有效地保证船舶在该海域中安全地航行.     

基于Vague集的潜艇航行安全海洋环境影响评估

针对现有海洋环境影响评估方法中不能全面反映海洋环境要素不确定性的问题,提出一种基于Vague集的潜艇航行安全海洋环境评估方法。该评估方法利用专家评价的合成Vague集与海洋环境影响理想Vague集之间的加权贴近度来进行海洋环境影响评估,在专家权重求取上采用贴近度赋权算法对各海洋环境要素分别赋权以反映专家对各海洋环境要素评价的差异性。仿真实例验证了该方法的有效性和可信度。     

基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计

为了提高船舶航行的安全性,构建船舶航行安全自动评估系统,提出基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计方法。采用航向陀螺仪、三轴磁力计等敏感传感器进行船舶航行姿态参数采集,根据采集的船舶航行姿态数据进行大数据特征重组,建立船舶航行姿态参量大数据库,设计数据访问调度和参数融合算法,进行船舶航行安全大数据信息调度和特征分析,进而实现船舶航行安全自动评估。在嵌入式ARM环境下进行系统的软件开发,实现系统优化设计。仿真结果表明,采用该系统进行船舶航行安全自动评估的准确性较好,船舶航行安全信息大数据访问调度的实时性较高。     

物联网海上舰船航行数据挖掘方法

为了保证海上舰船航行的安全,解决传统航行数据挖掘方法中存在的延时长的问题,利用物联网技术优化数据挖掘方法。遵循数据挖掘的基本原理搭建数据挖掘框架,在该框架下确定舰船的航行方向、航行路线等数据为待挖掘数据。在舰船的相应位置上安装物联网传感器,实现实时数据的采集与传输。以采集的实时航行数据库为基础,通过去除错误、航行位置计算等步骤,得出海上舰船航行数据的挖掘结果。通过与传统数据挖掘方法的对比发现,设计方法的数据挖掘速度提高了约50%。     

基于模糊综合评判的鱼雷武器系统作战效能评估研究

将模糊综合评判应用于鱼雷武器系统作战效能评估中,定量分析并处理评估中的模糊性问题。在建立评估指标体系的基础上,构建二级模糊综合评判模型,对指标进行综合评价,求出评价等级量化值。模型计算结果证明该方法具有较好的可行性。     

基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估

为提高智能船舶的可靠性和航行安全性,提出了一种基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估方法。文章构建智能船舶航行行为可靠性评估指标体系,并运用船舶安全会遇距离模型,建立智能船舶在两船互见会遇场景中的航行行为故障判断流程,研究在不同会遇场景中智能船舶航行行为可靠性指标值并进行对比分析。研究结果表明,该可靠性评估方法能够对处于不同会遇场景中的智能船舶航行行为进行评估,所建立的可靠性评估体系是可行且有效的,能为智能船舶的可靠性设计和评估提供新的思路。     

基于粗糙集的涡轴发动机型号发展综合评估决策模型

根据新型号涡轴发动机质量要求,综合考虑系统设计与用户需求,以指标体系构建方法为指导,构建涡轴发动机型号发展评估指标体系。运用粗糙集理论对世界上典型的同类型涡轴发动机的各种指标进行数据挖掘,利用信息熵方法求出各指标的权重值,克服了传统主观赋权法的随意性与客观构权时可能存在的偏差。最后,建立涡轴发动机型号发展综合评价决策模型并用实例证明了这种方法的可行性。     

船员适任能力评价的灰色关联分析

为定量评价船员的适任能力,选派优秀船员上船,保障海上航行安全,建立具有4个层次的船员适任性评价指标体系,运用层次分析法确定各评价指标的权重,利用灰色关联度评价法构建船员甄选模型,并通过实例验证采用关联度对评价指标进行有机综合能较好地结合定性评价和定量评价的优点,减少人为因素干预,增强船员甄选的科学性和公正性。     

基于可视分析的船舶航行态势感知系统设计

针对船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services,VTS)管理决策与人机交互智能化的不足,以态势感知理论与可视分析技术为手段,设计基于可视分析的VTS监管水域船舶航行风险态势感知认知框架,分析基于时空数据挖掘的船舶航行风险态势评价方法、船舶航行风险不确定性预测模型及VTS管理人员决策多维参数可视化有效算法等关键技术,通过系统评估方法开展可视分析系统验证与改进。研究结果表明:借助可视分析方法,该系统可实时监控水域中的航行风险演化,保障安全通航,为航行决策提供重要的参考依据,可对未来研发VTS智能化系统提供技术支持。     

大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用

为了缩短船舶海上航行过程中通信网络安全的预警时间,确保船舶航行的安全性,提出大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用。利用数据采集工具包中的采集函数,设计船舶通信网络安全数据的采集流程,完成船舶通信网络安全数据的采集;基于船舶通信网络安全预警模型的构建过程分析,完成船舶通信网络安全预警模型的建立;最后通过船舶通信网络安全预警流程设计,实现了基于大数据挖掘的船舶通信网络安全的预警。仿真实验结果表明,基于大数据挖掘的预警方法相比基于态势感知的预警方法,发出预警信息的时间更短,具有较高的预警能力。     

沿海航标作业船技术升级研究与实现

文中通过对我国北方海区大型航标作业船"海标12"轮全方位的技术剖析研究,提出了技术升级方案,通过技术升级可明显改善船舶的操纵性和可靠性,延长船舶使用寿命,项目的实施将实现修旧利废、节省开支、节能减排、为辖区航海保障任务完成提供技术支撑等多项成效,研究成果既可为我国沿海航标作业船管理以及风险评价等相关理论研究提供参考,也可为沿海航标作业船舶的建造提供决策依据。