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大型船舶在狭水道浅水域航行的水动力特性

中国航海 2014年第3期37卷 100-103页

作者：吴晞李宇辰韩晓光海军陆战学院广州510430

为研究大型船舶在狭水道浅水域航行时的水动力特性,应用三维频域势流理论对某大型船舶在不同航速、不同水深吃水比下的附加质量力(力矩)进行计算。在此基础上,通过时域分析方法进一步计算船舶航行时船体在特定的风、浪、流的综合作用下... 详细信息

为研究大型船舶在狭水道浅水域航行时的水动力特性,应用三维频域势流理论对某大型船舶在不同航速、不同水深吃水比下的附加质量力(力矩)进行计算。在此基础上,通过时域分析方法进一步计算船舶航行时船体在特定的风、浪、流的综合作用下富余水深随时间的变化曲线。最后,全面总结航速、水深对附加质量力(力矩)影响的变化规律,为大型船舶在狭水道浅水域中航行的水动力特性研究、最佳航速的选择以及航行安全等提供参考。

关键词：水路运输大型船舶狭水道浅水水动力

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互见中基于船舶领域的狭水道避碰决策研究

互见中基于船舶领域的狭水道避碰决策研究

作者：徐海翔大连海事大学

学位级别：硕士

随着全球海运船队规模的不断扩大和船舶的大型化,狭水道内船舶交通密度不断加大,狭水道内复杂的航行环境又使大型船舶在狭水道航行时的操纵和避碰愈发困难,从而导致狭水道内船舶碰撞事故时有发生。为有效减少狭水道内船舶碰撞事故,提高... 详细信息

随着全球海运船队规模的不断扩大和船舶的大型化,狭水道内船舶交通密度不断加大,狭水道内复杂的航行环境又使大型船舶在狭水道航行时的操纵和避碰愈发困难,从而导致狭水道内船舶碰撞事故时有发生。为有效减少狭水道内船舶碰撞事故,提高狭水道内船舶通航效率,本文在现有船舶领域研究成果的基础上,以四元船舶领域分析框架为基础,并根据狭水道的特点构建了船舶在狭水道内航行时的船舶领域和动界模型,并在此基础上构建了狭水道内船舶避碰决策模型,该系统能实现对会遇态势和碰撞危险的判断,并相应地给出避让行动的建议。本文的具体研究工作包括以下内容:1.分析"国际海上避碰规则"及"内河避碰规则"中关于狭水道的规定,分析狭水道的通航环境特点,总结船舶在狭水道内航行时的要点和注意事项;2.分析狭水道船舶领域模型的研究现状,总结现有船舶领域模型的异同及优缺点,综合考虑船舶在狭水道航行时可能受到的船间效应、岸壁效应的影响,结合船舶操纵性及操纵时的注意事项,构建船舶在狭水道内航行时的船舶领域模型和动界模型。3.根据船舶在狭水道内避碰特点及其决策过程,在现有避碰决策框架基础上,结合狭水道内的船舶领域和动界模型,建立狭水道内船舶避碰决策模型。4.使用MATLAB对基于狭水道内船舶领域模型的避碰决策模型进行仿真验证。

关键词：互见狭水道船舶领域避碰决策 MATLAB仿真

基于Q-learning算法的狭水道船舶避碰算法

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基于Q-learning算法的狭水道船舶避碰算法

作者：刘子铭大连海事大学

学位级别：硕士

在现代航运领域,狭水道航行一直是一个非常重要的问题。由于船舶在狭水道中航行时的空间限制和水流变化等因素,狭水道航行存在着更高的安全风险。因此,狭水道船舶的路径规划一直是船舶自动化控制领域的热门研究方向之一。传统的狭水道... 详细信息

在现代航运领域,狭水道航行一直是一个非常重要的问题。由于船舶在狭水道中航行时的空间限制和水流变化等因素,狭水道航行存在着更高的安全风险。因此,狭水道船舶的路径规划一直是船舶自动化控制领域的热门研究方向之一。传统的狭水道船舶路径规划方法通常是基于规则的方法,如引导线法、锚地法等。这些方法在某些情况下可以取得不错的效果,但是也存在一些问题,比如在不同的环境下需要不同的规则,且这些规则的设计需要考虑许多因素,使得这些方法在实际应用中存在一定的局限性。本文针对这些问题提出了结合人工势场法的Q-learning算法的船舶狭水道避碰算法,实现在满足《国际海上避碰规则》(《规则》)约束的情况下船舶在狭水道的避碰操作。首先,本文综合考虑船舶在狭水道所受到的航向、航速的限制,结合船舶碰撞危险度模型以及水域环境模型,利用人工势场法建立整体环境模型,并依据危险度值和狭水道情况将会遇局面进行划分。然后结合《规则》要求,分析不同会遇避碰情况下应该满足的约束条件。最后利用人工势场法所构建的引力和斥力模型作为强化学习Qlearning算法的奖励数据进行训练,从而得到最终的避碰算法。在《规则》适用方面,利用人工势场法构建合理斥力场同时设计特殊奖励函数来对《规则》进行适用。本文做了以下工作:利用人工势场法结合船舶碰撞模型设计引力斥力场以满足Q-learning算法的输入;为解决人工势场法在狭水道易发生抖震的情况,利用深度学习进行特殊训练,以避免在狭窄水道的多次转向的问题;设计优化Q-learning算法从而对于人工势场法的局部最小值进行规避。为了验证本文设计的狭水道避碰系统的可行性,文末对长江水道进行场景模拟,并设计模拟情景进行了仿真避让,仿真结果表明,本文提出的狭水道避碰算法能够保证实验船舶采取的行动既能综合考虑当前的航行环境下的会遇状况,又能遵循《规则》对狭水道中关于避碰的相关规则。

关键词： Q-learning算法狭水道船舶避碰人工势场法

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基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰研究

基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰研究

作者：孙建明大连海事大学

学位级别：硕士

随着国际贸易如火如茶的进行,船舶大型化、快速化程度不断地发展,狭水道船舶密集、往来频繁,航路面对更快速的大型船舶、超大型船舶显得更加狭窄、拥堵,船舶航行操纵难度大幅度增大,会遇时船舶碰撞风险大大增加,碰撞事故时有发生。为能... 详细信息

随着国际贸易如火如茶的进行,船舶大型化、快速化程度不断地发展,狭水道船舶密集、往来频繁,航路面对更快速的大型船舶、超大型船舶显得更加狭窄、拥堵,船舶航行操纵难度大幅度增大,会遇时船舶碰撞风险大大增加,碰撞事故时有发生。为能将狭水道船舶碰撞风险和事故率降到最低,丰富狭水道船舶智能避碰理论研究方法,本文在狭水道船舶避碰理论研究的基础上,针对狭水道水域船舶航行特点,根据神经网络对船舶避障路径规划设计,利用基于LOS导航算法和模糊控制技术实现船舶自主跟踪避险路径,建立一个可操作并能适用于狭水道航行船舶自动避碰数学模型,实现自主避碰,减少人为因素对船舶操纵的影响,确保狭水道内船舶通航安全,提升船舶智能化。本文的主要研究内容包括:1.根据船舶领域模型确定船舶最小安全会遇距离。考虑到狭水道航行实际,结合船舶领域大小及航道可航水域,利用神经网络算法进行避碰路径规划。2.针对上述避碰路径,利用基于LOS导航算法实现船舶有效跟踪避险路径,再采用模糊控制技术完成船舶自主跟踪该路径,实现自主避碰。3.利用MATLAB仿真软件构建狭水道船舶路径规划与跟踪控制避碰仿真平台,并对三种狭水道会遇局面(对局局面、交叉相遇局面和追越)进行仿真。结果表明,本船按照路径规划算法设计的路径进行避让时,既能保证本船与目标船有足够的安全会遇距离,又能保证本船与岸壁保持足够的距离,船舶航向改变幅度和速度都不大,既省时又安全。

关键词：狭水道船舶避碰路径规划船舶领域跟踪控制神经网络

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狭水道中航行方法的应用

中国海事 2017年第7期 46-48页

作者：李高才张新宇黄文伟张辉辉大连海事大学辽宁大连116026 中国船级社质量认证公司深圳分公司广东深圳518052

文中首先介绍了船舶利用航行方法在狭水道安全航行的意义和目的,列举了目前已有狭水道航行的方法,并对其优缺点进行了分析,举例船舶航行在虾峙门水道的整个过程,结合使用现有的航行方法指导船舶安全航行,以供船舶驾驶员参考。

关键词：狭水道航行方法虾峙门航道

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狭水道中细长体水动力系数的计算

大连海事大学学报 1996年第1期22卷 20-22页

作者：于洋蒋维清

给出了关于狭水道中船舶水动力系数的一种计算方法。

关键词：狭水道细长体水动力系数船舶计算方法

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狭水道船舶安全通航控制

中国水运（下半月） 2014年第6期14卷 28-29页

作者：黄文件艾万政浙江海洋学院港航学院浙江舟山316000

国际海洋运输是国际贸易中最主要的运输方式,占国际贸易总运量中的三分之二以上,我国绝大部分进出口货物,都是通过海洋运输方式运输的。而狭水道是在船舶海洋运输中经常经过的特殊航行区域,在其中航行易受风、流、浅水效应等众多不利且... 详细信息

国际海洋运输是国际贸易中最主要的运输方式,占国际贸易总运量中的三分之二以上,我国绝大部分进出口货物,都是通过海洋运输方式运输的。而狭水道是在船舶海洋运输中经常经过的特殊航行区域,在其中航行易受风、流、浅水效应等众多不利且复杂因素的影响,船舶操纵极其困难,时而有碰撞事故发生。为确保船舶在狭水道中的安全通航,文中阐述狭水道的概念,分析狭水道的各种环境条件和航行特点,客观制定了保障船舶在狭水道中安全航行的措施。

关键词：狭水道特点安全措施

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狭水道追越局面下的船舶避碰建模

广州航海学院学报 2020年第2期28卷 15-17,23页

作者：王仁强薛瑞孙建明江苏海事职业技术学院航海学院江苏南京211170

为了解决在狭窄水域船舶追越情况下的避碰问题,提出了一种狭水道追越局面下的船舶转向避碰模型.在航道规划设计规范的基础上对狭水道四元船舶领域进行重塑,构建符合航道内航行船舶最小船舶领域模型,进而确定船舶追越时的安全通过距离;其... 详细信息

为了解决在狭窄水域船舶追越情况下的避碰问题,提出了一种狭水道追越局面下的船舶转向避碰模型.在航道规划设计规范的基础上对狭水道四元船舶领域进行重塑,构建符合航道内航行船舶最小船舶领域模型,进而确定船舶追越时的安全通过距离;其后,在船舶操纵运动数学模型的基础上,结合船舶转向避碰几何模型确定避碰行动目标,即最近会遇距离(DCPA)和最近会遇时间(TCPA),使得上述两个避碰行动指标满足避碰实际(DCPA值大于等于Ship Domain,TCPA值尽可能大).仿真实验表明采用该模型进行追越避碰时,追越船追越运动轨迹符合航行实际,与被追越船保持的最小横向距离为80 m,与浅水区保持的最小横向距离为55 m.

关键词：船舶避让追越狭水道

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狭水道船舶操纵技术要点分析

船舶物资与市场 2023年第3期31卷 16-18页

作者：祁尚升上海港引航站上海200082

狭水道船舶操纵需要建立在全面调查了解航行资料的基础上,根据潜在风险制定航行计划,对潜在风险圈进行风险规避。船舶行驶过程中应准确掌握转向点,根据航道实际的宽度、水深及航道内其他需要避让的对象操纵船舶转向,控制好避让幅度。狭... 详细信息

狭水道船舶操纵需要建立在全面调查了解航行资料的基础上,根据潜在风险制定航行计划,对潜在风险圈进行风险规避。船舶行驶过程中应准确掌握转向点,根据航道实际的宽度、水深及航道内其他需要避让的对象操纵船舶转向,控制好避让幅度。狭水道船舶操纵的细节较多,需要操纵人员做好航次计划,严格注意航行过程中的各事项及细节。阐述了狭水道船舶操纵的相关概念;分析了影响狭水道船舶行船的负面因素;探讨了狭水道操纵技术要点及注意事项。旨在为船舶操纵人员在狭水道中安全操纵船舶提供一些参考。

关键词：狭水道船舶驾驶船舶操纵风险规避