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船舶领域及碰撞危险度评估模型优化研究

船舶领域及碰撞危险度评估模型优化研究

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作者：孙伟浙江海洋大学

学位级别：硕士

随着经济的快速全球化和航海技术的发展,利用海上交通进行商业往来变得日趋频繁,再加上我国拥有丰富的海水渔场,海洋捕捞业近几年发展迅速,海上运输的地位变得越来越重要。但随着海上船舶的吨位、数量以及水域交通密度的不断增加,海上... 详细信息

随着经济的快速全球化和航海技术的发展,利用海上交通进行商业往来变得日趋频繁,再加上我国拥有丰富的海水渔场,海洋捕捞业近几年发展迅速,海上运输的地位变得越来越重要。但随着海上船舶的吨位、数量以及水域交通密度的不断增加,海上安全事故频发,对生命财产造成了重大的损失。船舶碰撞作为占比最高的海上交通事故,多与人为因素有关,为了减少由人为因素导致的船舶碰撞事故,国内外诸多学者提出了船舶智能避碰技术。船舶智能避碰技术的研究旨在为船舶驾驶员提供合理的避碰决策,而提供准确有效的船舶领域和碰撞危险度则是船舶智能避碰技术的基础。由此可见,船舶领域和碰撞危险度的研究对实现安全可靠的船舶智能避碰系统,提高海上船舶航行的安全性,具有重要的社会意义和经济价值。本文的研究重点为船舶智能避碰技术中两个关键步骤:船舶领域计算和船舶碰撞危险度评估。在对相关研究成果和技术难点进行梳理的基础上,提出如下改进方法:(1)针对在不同的会遇态势下,面对不同速度的目标船,船舶领域适应性不足的问题,提出一种考虑会遇态势和目标船速度的船舶领域模型。首先基于不同的会遇角度,根据国际海事避碰规则对船舶的避碰责任划分进一步优化,解决了追越会遇局面下,由两船相对位置与相对航向交叉产生的责任划分模糊的问题。接着,在明确本船和目标船避碰责任的基础上,根据不同的会遇态势和目标船速度,建立目标船的船舶领域模型。仿真结果表明,由会遇态势和目标船速度决定的船舶领域,其准确性和适应能力都有所提升。(2)针对因未考虑会遇船只相对速度矢量和相对位置矢量交叉导致碰撞危险度评估模型计算精度较低的问题。提出了基于模糊层次分析法的船舶碰撞危险度评估优化方法。首先以会遇两船相对速度矢量和相对位置矢量的夹角?为考量对危险度评估模型进行补充,分别确定其隶属度函数;其次运用层次分析法重新分配各影响因素的权重;最后仿真模拟不同的会遇情况,对改进前后的碰撞危险度进行比较。结果表明,改进后的碰撞危险度评估模型有效地解决了因会遇船只相对速度矢量和相对位置矢量交叉而产生的判断误差,其结果更加贴合实际,具有一定的经济价值。

关键词：避碰责任划分船舶领域模糊层次分析船舶碰撞危险度评估

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