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基于船舶领域和MMG的最晚施舵点/CRI研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2014年第5期38卷 1088-1091页

作者：贺益雄熊勇黄立文田延飞武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

提出了一种基于MMG和船舶领域的LSP计算模型,以及改进的空间碰撞危险度(space collision risk index,SCRI)/时间碰撞危险度(time collision risk index,TCRI)模型,并进行了计算机仿真.结果表明:水动力模型精度可满足研究与实践要求;基... 详细信息

提出了一种基于MMG和船舶领域的LSP计算模型,以及改进的空间碰撞危险度(space collision risk index,SCRI)/时间碰撞危险度(time collision risk index,TCRI)模型,并进行了计算机仿真.结果表明:水动力模型精度可满足研究与实践要求;基于二分法的LSP模型能快速、可靠收敛;LSP和SCRI/TCRI模型更符合海员通常做法和避碰规则的公认理解.

关键词：船舶领域水动力模型二分法最晚施舵点碰撞危险度

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内河水域船舶领域三维模型的研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2004年第3期28卷 380-383页

作者：徐周华牟军敏季永清武汉理工大学航运学院武汉430063 浙江交通职业技术学院杭州311112

通过引入船舶领域的概念 ,以及借鉴船舶领域 (二维 )模型的思想 ,在结合内河船舶操纵与避碰以及航道特点的基础上 ,首次提出了狭窄水域船舶领域三维模型的思想 .综合实船操纵性试验的结果 ,并通过实例计算。

关键词：船舶领域三维模型桥区引航

基于小波分析的船舶领域与其影响因素变化关系

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中国航海 2017年第2期40卷 56-59,64页

作者：周丹郑中义大连海事大学航海学院辽宁大连116026

为研究开阔水域中船舶领域与船舶领域影响因素之间的变化关系,应用小波分析算法,以渤海和黄海北部水域船舶自动识别系统数据为基础,应用MATLAB中的小波工具箱对船舶领域及船舶领域影响因素进行小波变换,得到不同影响因素值下的船舶领域... 详细信息

为研究开阔水域中船舶领域与船舶领域影响因素之间的变化关系,应用小波分析算法,以渤海和黄海北部水域船舶自动识别系统数据为基础,应用MATLAB中的小波工具箱对船舶领域及船舶领域影响因素进行小波变换,得到不同影响因素值下的船舶领域。结果表明:船舶领域随船舶大小、速度的增大而增大,随会遇角度的增大而减小,随其他影响因素变化的规律不明显。

关键词：水路运输船舶领域影响因素小波分析

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基于MMG和船舶领域的对遇局面自动避碰

中国航海 2014年第4期37卷 92-95页

作者：贺益雄黄立文牟军敏武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

为研究开阔水域中船舶对遇局面下的自动避碰方案,对对遇局面中两船会遇的不同阶段进行划分,在此基础上进一步分析实现船舶自动避碰需对会遇局面要素进行的定义和计算。提出使用船舶三自由度MMG水动力模型和平移中心椭圆船舶领域模型理论... 详细信息

为研究开阔水域中船舶对遇局面下的自动避碰方案,对对遇局面中两船会遇的不同阶段进行划分,在此基础上进一步分析实现船舶自动避碰需对会遇局面要素进行的定义和计算。提出使用船舶三自由度MMG水动力模型和平移中心椭圆船舶领域模型理论,研究对遇局面避碰要素数值化计算模型和不同阶段的自动避碰方案规划。仿真结果表明:三自由度MMG水动力模型精度能够满足研究和应用要求;基于二分法的数值计算模型能可靠、快速地收敛。研究成果能为最终实现船舶对遇局面下的自动避碰奠定坚实基础。

关键词：水路运输船舶领域水动力模型定量会遇局面要素自动避碰对遇局面

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基于船舶领域的让路船决策分析

上海海事大学学报 2019年第3期40卷 26-31页

作者：朱凯歌史国友刘娇汪琪陈作桓大连海事大学航海学院辽宁大连116026 大连海事大学辽宁省航海安全保障重点实验室辽宁大连116026

为解决驾驶员使用最近会遇距离(distance of closest point of approach,DCPA)和最短会遇时间(time of closest point of approach,TCPA)进行避让决策时存在的忽略目标船参数的问题,采用Coldwell船舶领域模型并引入度量参数的方式,推导... 详细信息

为解决驾驶员使用最近会遇距离(distance of closest point of approach,DCPA)和最短会遇时间(time of closest point of approach,TCPA)进行避让决策时存在的忽略目标船参数的问题,采用Coldwell船舶领域模型并引入度量参数的方式,推导出具有时间序列的动态避让决策参数——最小缩放因子、领域侵入时间和领域侵入度。基于二分法和推导出的决策参数设计让路船决策流程,使用VC++MFC编程实现MMG模型仿真,并与基于传统DCPA和TCPA的避让决策仿真结果进行对比。结果表明,基于推导出的决策参数的避让决策能够解决基于DCPA、TCPA的避让决策忽略目标船参数的问题,具有预警时间精度高,避让时间短,避让转向角更合理等优势。推导出的决策参数在航线经济最优化和限制水域的避让决策方面都存在实用价值。

关键词：决策参数船舶领域度量参数最近会遇距离(DCPA) 最短会遇时间(TCPA) MMG模型

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基于AIS数据的船舶领域研究

基于AIS数据的船舶领域研究

作者：齐乐大连海事大学

学位级别：硕士

本文以琼州海峡水域为例,基于船舶自动识别系统（Automatic Identificat-ion System,简称AIS）,获取船舶交通数据,对船舶领域进行了研究。 AIS可以理解为大型无线局域网,网内传输的是和船舶有关的数据,即AIS消息,也可称为AIS报告。首... 详细信息

本文以琼州海峡水域为例,基于船舶自动识别系统（Automatic Identificat-ion System,简称AIS）,获取船舶交通数据,对船舶领域进行了研究。 AIS可以理解为大型无线局域网,网内传输的是和船舶有关的数据,即AIS消息,也可称为AIS报告。首先,对AIS报告格式进行解析,使用C++语言编写程序提取琼州海峡AIS报告中包含的船舶交通数据,存储到数据库中,建立船舶动态信息数据库,重现琼州海峡内船舶交通情况。应用球面几何计算方法,计算水域内所有船舶间运动关系,存储到船间运动关系数据库中。根据避碰规则和设定的船舶间运动参数,对水域内在航机动船的会遇情况进行识别,建立船舶会遇信息数据库。然后,分析船舶避让行为和最近会遇点的关系,基于模糊集理论,提出“避让程度”的概念（简称避让度）,对船舶的避让行为进行量化,得出基于避让度的船舶领域边界确定方法。最后,基于会遇船舶避让行为和最近会遇点分布数据,统计出以直航船为中心的二维平面内避让度大小分布情况,绘制不同避让度下的船舶领域边界曲线并拟合,建立椭圆形船舶领域模型。得到琼州海峡水域的椭圆形船舶领域尺寸：长轴直径约为2.17n mile,短轴直径约为1.77n mile。中心船位于椭圆中心后方偏右约16°,距离约为0.42n mile处,船首向向左偏转约24°。实现了基于AIS提取船舶交通数据,建立水上交通数据库,并应用于船舶领域研究的方法。鉴于船舶领域边界的模糊性,引入模糊集理论,提出避让度的概念。扩展了AIS的应用范围、丰富了船舶领域的研究内容。

关键词：船舶领域船舶自动识别系统模糊集避让程度

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风流作用下的内河船舶领域模型及应用研究

风流作用下的内河船舶领域模型及应用研究

作者：黄寅武汉理工大学

学位级别：硕士

随着我国内陆腹地经济的快速发展,内河航运作为承载内陆腹地的一项经济廉价的运输方式得到了飞速发展,以长江为例,长江为我国第一大河流,是贯通东西的水上运输大动脉,是我国规划的“三横一纵”内河交通运输网的重要组成部分,是我国唯一... 详细信息

随着我国内陆腹地经济的快速发展,内河航运作为承载内陆腹地的一项经济廉价的运输方式得到了飞速发展,以长江为例,长江为我国第一大河流,是贯通东西的水上运输大动脉,是我国规划的“三横一纵”内河交通运输网的重要组成部分,是我国唯一贯穿东、中、西部地区的水陆运输大通道。长江水运在促进区域经济协调发展中具有举足轻重的地位,素有“黄金水道之称”。目前,长江干线已成为世界上运输最繁忙、运量最大的通航河流。随着我国国民经济和对外贸易的发展,长江流域经济社会发展对长江航运的依托程度会越来越高,社会对长江水域交通服务的要求也越来越高。航道通过能力是管理者提供水域交通服务一项重要的依据。目前很多学者对内河航道通过能力进行了研究,取得了一定的研究成果,很多借助于陆上交通相关理论将其运用到水上交通中来,这些相关理论需要通过不断的研究工作来进行修正和完善。部分研究者从船舶领域模型角度出发,在考虑船舶安全的角度来研究航道的通过能力,但是在船舶领域模型确定中,或是将已有藤井模型进行改进,或是运用雷达图像确定相邻船舶之间的相对位置关系进行测量得到船舶领域大小。但是研究者在船舶领域的确定中都未考虑风、流对船舶领域的影响。本文在结合以往研究成果的基础上,根据内河航道及航行的特点,运用船行波理论及紊流区的研究成果以及内河船舶操纵理论,在充分考虑风流作用对船舶领域的影响下,以理论计算的方式建立风流作用下的内河动态船舶领域模型,并选取验证船型对所建立的模型进行验证计算,运用调查的方式获取船舶驾驶员的主观船舶领域,将模型验证计算结果与调查得到的主观船舶领域以及与船舶间船行波干扰模拟结果进行比较,并对模型进行修正与优化。文章以长江下游典型航段白茆水道为例,用修正后的模型计算得到白茆水道代表船型上下行时的船舶领域,并分析了修正后的模型的合理性。在此基础上计算白茆水道的理论通过能力。本文的研究成果对内河典型航道的通航安全、水路交通与港口规划、航道布置等均具有一定意义。本文主要完成的具体工作如下：（1）在广泛查阅相关参考文献的基础上,对国内外船舶领域模型研究及通过能力研究现状进行分析,阐述了各方法存在的不足。（2）根据内河航道及航行的特点,运用船行波理论及紊流区的研究成果以及内河船舶操纵理论,在充分考虑风流作用对船舶领域的影响下,以计算的方式建立了风流作用下的内河动态船舶领域模型。（3）选取了验证船型对所建立的模型进行验证计算。并调查获得驾驶员主观船舶领域,将得到的模型验证计算结果与驾驶员主观船舶领域进行比较,以及将模型验证计算结果与船舶间船行波干扰模拟结果进行比较,并对模型进行修正和优化。（4）以长江下游典型航段白茆水道为例,运用修正后的模型计算白茆水道代表船型上下行时的船舶领域,并分析了修正后模型的合理性。最后,运用本文建立的通过能力计算模型对该航道理论通过能力进行计算。并将计算结果与白茆水道实际交通量进行比较分析,得出白茆水道交通流未达到饱和状态。

关键词：风流船舶领域通过能力

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内河船舶领域及避碰模型优化研究

内河船舶领域及避碰模型优化研究

作者：赵虎刚重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,内河船舶的数量急剧增多,船舶密度不断增大,加之受航道、桥梁、水深的限制,以及复杂航行环境的影响,船舶操纵日趋困难,碰撞事故时有发生。碰撞事故不仅造成人身安全和经济损失,而且对于危险品运输船舶事故,往往造成严重的水域污... 详细信息

近年来,内河船舶的数量急剧增多,船舶密度不断增大,加之受航道、桥梁、水深的限制,以及复杂航行环境的影响,船舶操纵日趋困难,碰撞事故时有发生。碰撞事故不仅造成人身安全和经济损失,而且对于危险品运输船舶事故,往往造成严重的水域污染。因此,如何防止船舶碰撞事故的发生是内河交通安全领域亟待解决的问题。本文在二维船舶领域和蛋形船舶领域的基础上,提出椭圆饼形的三维动态船舶领域,基于船舶领域建立内河船舶避碰路径优化模型。相比原有内河避碰决策模型,更多考虑相对速度、来船方位、航道边界、桥梁、水深等因素进行模型优化,并成功用于多种内河避碰情形的模拟仿真。具体研究内容如下:(1)对船舶领域、船舶碰撞危险度(CRI)和船舶避碰决策方法三个部分进行综述,对比分析内河船舶避碰研究的现状,指出内河船舶领域及避碰的研究趋势。(2)从航行环境、会遇船只、船舶自身三方面对内河碰撞危险源进行识别分析;分析不同航行环境的船舶领域模型,根据狭窄水域的对遇、追越等模型,简化内河船舶领域模型;并在此基础上,分析领域的三维性和动态性,构建内河三维动态船舶领域空间模型。(3)考虑船舶最小安全距离、岸吸、船吸等因素,构建三维的最小安全领域;结合三维动态船舶领域进行船舶碰撞危险分析,利用模糊理论方法,对水面、水上、水下等部分,建立内河船舶碰撞危险度综合评判数学模型。(4)以最小危险度和最短避碰路径为目标,基于路径点编码的遗传算法,建立内河船舶避碰路径优化模型;利用混沌理论改进遗传算法,应用MATLAB编程分别在水面碍航物、桥梁、水底碍航物、两船对遇、追越避碰情况下做了仿真实验,以检验模型和算法的正确性。仿真实验表明,本文基于三维动态船舶领域建立的内河船舶避碰路径优化模型,可以应用于内河船舶避碰。研究成果为内河船舶避碰研究提供一种新的思路和方法,对保障内河水上交通安全具有重要意义。

关键词：内河三维船舶领域碰撞危险度船舶避碰路径优化

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基于模糊理论的船舶领域模型研究

中国科技论文 2017年第19期12卷 2241-2244页

作者：冮龙晖郑中义齐乐大连海事大学航海学院辽宁大连116026

在分析船舶领域的模糊特性及其影响因素的基础上,提出一种基于AIS数据和模糊理论的船舶领域模型建模方法。首先介绍从AIS数据中提取船舶会遇样本的方法,引入模糊避让度概念,并提出避让度隶属度函数的确定方法,根据避让度及船舶最近会遇... 详细信息

在分析船舶领域的模糊特性及其影响因素的基础上,提出一种基于AIS数据和模糊理论的船舶领域模型建模方法。首先介绍从AIS数据中提取船舶会遇样本的方法,引入模糊避让度概念,并提出避让度隶属度函数的确定方法,根据避让度及船舶最近会遇点分布情况确定船舶领域边界。最后应用实际数据对所提出的方法进行验证。结果表明:该方法可以根据AIS数据确定水域的船舶领域。

关键词：海上交通工程船舶领域 AIS数据模糊理论