基于ECDIS和AIS的船舶避碰輔助決策系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國際貿(mào)易的發(fā)展，世界海運(yùn)量迅速擴(kuò)大，人們?yōu)榱颂岣叽斑\(yùn)輸?shù)陌踩院徒?jīng)濟(jì)性進(jìn)行了船舶自動(dòng)化方面的各種研究，其中通信導(dǎo)航系統(tǒng)作為船舶的一個(gè)重要組成部分在保障航海安全性方面起著極其重要的作用，各種通信導(dǎo)航設(shè)備也是不斷地被研制出來并應(yīng)用于船舶上。電子海圖顯示及信息系統(tǒng)（Electronic Chart Display andInformation System，簡(jiǎn)稱ECDIS），是現(xiàn)代航海的一項(xiàng)新技術(shù),它通過導(dǎo)航接口連接各種航海儀器，并對(duì)各

2、航行的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行處理、綜合顯示，因此它在保障航行安全和提高航行工作效率等方面發(fā)揮著顯著的作用。船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（ShipborneAutomatic Identification System，簡(jiǎn)稱AIS）是一種可以傳輸大信息量、跨越障礙、抗天氣影響、具有船岸、船船間信息聯(lián)網(wǎng)的能力和近距離目標(biāo)顯示的海上通信系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)不僅增強(qiáng)了船舶在海上航行中的相互識(shí)別能力，而且為海上交通安全的信息化管理提供了重要保障。而船舶避碰系統(tǒng)也是現(xiàn)代航海

3、技術(shù)中重要的研究課題，它對(duì)于預(yù)防船舶間碰撞事故的發(fā)生，保證船舶安全航行發(fā)揮著十分重要的作用。開發(fā)一個(gè)有效的避碰輔助決策系統(tǒng)有助于減少或避免人為決策失誤造成的航行事故。因此，本研究以電子海圖顯示與信息系統(tǒng)和船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)作為船舶避碰決策系統(tǒng)的主要信息來源，結(jié)合船舶避碰原理，建立了一個(gè)船舶避碰輔助決策系統(tǒng)，以期為海上安全航行提供有力的保障。 本文的主要工作如下：首先，本文介紹了電子海圖的數(shù)據(jù)組織形式及顯示特征，電子海圖的特點(diǎn)及應(yīng)用

4、趨勢(shì)，電子海圖顯示與信息系統(tǒng)及國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，即S-57(數(shù)字海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn))和S-52(海圖內(nèi)容與顯示規(guī)范)。并借鑒一些國內(nèi)外對(duì)電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的研究成果，概括出電子海圖顯示與信息的軟硬件基本框架以及軟硬件的選擇。依據(jù)這個(gè)基本框架，在Visual C++6.0的軟件環(huán)境下開發(fā)了電子海圖顯示與信息系統(tǒng)，并重點(diǎn)介紹了電子海圖顯示與信息系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的作用以及實(shí)現(xiàn)過程。其次，本文分析了船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的原理及其結(jié)構(gòu)，給出結(jié)構(gòu)框

5、圖。并對(duì)船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了歸納整理，尤其對(duì)AIS信息進(jìn)行了深入的研究。利用各相關(guān)的國際技術(shù)規(guī)范，建構(gòu)了一個(gè)AIS報(bào)文解碼流程，對(duì)AIS報(bào)文進(jìn)行了解碼，并在Visual C++6.0的開發(fā)環(huán)境下建立一個(gè)AIS信息數(shù)據(jù)處理模塊，最后實(shí)現(xiàn)了在所開發(fā)的電子海圖系統(tǒng)上疊加顯示了AIS信息。同時(shí)對(duì)各種AIS信息的設(shè)置進(jìn)行處理，以方便用戶。最后，本文將ECDIS和AIS提供的數(shù)據(jù)作為船舶避碰決策系統(tǒng)的可靠的動(dòng)靜態(tài)信息來源，同時(shí)依據(jù)《國

6、際海上避碰規(guī)則》深入分析了船舶避碰原理，建立了船舶避碰輔助決策系統(tǒng)的推理機(jī)制。并建立了可行的安全會(huì)遇距離數(shù)學(xué)模型，同時(shí)利用Windows的API函數(shù)建立了矩形搜索區(qū)域進(jìn)行海圖數(shù)據(jù)庫的搜索。依據(jù)設(shè)計(jì)理念，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)了基于ECDIS系統(tǒng)和AIS系統(tǒng)的船舶避碰輔助決策系統(tǒng)。此船舶避碰輔助決策系統(tǒng)針對(duì)海上航行時(shí)各種典型的會(huì)遇局面進(jìn)行了仿真。仿真表明該系統(tǒng)較可行。 本文的研究?jī)H針對(duì)廣闊海域的船舶避碰決策。隨著ECDIS技術(shù)、AIS