船舶避碰決策仿真平臺的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，全球貿(mào)易的發(fā)展飛快，海上的貿(mào)易往來日益頻繁，港口、航道及附近區(qū)域的船舶航行數(shù)量和頻度極度的增加，帶來的是海上交通事故尤其是船舶碰撞事故的不斷發(fā)生。一方面，船舶碰撞事故不僅會直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會威脅人們的生命安全;另一方面，由于船舶碰撞引起的原油泄漏還會引起水體污染，破壞人類賴以生存的環(huán)境，更是金錢無法衡量的。從碰撞事故發(fā)生的原因來看，人為因素高達(dá)80％。因此，研究并設(shè)計(jì)一款可以幫助人們規(guī)劃避碰方案的軟件，以解決由

2、于人為失誤造成的船舶碰撞是很有必要的。本設(shè)計(jì)即是針對于此問題開展的研究。
　　首先，對船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究，選取考慮了風(fēng)浪流影響的具有三自由度的船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型，使用四階龍格庫塔方法離散化，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。
　　然后，對船舶避碰系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先以兩船的航向、航速、位置信息為主要參數(shù)計(jì)算船舶避碰參數(shù)如Dcpa、Tcpa等，再分別建立Dcpa、Tcpa、RT、θT、K（本船與他船的速度比）的隸屬度函數(shù)，采用加權(quán)法計(jì)算

3、碰撞危險(xiǎn)度CRI的值。然后綜合考慮國際海上避碰規(guī)則歸納總結(jié)船舶的避讓責(zé)任與避碰方案。最后，通過窮舉法、牛頓迭代法、比例控制三種方法分別求取船舶避讓轉(zhuǎn)向角進(jìn)行對比，同時(shí)提出了轉(zhuǎn)向角求取方法優(yōu)劣的評價(jià)指標(biāo)。
　　最后，在VS2010開發(fā)環(huán)境下創(chuàng)建船舶避碰決策仿真平臺。為方便后續(xù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了模塊接口化，以框架模塊為中心，其他模塊成星型結(jié)構(gòu)，模塊間的信息數(shù)據(jù)通過框架進(jìn)行交換。仿真平臺界面色彩豐富友好，操作符合用戶日常使用習(xí)慣。