船舶紧迫危险避碰决策方法的研究

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1、硕士学位论文船舶紧迫危险避碰决策方法研究StudyonMethodofShipCollisionAvoidanceDecision-MakinginImminentDanger学科门类：工学作者姓名：黄颖指导教师：李丽娜教授专业名称：交通信息工程及控制学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2013年6月14日集美大集学美硕大士学学硕位论士文学位论船文舶紧船迫舶危险紧避迫碰危决险策方避法碰研决究策方法研究黄颖黄颖学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承

2、担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间：保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）：导师（签名）：时间：船舶紧迫危险避碰决策方法研究摘要船舶碰撞事故的发生究其过程最终均因陷入紧迫危险且双方采取措施不当，然而，目前国内外学者对紧迫危险情况下如何采取协调措施避免碰撞或减少碰撞损失还鲜有研究。根据STCW马尼拉公约及国家海事局关于《驾驶台资源管理》评估规范要求对船长、

3、驾驶员应当进行应急反应训练。因此，研究紧迫危险情况下的应急操船决策很有必要，对船舶航行安全及航海模拟器培训教学具有学术研究与实际应用价值。本文采用几何分析与仿真模拟实验相结合的方法，重点研究了船舶紧迫危险操船决策的相关模型及算法，主要工作如下：（1）优化了紧迫危险协调避碰决策相关模型及算法。基于船舶拟人智能避碰决策（PIDVCA）方法的研究基础，进一步优化了船舶碰撞区域半径估算模型及紧迫危险距离的量化模型；提出了紧迫危险最大临界距离的概念，并将其作为系统判定两船是否陷入紧迫危险的判定阈值；运用了相对运动几何分析与仿真实验相结合的方法，基于两船的交会特征，分析总结了两船基本会遇态势，形成了紧迫危

4、险协调避碰决策表，优化了紧迫危险协调避碰决策算法。（2）初步形成了紧迫危险减小碰撞损失操船研究方法。提出了碰撞损失最小临界距离的概念，并运用真运动几何分析建立了碰撞损失最小临界距离估算模型；通过分析大量的文献资料，总结了碰撞损失的影响因素，建立了船舶碰撞损失损失二维权值表；基于碰撞损失最小临界距离、两船会遇态势以及船舶碰撞损失二维权值表，确定紧迫危险减小碰撞损失操船方案。（3）利用VisualC++开发工具将设计的协调避碰决策及减小碰撞损失操船方案算法编程并集成到PIDVCA算法，以动态链接库方式嵌入SIHC仿真测试平台，实现了操船决策自动生成；根据协调避碰决策表设计实验方案，验证了协调避碰决

5、策算法的有效性；通过设计右前方典型会遇态势的仿真示例，验证了减小碰撞损失操船方案研究方法的可行性。（4）基于PIDVCA方法研究成果，提出了紧急避碰决策支持模块的设计思路与实现方法，设计并实现了紧迫危险协调避碰决策及紧迫危险减小碰撞损失操船决策UI界面；初步探讨了将紧急避碰决策支持模块应用于航海模拟器培训教学实践的思路。关键词碰撞区域半径，紧迫危险最大临界距离，减小碰撞损失操船方案，仿真实验IStudyonMethodofShipCollisionAvoidanceDecision-MakinginImminentDangerAbstractCollisionaccidentsareusual

6、lycausedbyimpropermaneuveringwhenthetwoshipsarecaughtinimminentdanger.However,therearefewresearchconductedbydomesticandforeignscholarsonhowtotakecoordinatedcollisionavoidancedecision-makinginimminentdangerorreducethecollisionlosses.Masters,pilotsshouldbetrainedinaccordancewithassessmentspecification

7、requirementsofthe"BridgeResourceManagementinSTCWConventionandtheMSA.Therefore,studyingthestrategyofemergencyshipmaneuveringinimminentdangerisrathernecessary,whichisofhighvalueforthesafetyofnavigationa