基于船舶避碰的专家系统的研究

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1、基于船舶避碰的专家系统的研究大摘要船舶发生碰撞，不仅损坏船体，危及货物，甚至造成人员伤亡、海洋污染，所以被视为航海安全的首害。随着海上贸易的发展和人们保护海洋资源意识的增加，船舶避碰已成为国际航海界非常重视的问题之一。人为操纵失误是发生船舶碰撞的主要原因之一，虽然已经采取了一系列的措施，但是碰撞事件还是时常发生。船舶自动避碰专家系统是提高船舶航行安全性的重要手段，是航行安全研究的重要内容之一。航海领域中十分重视船舶避碰专家系统的研究，希望通过避碰专家系统的应用，减少因人为造成的碰撞事故。早在20世纪80年代，日本东京商船大学和英国利物浦理

2、工大学率先应用专家系统解决自动避碰问题。此后，德国、美国和英国西南理工大学也先后推出各自研制的专家系统。20世纪90年代以来，我国大连海事大学、上海海事大学、集美大学、海军大连水面舰艇学院等许多高等院校以及国内的科研机构也逐步开始并加大这方面的研究，并取得了一定成果，为避碰自动化研究工作做出了贡献。除此之外还有不少自动避碰专家系统，它们都为该领域的发展而努力，并推动自动避碰系统的发展，提高船舶的自动化程度。但目前已有的专家仍不能较好地满足实际应用的需求，存在一定的距离，需要更多的研究人员为此继续努力。存在的问题主要表现在：首先研究船舶碰撞

3、危险度还缺乏考虑多因素，难以反映航海中的实际情况；其次局面分类比较粗，较难反映不同舷角、不同距离避让幅度的合理变化；又如避让方案相对较少。在避让范围较小时，有可能发生寻找不到合理避让方案的情况；另如船舶的机动过程基本没有考虑，只作简单的分类；最后在避碰专家系统中，考虑的是本船是让路船或有责任避让他船的情况，本船的应采取的避让行动方式、避让时机等。而较少考虑本船是直航船，而让路船未按规则要求采取适当避碰行动时，本船的避让方案和避让时机等。本文应用专家系统的基本理论和海上交通工程学的研究成果，深入、细致地研究船舶避碰过程、会遇态势划分、操纵原

4、则以及避让责任；借助一种基于模糊原理的船舶碰撞危险度评判模型，计算船舶当前的危险程度；构建了一种船舶自动避碰专家系统框架，并以VisualC++.net为软件开发平台实现了船舶自动避碰专家系统。该避碰系统选择将AIS提供的数据作为船舶避碰决策系统的信息环境来源，用实例数据对专家系统进行了仿真，验证了系统的可行性。系统仿真结果表明：该系统具备了避碰专家系统的一般功能，能够作为宽阔水域且能见度良好时，多船避碰行动的指导。关键词：专家系统，碰撞危险度，船舶避碰ResearchonExpertSystemBasedonVesselCollisio

5、nAvoidanceAbstractIfshipmeetscollision,notonlythehullisdamaged,thegoodsarejeopardized,butalsothepeoplearehurtandkilled,andeventheseaispolluted.Soitisregardedasthebiggestmisfortuneofnavigation.Alongwiththedevelopmentofshipsandtheincreasingawarenessofprotectingtheoceanresou

6、rce,avoidingcollisionsbetweenshipshasbecomeanimportantproblemininternationalnavigationindustry.Mostofthecollisionaccidentsarecausedbythenavigator’sfault.Althoughaseriesofmeasuresaretaken,collisionincidentusuallyoccurred.Shipautomaticcollisionavoidanceexpertsystem，awaytoim

7、provethesafetyofshipsnavigating,hasbecameanimportantpartofthestudyonnavigationsafety.Nowpeopleattachgreatimportancetothestudyingofthecollisionavoidanceexpertsystem,andhopeusingittodecreasetheoccurrenceofcollisionincidentcausedbynavigator.Asearlyasinthe1980s,theJapaneseTok

8、yoMerchantUniversityandtheBritishLiverpoolUniversityofScienceandTechnologytooktheleadusingtheexp