基于复杂度建模船舶碰撞预警的研究

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1、分类号——UDC密级劣海疆歹大穿学位论文研究生姓名扬蕉兰姓名塞垂叠职称塾撞学位谴±指导教师申请学位级别论文提交日期学位授予单位答辩委员会主硕士2013．4430063论文答辩日期2013年5月予日期评阅2013．5fill111111MIIIMIIIIIIUlIIIIIY2363276独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我

2、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文使用授权书本入完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：畅杏三导师(签名)日期乃阿

3、5．“武汉理工大学硕士学位论文中文摘要随着我国水路运输的蓬勃发展，大量船舶航行在港口和内陆水域，使得单船航行区域急剧减小，通航环境恶化，恶性水上交通事故尤其是船舶碰撞事故显著增加，严重制约了水路运输的健康发展。研究能及时发现碰撞危险并发出报警的船舶碰撞预警系统是减少碰撞事故发生的有效手段。科学判断碰撞危险是进行碰撞预警和避让操作的前提，作为表征船舶碰撞危险程度的碰撞危险度一直是水上交通安全关注的热点。从现有的研究来看，碰撞危险度主要存在以下问题：宏观的碰撞危险更适用于管理层面对于单个船舶的防碰、避碰指导意义有限，微观碰撞危险(碰

4、撞危险度)则主要面临指标不全面，不能准确刻画碰撞危险以及多指标体系中各指标权重确定的难题。论文从“复杂”本身的内涵出发，认为保障船舶航行安全本身是一个与多因素相关的复杂过程，具备复杂的特性。论文以“用复杂研究复杂”的原则，提出了水上交通流复杂度的概念，并建立了以本船为视角的复杂度模型。论文将复杂性理论研究引入到水上交通安全中来，建立了新的认识和管理范式，其理论和现实意义都是显而易见的。基于以上思想，论文的主要研究成果包括：一、论文依据水上交通系统的运行特征，提出运用复杂性的分析方法研究船舶碰撞预警，并在分析了现有的复杂性理论以及

5、复杂性研究成果的基础上，筛选出了适合于水上交通复杂性的分析方法，即基于交通内禀性的水上交通复杂度分析方法。论文首先定义了水上交通流复杂度的概念，明确了本文研究的复杂度主要是与本船以及本船周围水域内其他船舶的航行状态相关，随后，论文从造成水上交通复杂现象的本质原因出发，选出影响复杂度的两大类因复杂度因子：船舶密度因子和交通冲突因子，并在分析了不同因子与复杂度内在关系的基础上，建立了本船周围水域的复杂度模型。二、根据复杂度模型可以得出本船周围水域复杂度的分布情况，但是复杂度描述的信息非常有限，复杂与危险的关系仍不明确，论文在分析了复

6、杂度与碰撞危险的内在关系的基础上，提出了基于DCPA修正的复杂度预警指标体系，即从航海实际出发，将不同DCPA条件下的碰撞危险与复杂度相结合，最后论文依据不同的船舶距离将复杂度的取值范围划分四个预警等级。最后论文运用蒙特卡洛仿真实验对模型的正确性进行了验证，并初步实现了船舶的碰撞预警功能。关键词：船舶，碰撞危险，复杂度，蒙特卡洛，预警武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofwaterwaytransportation，moreandmorevesselssailingintheport／i

7、nlandarea，whichlargelydeterioratedthenavigationenvironmentforsafetyclearancedecreasessharply．Maritimeaccidentssuchasshipcollisionhavebecomethebottleneckofwaterbometraffic．Developingthesystemwhichcantelltheriskbeforehandisaneffectivewaytoreduceaccident．Ascientificjudg

8、mentofcollisionriskisthepremiseforcollisionavoidance．Asanrepresentationofdangerousdegreeofcollision，collisionriskindexisalwaystheho