探析内河船舶避碰决策系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文内河船舶避碰决策系统研究姓名：吴羲晖申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：郭国平2003.6.1武汉理工大学硕士学位论文摘要交通运输是国民经济发展的支柱，安全、高效、节能是交通运输发展的方向，其中，安全对于交通来说是第一位的，内河航运作为我国交通运输的一种重要形式，在我国交通运输中起着举足轻重的作用。随着船舶数量的增多，交通流密度的增大，交通流速度的下降，且在交通流内部将出现紊乱，碰撞事故时常发生。经统计表明船舶碰撞事故是航行安全的首害，占水上交通事故总数的很大比例，随着船舶的高速化、通航水域船舶密度增加和会遇率增大，碰撞事故尤其是在繁忙

2、通航水域、通航环境较差水域和港口附近水域更容易发生。人为因素被证明是海损事故主要原因，为了大幅度避免和减少在船舶交通日益增大和交通形式日趋复杂情况下频发的碰撞事故，加强船舶避碰决策研究是十分重要的。船舶航行的目的，是为了安全有效的将人和货物运送到目的地。围绕这一目的的系统称之为船舶航行系统。航行系统可认为是由船舶、环境和航法三要素组成⋯1。船舶避碰研究正是围绕这三个要素，从多角度、多方位、各层次和多手段进行详细研究的。针对从两艘船舶会遇到碰撞的主客观条件和环境以及全过程，用定性和定量相结合的方式，对单个船和会遇两船的避碰进行研究。目前，在这个领域还存在很多问题。如何有效地避免

3、船舶碰撞，包括安全航速、碰撞危险度、避碰的时机和行动的大小的确定?研究船舶碰撞危险度的目的是为避碰决策提供依据。我们只是通过观测到的目标船的原始数据，如距离和方位以及它们的变化情况，判断船舶是否存在碰撞危险，即是否有和目标船发生碰撞的可能。事实上深入研究并处理这些观测数据，会得到意想不到的、有价值的信息。我国从事船舶避碰的研究主要集中在海上，对内河研究较少。值得注意的是，内河航行与其他海上航行相比有其明显的特点：航道环境复杂多变，气象条件相对简单，船舶流密度较大，船舶种类多、可航水域受限制等。本文结合内河的特点，利用已有的船舶避碰理论知识，对船舶避碰行为进行研究。在对前人研究

4、成果总结、归纳和分析的基础上，通过对船员避碰行为调查，根据定性与定量分析、主观与客观相结合的思想，主要做了如下研究与探索工作：安全航速及其计算方法、船舶碰撞危险度、船舶领域和动界。论文共分为六章，第一章回顾了国内外对船舶避碰决策系统的研究现武汉理工大学硕士学位论文状，并对本课题研究的内容和意义进行了详尽的阐述。第二章分析了避碰原理及船舶避碰环境，包括人一机一环境三要素。第三章分析了内河航行环境及影响航行安全的主要因素以及内河船舶安全航速。结合定性与定量的方法，给出在不同的航行环境有相应的不同安全航速的计算方法。第四章系统分析了船舶避碰四个阶段与会遇过程，将船舶碰撞事故发生的过

5、程划分成四个阶段并对会遇局面进行划分，定性地分析了船舶从会遇到碰撞的全过程，在此基础上提出正规了望的重要性。第五章建立船舶避碰决策数学模型。提出碰撞危险度的评价方法、碰撞危险度模型和内河航道水域中的船舶领域模型。并对内河航道水域中的船舶领域模型建立船舶动界。由于内河航行环境复杂多变，所以本论文所建立的船舶领域模型的边界是动态的而不是静态。最后，论文对课题研究中的一些结论和不足做了总结，对本课题的后续工作和值得研究的方面进行了讨论。关键词：安全航速碰撞危险度船舶领域动界II武汉理工大学硕士学位论文AbstractTransportationisveryimportantford

6、evelopmentofeconomy．Inmanyinfluencefactors，suchassafetyandefficiency，safetyisalwaysputinthefirstpositionamongallmodelsoftransportation．Abigpartofgoodsandpassengersaretransportedbyinlandwaterwayinchina，however,thismakesthewatertraffiCmorecrowed，lessemcientandevenmoreindisorder．Italsomakestho

7、semarineaccidentshappenedfrequently．Withamountofvesseldevelopment．theincrementofthedensity,thedescentofthetransportationflowsvelocity,thetransportationflowswillappearthemessandmarineaccidentsoftentakeplace．Thestatisticsshowstheaccidentofvesselcollisionis