原文传递
基于ArcGIS的船舶避台航线规划系统研究与实现
| 论文题名： | 基于ArcGIS的船舶避台航线规划系统研究与实现 |
| 关键词： | 船舶航线规划;避台措施;ArcGIS;电子海图;台风信息;航向计算 |
| 摘要： | 随着经济全球化的发展和航运事业的进步，大运输量的海洋船舶运输在国际贸易中逐渐开始占据主导地位。在海洋运输中航线的规划与选择，既要保证在各种环境条件下航行的安全又要使航线的距离最短从而达到船舶的消耗最小。在现代地理信息系统等海洋信息技术不断发展的条件下，我们能够使用电子海图等工具掌握全部的海洋信息从而实现航线的具体规划。全世界每年都会有数十个台风产生，台风对船舶海洋航行的安全构成了巨大的威胁，因台风造成的船舶事故时有发生。因此非常有必要将台风信息与电子海图的海洋信息结合，通过地理信息系统来实现在有台风情况下的安全与经济航线的自动规划。 本文以海洋安全与经济航线规划研究为目的，分别对无台风情况下的航线规划与有台风情况下的避台措施进行了分析。在无台风情况下的航线规划中，首先对岛屿等障碍物用凸多边形包围盒进行简化，分别求取起点与终点到障碍物的切线和障碍物之间的内外公切线，构建基于切线图的航路网络模型，从而将航线规划问题转换成求切线集与障碍物凸多边形边界线所组成的有向图的最短路径问题，然后根据海洋航行中障碍物凸多边形的特点对图论Dijkstra算法邻接矩阵进行改进，可以更高效的搜索出最优航线。在有台风情况下的避台策略中，当船舶安全避开台风后需要选择合适的时机、地点与航线回复到原航线，原航线即无台风情况下规划的最优航线，本文根据船舶与台风相对运动的原理，对船舶保速改变航线方向的避台措施进行了分析，主要包括是否需要避台的判断、避台时机的选择、保速变向使船舶刚好在台风前和台风后通过的船舶航向计算、复航时机的计算以及复航航线的选择等方面。 本系统以.NET为开发平台，以 ArcGIS Engine为二次开发组件，并采用DevExpress控件进行页面的布局。本系统所使用的电子海图原始数据为美国太空总署与国家测绘局联合测量，电子海图数据比较精确。本系统对构建的切线图航路网络模型、采用改进Dijkstra算法邻接矩阵后生成的最优航线、船舶按照规划的航线行驶过程以及避台过程进行了演示。本系统建立了避台航线规划系统数据库，生成了各种避台航行方案并对其进行管理，分析和实现了各种动态图层用来对船舶避台航行过程进行动态演示，同时本系统还实现了系统管理与电子海图的加载、放大、缩小、漫游、鹰眼等实用功能。本系统为航海人员提供了一个科学合理的辅助决策工具，对海洋航线规划研究具有重要的现实意义。 |
| 作者： | 乐高 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 李平安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
