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内河环境下嵌入式船载避碰辅助决策系统研究与实现
| 论文题名： | 内河环境下嵌入式船载避碰辅助决策系统研究与实现 |
| 关键词： | 船载避碰系统;航迹融合;碰撞危险度;避碰知识库 |
| 摘要： | 内河航运在中国交通运输中一直占据重要位置，内河本身环境复杂多变，航道宽度、弯曲河道等因素都使得船舶在内河航行中操纵更加困难，而随着近年来水运的发展，内河中船舶数量急剧增多，船舶也朝着大型化、高速化发展，使得航行安全面临严峻考验。因此避碰辅助决策系统的研究显得十分有必要，它能够帮助船舶驾驶员实时了解航行环境，提供碰撞预警和避碰操作建议，同时促进航运安全向着智能化、信息化方向发展。本文结合实际需求，设计并实现了内河环境下嵌入式船载避碰辅助决策系统，主要工作内容如下： （1）分析并研究了AIS和雷达的电文格式，完成了数据提取和存储的相关工作。研究了融合AIS和雷达动态航迹信息的方法，建立了基于模糊关联的航迹融合模型。时空统一后，采用多因素模糊综合决策关联算法判断固定的AIS航迹和雷达航迹，并采用改进的加权融合算法对其进行融合处理。融合信息能为避碰分析提供更高精度和更稳定的目标信息。 （2）综合分析内河船舶碰撞影响因素，针对目前内河船舶碰撞危险度综合评判模型中考虑的指标因素不够完善的问题，提出了一种基于模糊数学方法的内河船舶碰撞危险度评判模型。该危险度评判模型利用本船和目标的实时参数，客观合理地评价船舶碰撞危险度，能为船舶驾驶员提供及时的危险预警。 （3）研究了内河避碰规则，并根据内河避碰的特点确定了避碰行动方式，创建了内河避碰知识库，并基于此建立了内河避碰辅助决策模型。当碰撞危险度达到设定阈值时，系统根据当前会遇态势和航行环境从避碰知识库中搜寻避碰行动方式，再通过定量分析确定避碰行动幅度大小得到最终避碰决策建议。 （4）以嵌入式操作系统Linux、界面开发工具QT、数据库SQLite3为软件开发平台，以S3C6410芯片为处理器的ARM板为硬件开发平台，设计实现了内河环境下嵌入式船载避碰辅助决策系统，对其性能进行了测试，符合需求。 内河环境下嵌入式船载避碰辅助决策系统可以帮助减少人为因素造成的碰撞事故，保证内河船舶航行安全，同时，系统的应用平台是嵌入式装置，低功耗、实时性好、低成本、方便安装维护，有助于船载避碰系统智能化、小型化发展，具有广阔的应用前景。 |
| 作者： | 戴楚 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 孟哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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