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镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究
| 论文题名： | 镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究 |
| 关键词： | 汽渡轮;船舶碰撞;智能预警模型;SDA边界模型 |
| 摘要： | 镇扬汽渡处于长江江苏段中上游交通枢纽位置，该水域交通繁忙，船舶种类多，镇扬汽渡客货运量大，汽渡轮横穿该水域航道，与航经船舶频繁交叉会遇。现有VTS对船舶间的碰撞危险判断沿用雷达ARPA功能预警机制，即系统根据设定的两船间的最小DCPA和最小TCPA作为危险判定阈值。在镇扬汽渡如此繁忙的水域，如果阈值设定偏大会频繁报警，设置偏小则会影响避让时机，不能提供准确的避碰预警信息。因此，需要研究适合该水域的船舶碰撞危险预警方法，以便对船舶的碰撞危险做出及时准确的预报。本文依托江苏镇扬汽渡管理处委托的“江苏镇扬汽渡渡轮航行避碰智能预警及避碰辅助决策关键技术研究”，做了以下研究工作: (1)针对VTS以及船舶碰撞危险预警机制存在的问题，重点研究了汽渡轮危险评判阂值计算模型。采用客观与主观相结合的研究方法，基于船舶尺度、航向、速度、汽渡轮操纵性能，运用真运动几何分析，结合驾驶员操纵习惯及其对不同会遇局面两船通过时安全余量SM的感受，针对镇扬汽渡水域的特殊性以及危险度等级划分需要，建立临界碰撞距离SDAmin、临界安全会遇距离SDA三及安全会遇距离外边界SDAmax阈值模型，作为不同等级判定阈值的量化基础，亦作为安全会遇距离（SDA）的边界，构成SDA边界模型。 (2)建立了汽渡轮碰撞危险度阈值计算模型。在开阔水域船舶危险度阈值计算模型理论基础上，本文通过专家咨询和问卷调查，总结了汽渡轮驾驶员通常避让操纵方法，结合SDA边界模型，采用相对运动分析方法，计算出汽渡轮与目标船的一般危险距离、紧迫局面距离、临界紧迫危险距离及相应的施舵时机Tl_15、Tl_30、Tl_50，从而建立以施舵时机为避让紧迫度的多目标船危险度排序，并对，目标船的危险度进行了等级划分，给出对应不同等级的报警信号。 (3)实现了汽渡轮碰撞危险智能预警模型验证。基于前期研究的船舶拟人智能避碰决策基础模型及算法，将建立的汽渡轮碰撞危险智能预警模型，以算法的形式集成到我校自主研发的船舶智能操控(Ship Intelligent Handle and Control，简称SIHC)仿真研究平台，通过设计仿真实验方案，验证两船通过时安全余量SM、安全会遇距离外边界SDAmax及危险度阈值计算模型的合理性。 |
| 作者： | 高建杰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 邵哲平;徐力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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