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LNG加注趸船碰撞监测预警研究
| 论文题名： | LNG加注趸船碰撞监测预警研究 |
| 关键词： | LNG加注趸船;碰撞监测;卡尔曼滤波器;目标匹配;预警范围 |
| 摘要： | 随着内河LNG燃料动力船的快速发展，LNG加注趸船的建设越来越紧迫，LNG加注趸船的布点、安全作业等相关研究已经成为当务之急。目前国内外关于对LNG加注趸船周围船舶碰撞风险监控、保障措施等尚无统一的相关规范和标准。本文从安全监控角度，提出了一种基于AIS和视频的LNG加注趸船船撞监测预警方法，具体研究内容如下： 1）使用AIS和视频监测船舶航行信息。提出使用一阶差分过滤异常数据噪点，初步平滑船舶AIS数据，然后使用卡尔曼滤波器算法平滑船舶轨迹数据，预测跟踪船舶，优化AIS数据信息，经过实验验证了一阶差分去噪和卡尔曼滤波器能够有效的对船舶AIS数据进行优化并预测船舶轨迹数据。针对视频监控本文使用Canny算子提取船舶形态特征，设计使用多帧差分法滤除船舶背景；获得的船舶形态特征训练出较高识别率的Haar-Like矩形特征分类器；提出根据差分图像的结果，利用像素积分特性自动划分运动区域以减小检测范围，提高检测效率；使用线性标定法获得基于视频的船舶轨迹数据，通过卡尔曼滤波器和标识区域目标匹配算法，将视频和AIS数据融合，获得最优轨迹数据。 2）建立船撞风险定量计算模型和LNG火灾风险定量计算模型，依据LNG加注趸船社会风险和个人风险可接受度计算LNG加注趸船监测预警范围。使用KUNZI模型分析当前船舶状态下船舶碰撞概率，依据碰撞风险可接受度计算加注趸船船撞预警范围。依据LNG实体火焰模型建立LNG加注趸船池火火灾概率，使用个人死亡率和热辐射伤害模型定量计算趸船池火火灾危险范围。最后取两者最大值定为当前来船碰撞LNG加注趸船的预警范围。 3）依据AIS和视频获得的船舶轨迹数据及当前船舶碰撞LNG加注趸船的预警范围，使用模糊综合评价法综合分析船舶航线横向距离、预警范围、船舶方位、偏航角、碰角等因素，评价来船对加注趸船的碰撞危险度，实现加注趸船监测预警。 |
| 作者： | 陈振康 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 吕植勇 |
| 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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