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基于雷达和GIS的内河运输船舶避碰仿真系统研究
| 论文题名： | 基于雷达和GIS的内河运输船舶避碰仿真系统研究 |
| 关键词： | 船舶避碰;内河运输;仿真系统;雷达技术;GIS技术 |
| 摘要： | 内河航运作为一种重要的交通运输形式，在环境保护和经济发展方面有着独特的优势。然而随着内河船舶数量的日益增多，航行密度的不断增大，以及内河航道环境的复杂特殊性，致使内河船舶碰撞事故屡屡发生。近年来，随着船舶的自动化与智能化的迅速发展，信息感知技术、状态检测技术、通信导航技术、遇险预警救助技术以及自主航行技术等关键技术在船舶避碰研究方面取得了很好的应用，2016年生效的《智能船舶规范》更是将船舶自主避碰研究推向了新的热点。为了进一步推动船舶的智能化与自动化发展，提高内河航道的安全性，有必要加强内河船舶碰撞事故的预警与避碰决策研究。本文的主要研究内容包括以下几方面： 首先，分别介绍了雷达和GIS系统的发展状况、工作原理等以及开发方式等，并结合GIS系统和雷达系统在船舶避碰仿真系统中的应用，实现了基于 Google Earth的雷达数据显示、过滤和聚类处理。 其次，分析了内河船舶碰撞事故发生的原因，并综合考虑船员、船舶、自然环境和航行环境四个方面因素，建立了符合内河航道特点的碰撞危险度评价模型，应用层次分析法确定各级评价指标的权值，结合灰色系统理论对评估数据作白化处理来提高评估结果的准确性，并通过仿真验证了模型的可靠性。 再次，分析了船舶避碰的基本原理，综合内河避碰规则明确避让责任，从而确定了不同会遇态势下的船舶避碰决策方案，以内河运输船舶为研究对象，选取了三自由度的 MMG分离型船舶运动模型，建立了基于船舶运动模型的船舶避碰决策数学模型，通过对比仿真实验验证了船舶运动模型在避碰系统中的重要性。 最后，在基于 Google Earth和 VC++6.0的开发环境下设计了内河船舶避碰仿真系统，实现了内河船舶运动仿真、碰撞危险预警功能以及避碰决策等功能验证与显示。 结果表明，该系统能够根据内河船舶的会遇态势计算船舶碰撞危险，并根据危险度的大小予以警示，同时由系统推送比较合理的避碰决策建议，从而为今后将理论分析应用到实船实验提供了基础。 |
| 作者： | 刘婷 |
| 专业： | 电工理论与新技术 |
| 导师： | 黄珍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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