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内河动态船舶领域建模及碰撞风险评价研究
| 论文题名： | 内河动态船舶领域建模及碰撞风险评价研究 |
| 关键词： | 内河航运;船舶领域;模型构建;碰撞风险评价;预警机制 |
| 摘要： | 作为交通强国国家战略和综合运输体系的重要组成部分，内河航运近年来稳步发展。船舶碰撞事故是最为常见的水上交通事故类型之一，很大程度上影响了内河航运发展，是航运安全领域的关注重点。实现对船舶碰撞风险的智能感知与精确量化，能够提升船舶智能化水平，更好地帮助船舶驾驶人员了解当前会遇局面的复杂程度，形成正确的避碰决策，减少碰撞事故的发生。 船舶领域（Ship Domain,SD）作为一种经典的碰撞风险评价模型，反映了船舶在各个方向上与其他障碍物或船舶应保持的安全距离，是船舶碰撞风险评价和避碰决策的重要研究方向之一。建立适用于不同会遇态势的船舶领域模型，直观地表示船舶之间的会遇态势，可以实现碰撞风险的定量表达。本文以船舶AIS数据作为研究对象，采用数据挖掘方法，从船舶交通流、船舶轨迹特征和会遇态势中分析内河船舶航行行为，建立用于避碰的动态船舶领域模型，并在此基础上开发基于船舶领域模型的碰撞风险量化预警系统。主要的研究内容包括： （1）内河船舶交通流分析。以长江南京段AIS数据为基础，分别开展船舶交通流断面分析、船舶航行场景划分和航行行为提取等数据分析工作。根据内河船舶交通流的统计分析，提取出内河船舶航行轨迹特征，分析船舶会遇态势，划分内河船舶主要航行场景，确定在不同航行场景下船舶主要的航行行为特征。 （2）建立内河动态船舶领域模型。基于AIS数据的统计分析，提出船舶领域的边界函数和安全距离理论模型，建立了动态船舶领域模型。建立的船舶领域模型边界函数能够针对不同航行场景进行动态变化、区域面积能够针对船舶自身因素进行动态自适应调整，实现对处于不同会遇场景、不同航行状态下不同船舶的碰撞风险的定量表达。 （3）建立内河船舶碰撞风险评估体系。基于建立的动态船舶领域模型，提出一种适用于不同会遇态势的碰撞风险评估和预警方法，形成内河船舶碰撞风险评估体系。针对单船船舶航行碰撞风险预警的实际需求，在船舶碰撞风险定量评估模型基础上，开发了内河船舶碰撞风险预警系统。 |
| 作者： | 何延康 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张笛;张金奋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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