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原文传递基于AIS信息和船舶领域的几何避碰研究

论文题名：	基于AIS信息和船舶领域的几何避碰研究
关键词：	船舶航行安全;几何避碰;几何坐标;船舶领域
摘要：	船舶航行安全一直是航海界专家学者研究的重点，随着港口经济的迅速发展，往返于世界航路的船只越来越多，致使船舶避碰在保证船舶航行安全中的重要性越发明显。为此，国际海事组织、各沿海国家以及航海界的专家学者都致力于如何减少船舶碰撞事故发生的研究，并在不同层面取得了相应的成果。在船舶避碰的研究中，以几何避碰为核心的技术性的研究一直是该项工作的重点。ARPA雷达的出现为几何避碰的研究带来质的变化，使得实现船舶自动避碰成为可能。近年来，国内外的专家学者致力于其中，提出了各自的见解和观点，并设计了多种基于避碰几何分析的船舶自动避碰系统。然而，由于雷达固有的缺陷，ARPA系统并不能提供自动避碰所需的准确信息，从而制约了自动避碰系统的实际应用。近年来船舶AIS系统的投入使用，给获取会遇信息的方式带来了彻底的转变，由雷达的主动探测转化为本船的自动接收，会遇船舶之间实现了真正的准确信息共享。船舶几何避碰的研究中，船舶预测危险区域(Predicted Area of Collision：PAD)具有直观、迅速准确地判断碰撞危险，和直接提供转向避碰的幅度以及可对多目标同时观测等优点。但是因为船舶PAD自身模型存在的不足及雷达的固有缺陷，使得雷达PAD在航海实践中难以得到充分的利用。本文将以船舶AIS系统提供的信息为入口，结合交通工程学中船舶领域的概念，对船舶PAD及其应用进行进一步的探讨，提出基于船舶领域的船舶PAD(Domain-based PredictedArea:DPAD)，并尝试在计算机上对其进行图形处理。本论文的正文部分分为六章。第一章为序论部分，主要介绍船舶碰撞研究的现状及发展趋势，本文选题的背景以及研究的目的与内容。第二章为船舶避碰的几何模型，分为三个部分，第一部分分析了AIS系统提供的信息；第二部分讨论了船舶会遇的几何模型，并基于几何坐标系建立AIS避碰信息的分析模型；第三部分分析了当前交通工程学中对于船舶领域研究的状况。第三章为船舶预测危险区(PAD)及其数学模型，主要介绍了区域碰撞危险评价方法以及船舶碰撞危险区域的原理，分析了船舶PPC(Predicted Point OfCollision)和PAD的绘制原理和相应的几何模型。第四章为基于AIS信息与船舶领域的船舶预测危险区模型，它是本文的重点，主要分为四个部分，第一部分分析了船舶PAD的特点，并提出需要改进的地方；第二部分确定合适的船舶领域并讨论船舶领域的数学模型；第三部分讨论建立DPAD，并对其图形进行分析；第四部分建立DPAD的数学模型，为在计算机上进行：DPAD的图形化打下基础。第五章为DPAD程序的初步设计，介绍了DPAD程序设计的方法、目的和设计的步骤，并引入具体的案例对DPAD进行图形化，检测其在应用中的实际意义。第六章为总结与展望，对本文的研究进行总结并指出日后需要改进的地方和进一步研究的方向。
作者：	李旭东
专业：	载运工具运用工程
导师：	方泉根
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海海事大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文