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基于AIS/ECDIS的海上避碰研究

陈孝强  
【摘要】:纵观航远技术发展的历史,人为失误是发生海上碰撞事故的主要原因,为了提高船舶航行的安全性,目前主要采取两个方面措施,一方曲是船靠港时依赖于船舶交管系统,另一方面是船与船操作时依赖于船舶避碰规则。而雷达一直作为这两个方面主要的观测设备,用来监测和识别船舶。雷达的性能也不断提高,但始终难以克服自身的局限性。随着通信技术和计算机技术的飞速发展,为这方面的研究和开发提供了技术上的保证,AIS/ECDIS就是依托了这些技术发展而成的。 AIS系统的主要应用领域是船舶避碰和船舶交通管理系统。AIS系统提供了前所未有的船舶标识信息和高实时性的精确的船舶运动参数。它与当前的雷达相比具有提供信息量大,实时性好(适用于高速船),抗干扰能力强和越障碍传输等优点,AIS系统将会给海上船舶临视带来革命性的进步。电子海图显示与信息系统(ECDIS)的主要作用是促进航行安全,它小仅是在计算机上显示电子海图,而且也是为驾驶员集成各种相关航行信息的实时航行监控与显示系统,将航海技术提高到了一个全新的高度。由于ECDIS是各种信息的基础和处理平台,为航海自动化提供底层的支持。因为所需的一切信息都能在显示器上得到,值班驾驶员可通过ECDIS可全面掌握船舶所处的态势,而不必分别查看海图、雷达、GPS、气象传真等,只需要驾驶员来协调和处理各种异常情况。ECDIS已不仪仪是纸海图的简单替代品,它已成为所有航海信息的核心。 建立完善的船舶避让系统是减少人为失误、提高航行安令的关键。本文着眼于研究在AIS/ECDIS集成的基础上: 1、利用在AIS及本船GPS上获得的船位、航向信息,计算出避碰所必须的基本参数D、TB、DCPA和TCPA: 2、在船舶会遇局曲中,来船对本船所构成的危险程度的估计,是采取适当措施的依据。本文应用数学评判模型,采用DCPA(最近会遇距离)、TCPA(到最近会遇点的时间)作为评价指标,引入与船长相关的危险领域和避航领域构建危险度隶属函数,对船舶航行会遇状念构成本船的危险度进行客观有效的评价,为安全避让提供合理的依据; 3、在获得危险度这一决策依据后,通过数学模型给出船舶应改驶的新的航迹向,再通过计算给出最佳的避碰罗经航向。


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