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计算机仿真在开阔水域船舶避碰路径优化中的应用

田野  
【摘要】: 航行中的船舶经常会出现与它船会遇的情况,船舶间一旦发生碰撞,不但给国家财产和人民生命造成巨大损失,而且还会在政治上带来不良影响。多年来,船舶间避碰决策的制定主要依赖于航海驾驶人员的主观判断,而避碰决策制定的正确与否又很大程度上取决于人的个性和心理状态。因此,避碰决策系统的研究完善就显得尤为重要。 在几年来的学习和本论文的撰写期间,作者一直在跟踪、分析研究国内外在船舶避碰方面的最新成果,并在此基础上开展建立新的船舶避碰决策数学模型方面的探索。 本文对开阔水域船舶避碰及路径优化的编程实现,及其在计算机上的仿真进行了深入地研究。建立了判定碰撞危险、会遇局面、避让责任和避让行动等的数学模型。同时,还运用数据结构相关知识,对船舶在避碰的前提下实现路径优化问题进行了有益探索。最后编写了仿真程序检验用以所建立数学模型的合理性和有效,以及论文中各种结论的正确性。 本文将《1972年国际海上避碰规则》中的互见下开阔水域机动船之间避碰相关条款以编程的形式进行了仿真;在数学模型的建立上使用了半圆周法求两船航向交角及半圆周舷角变量的方法来对会遇局面进行判定。简单实用。 本文对于不同航路优化方法的数学模型进行了探讨。并建立了求取最优路径的数学模型,目前国内对该数学模型的研究成果还不多,具有一定的实践意义。 作者开发了船舶避碰决策及求取最优航线的计算机仿真系统,能够为船舶安全航行提供有力的决策支持。该系统主要模拟操船者在发现来船之后判断是否存在碰撞危险,处于何种会遇局面、本船是否为义务船等过程。 在文章的最后,作者还使用了数个应用实例检验了所建立各种数学模型和系统功能的合理性、有效性和正确性。


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