目前,船舶碰撞危險度的評價多基于各類船舶領(lǐng)域模型,缺乏對海上避碰規(guī)則這一因素的考慮。為此,基于四元船舶領(lǐng)域和海上避碰規(guī)則對船舶碰撞危險度模糊評價模型進行了改進。模型在計算碰撞危險度時,考慮了本船是否侵入目標船船舶領(lǐng)域的這一情況,并將本船作為直航船時的是否處于緊迫局面這一狀況融入到了碰撞危險度評價中。使用MATLAB進行了仿真實驗,結(jié)果表明改進的模糊評價模型能計算出更符合海上實情且滿足海上避碰規(guī)則的碰撞危險度,為后續(xù)避碰決策研究提供更為準確的數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

四元船舶領(lǐng)域示意圖

甏??傲煊蚴且閱勘甏???悖?船首向為x軸正方向，垂直于船首向向右方向為y軸正方向建立坐標系。需以此坐標系進行計算，所以本船相對于目標船的相對運動線方程為：RTO1O1RTxcoty(yxcot（15）根據(jù)前文所述領(lǐng)域邊界方程可得目標船船舶領(lǐng)域邊界方程：2O1foreaft2starbport2,1sng(1sng)21sng(1sng)10sng1010sng10xfxyxRxRyyRyRxxxyyy，，≥，，≥＜＜（16）如圖3所示，當(dāng)船舶會侵入他船船舶領(lǐng)域時其相對運動線會與船舶領(lǐng)域邊界產(chǎn)生交點，所以通過計算本船對目標船相對運動線與目標船船舶領(lǐng)域邊界方程的是否存在交點，可以判斷本船是否會侵入目標船的船舶領(lǐng)域。圖3相對運動線侵入船舶領(lǐng)域邊界示意圖同理，以本船為原點建立坐標系，通過坐標轉(zhuǎn)換得到目標船相對于本船的相對運動線方程，可計算目標船與本船的相對運動線與本船船舶領(lǐng)域邊界方程的是否存在交點，來判斷目標船船是否會侵入本船的船舶領(lǐng)域。常用的模糊評價模型，以DCPA、TCPA、船速比、目標船距離、方位為基礎(chǔ)評估參數(shù)。分別計算出各參數(shù)危險隸屬函數(shù)：CPAdk、CPAtk、kk、kφ。本文對原有的模型進行改進，通過計算相對運動線與船舶領(lǐng)域邊界方程的交點個數(shù)u1、u2是否為零（來保證本船在判斷危險度和避碰時能判斷本船是否會侵入目標船的船舶領(lǐng)域和目標船是否會侵入本船船舶領(lǐng)域。）對DCPA危險隸屬函數(shù)進行改進。CPACPA11221CPA1CPA221CPA21|0|011180sin2220ddruurrkdrdrrrdr

基于四元船舶領(lǐng)域和避碰規(guī)則的碰撞危險度模型—374—TOF180p（22）TOTO0,(180)0360,(180)0p＜≥（23）如圖4所示，對3種會遇局面劃分界限：1）對遇局面：0°≤F≤5°或355°≤F＜360°，此時本船與目標船均為應(yīng)采取避碰措施的船，正常計算碰撞危險度。2）交叉相遇局面A：5°＜F≤112.5°，此時本船為讓路船，目標船為直航船，正常計算碰撞危險度。3）追越局面：112.5°＜F＜247.5°，此時本船為直航船，目標船為讓路船，可以認為目標船的碰撞危險度為0，但根據(jù)文獻[16]所規(guī)定有構(gòu)成碰撞危險的兩船已經(jīng)接近到單憑一船已難以避免碰撞的局面稱為緊迫局面，所以本文認為當(dāng)CPA0,1dk時兩船構(gòu)成碰撞危險，當(dāng)CPA0,1tk時兩船已經(jīng)近到一船采取措施已經(jīng)難以避免碰撞，當(dāng)CPA0,1dk且CPA0,1tk時認為是緊迫局面，此時本船需采取避讓措施，應(yīng)正常計算碰撞危險度。4）交叉相遇局面B：247.5°≤F＜355°，此時本船為直航船，目標船為讓路船，可以認為目標船的碰撞危險度為0，但當(dāng)CPA0,1dk且CPA0,1tk時認為是緊迫局面，此時本船需采取緊急避讓，應(yīng)正常計算碰撞危險度。圖4會遇局面示意圖考慮會遇與緊迫局面改進文獻[15]的碰撞危險度計算模型：CPACPACPACPARKRKdtdtkksaaaaakqkk（24）CPACPACPACPACPACPACPACPA1,247.5355((0,1],(0,1])0,247.5355((0,1](0,1])1,112.5247.5((0,1],(0,1])0

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于最短避碰距離和碰撞危險度的避碰決策支持[J]. 劉冬冬,史國友,李偉峰,陳作桓,江健.  上海海事大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[2]遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在船舶碰撞危險度確定中的應(yīng)用[J]. 路澤永.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(02)
[3]一種主觀的船舶碰撞危險度評價模型[J]. 劉茹茹,胡勤友.  上海海事大學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[4]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種船舶碰撞危險度計算方法[J]. 陳建華,陳紅衛(wèi),劉科.  艦船科學(xué)技術(shù). 2008(02)
[5]船舶碰撞危險度模型的構(gòu)建[J]. 周江華,吳春杰.  寧波大學(xué)學(xué)報(理工版). 2004(01)
[6]船舶碰撞危險度的新模型[J]. 鄭中義,吳兆麟.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2002(02)
[7]船舶碰撞危險度評判模型[J]. 嚴慶新.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2002(02)
[8]時間碰撞危險度及模型[J]. 吳兆麟,鄭中義.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2001(02)

碩士論文
[1]基于船舶碰撞危險度的避碰決策研究[D]. 任鵬.大連海事大學(xué) 2015
[2]基于模糊綜合評判的船舶碰撞危險度模型研究[D]. 章澤虎.大連海事大學(xué) 2012



本文編號：3029223