基于ECDIS的船舶避碰系統(tǒng)的研究.pdf

1、由于人的失誤而導(dǎo)致的船舶碰撞事故在所有的海上交通事故中，占了很大一部分。船舶碰撞事故的發(fā)生不但會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)受損、船毀人亡，更會(huì)污染海洋環(huán)境，對(duì)海洋生物造成威脅。為了減少甚至避免由于人為因素而導(dǎo)致的船舶碰撞事故，增強(qiáng)船舶海上航行的可靠性與安全性，本文基于電子海圖顯示與信息系統(tǒng)(Electronic Chart Display andInformation System，ECDIS)進(jìn)行了船舶避碰系統(tǒng)的研究。
　　 本文基于ECDIS

2、平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套船舶避碰系統(tǒng)，它以本船和目標(biāo)船的航行數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算船舶會(huì)遇參數(shù)和船舶碰撞危險(xiǎn)度，利用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行分析，最終給出了避碰系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向決策建議，并在ECDIS上進(jìn)行顯示。本文的主要工作內(nèi)容如下：
　　 首先，本文對(duì)ECDIS進(jìn)行了介紹和研究，分析了與ECDIS相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)S-57和S-52，并對(duì)ECDIS的結(jié)構(gòu)、功能及實(shí)現(xiàn)做了說(shuō)明。在了解船載自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AutomaticIdentification S

3、ystem，AIS)的結(jié)構(gòu)、功能及其在船舶避碰中的作用后，分析了AIS的報(bào)文類型和其語(yǔ)句格式，并根據(jù)ITU-RM.1371-1標(biāo)準(zhǔn)和IEC61162標(biāo)準(zhǔn)對(duì)AIS的第1、2、3類消息即船舶的動(dòng)態(tài)信息和第5類消息即船舶的靜態(tài)和航行信息進(jìn)行了解碼，最后將解碼所獲得的數(shù)據(jù)信息存入了Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。
　　 其次，介紹了船舶避碰中的一些理論性和規(guī)定性的知識(shí)，給出了船舶會(huì)遇參數(shù)的計(jì)算方法，并利用模糊數(shù)學(xué)計(jì)算法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和灰色關(guān)聯(lián)分

4、析法對(duì)船舶碰撞危險(xiǎn)度進(jìn)行了計(jì)算和分析，得出了三種方法的適用環(huán)境及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 再次，介紹了粒子群優(yōu)化算法的一些理論性知識(shí)，建立了船舶避碰的目標(biāo)函數(shù)，并針對(duì)該目標(biāo)函數(shù)的不等式的約束條件和多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了處理，最后利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)交叉相遇、對(duì)遇和追越三種會(huì)遇態(tài)勢(shì)進(jìn)行了仿真計(jì)算，得出了避碰的轉(zhuǎn)向角度，并對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了其合理性。
　　 最后，在前面工作的基礎(chǔ)上，基于ECDIS實(shí)現(xiàn)了船舶避碰系統(tǒng)，并對(duì)兩船