船舶避碰智能决策支持系统研究

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探究新的航海技术对船舶避碰自动化的影响

探究新的航海技术对船舶避碰自动化的影响
航海技术的不断发展和创新，为船舶避碰自动化技术注入了新的活力和可能性。

自动避碰系统是现代航海领域中的一项重要技术，旨在为船舶提供安全和高效的航行保障。

那么，新的航海技术对船舶避碰自动化的影响是什么呢？
首先，新的卫星导航系统和卫星通信技术为船舶避碰自动化技术提供了更加精准的数据支持。

现代卫星导航系统可提供毫米级别的位置精度，为船舶提供了更准确的航向和航速信息。

同时，卫星通信技术也能够实现海事局与船舶之间的实时通信，为自动避碰系统的数据传输和处理提供技术保障。

其次，新的雷达和传感器技术也为自动避碰系统提供了更加完善和全面的感知和识别能力。

现代雷达可以通过高清晰度和多波束技术实现对周围环境的准确感知，降低了误报率和漏报率。

同时，新的传感器技术，如超声波传感器和光学传感器，也能够辅助雷达实现对周围环境的多维度感知，提高自动避碰系统的安全性和稳定性。

第三，新的算法和人工智能技术为自动避碰系统提供了更加灵活和智能的决策能力。

现代算法和机器学习技术可以通过对复杂数据的分析和处理，实现对船舶周围环境的智能感知和分析，为自动避碰系统提供更加准确和灵敏的决策能力。

此外，人工智能技术的引入，也可以实现自动避碰系统的自我学习和优化，提高系统的自适应性和鲁棒性。

最后，新的通信技术和系统集成技术实现了船舶避碰自动化系统与其他系统的无缝连接和配合，为系统的稳定性和可靠性提供了强有力的技术支持。

船舶智能化系统的创新与实践

船舶智能化系统的创新与实践船舶智能化系统是指应用现代信息技术，对船舶进行智能化改造，提高船舶运行效率、安全性和航行舒适度的一种系统化解决方案。

在航海领域中，智能化系统已经成为船舶设计和运营的一个重要方向。

本文旨在探讨船舶智能化系统的创新与实践，以及在实践中面临的挑战与展望。

一、船舶智能化系统的创新船舶智能化系统的创新主要体现在以下几个方面。

1. 人工智能技术的应用人工智能技术的快速发展为船舶智能化系统的创新提供了强大的支持。

通过人工智能技术，船舶可以实现自主航行、自动导航和智能化的船舶管理。

例如，基于机器学习的自主导航系统能够实时感知周围环境，并准确判断船舶行驶方向和速度，从而有效避免碰撞和事故发生。

2. 传感器技术的发展传感器技术的发展为船舶智能化系统的创新提供了高质量的数据支持。

通过安装各种类型的传感器，如温度传感器、压力传感器和湿度传感器等，船舶可以实时监测和控制各种环境因素，实现船舶的智能化管理。

例如，在货舱区域安装温度传感器，可以及时发现货物储存温度异常，避免货物腐烂或损坏。

3. 数据分析与优化船舶智能化系统的创新还包括对大数据的分析与优化。

通过对船舶运行数据的收集和分析，可以发现运行中的问题和潜在风险，并采取相应的优化措施。

例如，通过分析船舶燃油消耗数据，优化船舶航行路线和速度，可以降低燃油成本，提高运输效率。

二、船舶智能化系统的实践船舶智能化系统的实践需要从多个层面进行。

1. 船舶设计与建造船舶设计与建造是实现船舶智能化的重要环节。

在设计阶段，应充分考虑智能化系统的集成和船舶系统的互联互通。

在建造阶段，应确保各个智能化设备的安装和调试可靠可用。

同时，还需要对船舶的结构和材料进行优化，提高船舶的安全性和耐久性。

2. 船舶运营与管理船舶智能化系统的实践也包括船舶运营与管理的各个环节。

船舶运营中，应充分利用智能化系统提供的数据和信息，实现船舶的实时监测和远程控制。

船舶管理中，应建立完善的系统，对船舶的智能化设备进行定期维护和更新，确保系统的稳定和可靠性。

探究新的航海技术对船舶避碰自动化的影响

探究新的航海技术对船舶避碰自动化的影响随着航海技术的发展，船舶避碰自动化得到了极大的改善，并对航海安全产生了积极的影响。

本文将探究新的航海技术对船舶避碰自动化的影响。

新的航海技术使得船舶避碰自动化能够更加智能化。

通过人工智能算法和大数据分析，航海系统能够根据船舶的实时位置和动态信息，预测出潜在的碰撞风险，并自动调整航向和速度，以确保船舶的安全。

航海系统还能够通过与其他船舶的通信，实现船舶之间的协作，共同避免碰撞风险。

这种智能化的船舶避碰自动化可以大大减轻船员的工作负担，提高避碰的效率和准确性。

新的航海技术对船舶避碰自动化的影响还体现在系统的可靠性方面。

传统的船舶避碰主要依靠船员的经验和判断，存在主观性和局限性，容易出现误判和错误决策。

而新的航海技术所构建的避碰系统是基于科学的数据和算法，具有更高的准确性和可靠性。

船舶避碰自动化系统的可靠性不仅可以大大降低船舶碰撞的风险，还能够提高航海安全性和运输效率。

新的航海技术还为船舶避碰自动化带来了更多的发展空间。

随着技术的不断创新和进步，船舶避碰自动化系统将会越来越智能化、精确化和全球化。

虚拟现实技术和无人驾驶技术的应用，可以实现远程监控和控制船舶避碰系统，从而进一步提高避碰的效果和安全性。

在全球范围内建立起统一的船舶避碰自动化系统，能够更好地协调各船舶之间的行动，提高整体的航行安全性。

新的航海技术对船舶避碰自动化产生了积极的影响。

它为船舶避碰提供了更准确和及时的信息，使船舶避碰能够更智能化和可靠化，并为其未来的发展提供了更广阔的空间。

船舶避碰自动化的进一步发展将有效提高船舶的安全性和运输效率，为航海行业的可持续发展做出贡献。

1 DCPA 和 TCPA 的计算

1 DCPA 和TCPA 的计算
在船舶避碰决策系统研究中，确定船舶是否存在碰撞危险的最根本因素是两船会遇时的最近会遇距离DCPA 和最小会遇时间TCPA.为了实时算出本船和目标船之间的DCPA 和TCPA，可建立随本船运动的平面直角坐标系.设其坐标原点O 位于本船的质心，y 轴在本船平台面内，平行于平台轴线（艏艉线），指向前方，x 轴在平台面内，按右手系法则定.这样，在本船的雷达视距范围内，当有目标船运动时，雷达可通过对目标船每一时刻的探测，通过适当的坐标平移或旋转变换，将目标船在各时刻的位置坐标实时地转换到本船当前时刻所在的坐标系中.如图 1 所示.假设本船以速度v0(t)直航运动时，若雷达在某时刻t0探测的目标船径距为r(t0)，相对于y轴的方位为θ(t0)，则目标船在t0时刻位于A点的位置坐标为：
当雷达在下一时刻t1又测得目标船位于B点的径距和方位为r(t1)、θ(t1)时，同样可得点B 在t1时刻相对于本船的位置坐标为：
于是，根据本船运动的航向C0(t1)和速度v0(t1)，可通过适当的坐标变换，将目标船在A点的位置转换到本船在t1时刻的坐标系中，即
这样，通过雷达对目标船的两次探测，就可确定目标船在t1时刻的航向C1(t1)和航速v1(t1)，进而算出本船相对于目标船的速度 v01(t1)和航向 C01(t1)以及
DCPA(t1)和TCPA(t1)分别为
显然，DCPA(t)和TCPA(t)取决于各时刻本船与目标船之间的相对径距r(t)、相对航向C(t)和相对速度v01(t).当DCPA(t)和TCPA(t)均小于给定的阈值时，本船应及时地采取避让行动，如改变航向或速度.这里，当本船保航运动时，C0(t1)=0；当本船相对于前一时刻t0发生转向运动时，即其转向角α ≠0（顺时针为正，逆时针为负），则有C0(t1)=α.。

基于人工势场法的船舶自动避碰系统研究

文章编号：０９—８２（０８０００ —０１０５６２０）３— ０８４
基于人工势场法的船舶自动避碰系统研究
钟碧良刘先杰吴建生邱建宁，，，，姜华
（．州航海高等专科学校，东广州５０２；．州海事局，东广州５００）１广广１７５２广广１７０
维普资讯
第１期
钟碧良，：于人工势场法的船舶自动避碰系统研究等基
９
能的负梯度，即
当前船舶避碰系统是由“ 船舶驾驭员一会遇船
舶一环境 ” 成的一个复杂系统，组随着船舶自动避
１人工势场法的原理
人工势能场ＡＦ（ｒｆｉｏｎｉｉｄ对求ＰＡｔｃｌｔｔｌｅ）ｉａＰｅａＦｌｉ解移动物体路径规划的基本方法是：移动物体在一个
维普资讯
第１６卷第１高等专科学校学报
ＪＵＲＮＡＬＯＦＧＵＯＡＮＧＨＯＵＭＡＲＩＩＬＥＧＺＴＭＥＣＯＬＥ
Ｖ０．６Ｎｏ１１．１Ｍａ．２８ｒ００
收稿日期：０７一ｌ一Ｏ２０２６基金项目：广东省自然科学基金项目（４０６４；东省科技计划项目（０６３２２０）０３０１）广２０Ｂ７００７．作者简介：钟碧良（９３一）男，授，要从事计算机控制、１６，教主多智能体系统和机电一体化的研究

多船避碰决策理论与模型分析

措施提供决策支持。
１多船避碰的规则和模型
国际海上避碰规则对于船舶在互见中的会
遇，避碰技术上规定了三种局面，从即交叉相遇局
面、遇局面和追越局面＿。对】
多船避碰
明确避碰机理，解属性问题了
应措施。
分析产生的非劣解，构建数学模型
是
ｌ否
ｌ
多船会遇的局面分为 ①本船对一艘（艘）几直
二二］二
航船采取避让，又要对另一艘（艘）采取保向几船
保速；本船对一艘（ ② 几艘）取避让，采又要对其他的船避让；本船对一艘（ ③ 几艘）均为直航船。船
（７）
本模型会遇局面见图１中心船周围的６个，区域（ＢＣ、Ｅ、内都有来船，船开始进人Ａ、、Ｄ、Ｆ）各
距离中心船６ｎｍｉｌｅ的范围内。综合考虑各种条件，确定算法流程，图２见。
对遇
引入船舶避碰领域，多船会遇情况下采取避碰对
第４Ｏ卷第５期ＮＧＩＥＲＩＨＩ．ＥＮＥＮＧ
Ｖｏ１０Ｎｏ．．４５Ｏｃ．２ｔＯ１１
多船避碰决策理论与模型分析
郑思伟
（海港引航站，海２０６）上上００３
｝。记＾一ｆ（ｊ（一１２ … ，２－１２ … ，ｉｘ）ｉ，，，；一，，，Ｊ＝

基于范例推理的船舶避碰决策支持系统

基于范例推理的船舶避碰决策支持系统
赵昊宇;陆能枝
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】2006(15)4
【摘要】根据船舶避碰的特点,将范例推理(Case-based Reasoning,CBR)方法引入到船舶避碰决策支持系统的设计中.为提高决策系统的性能,优化范例表示方法;并在分析阶段先对碰撞局面进行分类;再通过搜索树进行范例匹配;最后,讨论该方法的可行性.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】赵昊宇;陆能枝
【作者单位】上海海事大学,信息工程学院,上海,200135;上海海事大学,信息工程学院,上海,200135
【正文语种】中文
【中图分类】U695.96;TP311.13
【相关文献】
1.船舶避碰多Agent决策支持系统的设计 [J], 刘宇宏;胡甚平;施朝健;王胜正
2.船舶避碰智能决策支持系统的设计与实现 [J], 刘宇宏
3.船舶避碰智能决策支持系统研究 [J], 范修海
4.船舶避碰辅助决策支持系统研究 [J], 季永青
5.基于Simulink与Stateflow的船舶避碰决策支持系统仿真 [J], 姚杰;倪秀晖;陈超
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船舶智能化技术的研究与应用

船舶智能化技术的研究与应用在当今科技飞速发展的时代，船舶行业也迎来了智能化的变革。

船舶智能化技术的出现和应用，不仅提高了船舶的运营效率和安全性，还为整个航运业带来了新的发展机遇。

船舶智能化技术涵盖了多个领域，包括自动化控制、通信技术、数据分析、人工智能等。

这些技术的融合使得船舶能够更加自主地运行，减少了人为因素的干扰，提高了航行的准确性和可靠性。

在自动化控制方面，船舶的动力系统、导航系统以及货物装卸系统等都实现了高度的自动化。

例如，船舶的主机可以根据航行条件自动调整转速和功率，以达到最佳的燃油效率；导航系统能够自动规划航线，避开危险区域和恶劣天气；货物装卸系统可以通过自动化设备快速、准确地完成货物的装卸作业，大大提高了港口的作业效率。

通信技术在船舶智能化中也起着至关重要的作用。

卫星通信、无线网络等技术的应用，使得船舶能够实时与岸基进行数据交换，实现远程监控和指挥。

船员可以通过卫星电话与家人保持联系，船舶的运营数据可以及时传输到公司总部，方便管理人员进行决策。

同时，船舶之间也可以通过通信技术进行信息共享，提高了航行的安全性。

数据分析是船舶智能化的核心之一。

通过在船舶上安装各种传感器，收集大量的运行数据，如船舶的速度、位置、燃油消耗、设备状态等，然后利用数据分析技术对这些数据进行处理和挖掘，可以发现潜在的问题和优化的空间。

例如，通过分析燃油消耗数据，可以找到最佳的航行速度和航线，降低燃油成本；通过分析设备状态数据，可以提前预测设备故障，及时进行维修和保养，避免因设备故障造成的损失。

人工智能技术在船舶智能化中的应用也越来越广泛。

例如，利用机器学习算法对船舶的航行数据进行训练，可以让船舶自主学习和适应不同的航行环境，提高航行的自主性和灵活性。

同时，人工智能还可以用于船舶的故障诊断和预测，提高设备的可靠性和维护效率。

船舶智能化技术的应用带来了诸多好处。

首先，提高了船舶的运营效率。

自动化和智能化的系统能够减少人为操作的失误，优化船舶的运行流程，从而提高船舶的运输能力和货物装卸效率。

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第１９卷第３期
２０１１年６月
电
脑
与
信
息
技
术
Ｖ０．９Ｎｏ３１．１
ＣｏｕｅｎｄｎｏｍａｉｎＴｅｈｏｏｙｍｐｔｒａＩｆｒｔｃｎｌｇｏ
Ｊｎ２１ｕ．０１
文章编号：０５１２ｌ０）３０１－４１０ — ２８１０－０７０２１
船舶碰撞事故每年在世界各地都频繁发生。船舶避碰决策是一个十分复杂的过程，国际避碰规则》有《的约束，有当时交通环境的影响，还受到当时双方船舶
驾驶员生理、心理和行为特性等个人因素影响。研究证实，％以上的事故与人的因素有关。因为当遇到一个９０
于ＲＲ和ＣＲ相结合的船舶避碰决策模型的基本结ＢＢ
ＤｅｉｏＳｐｏＳｓｍｒｅｅｏｉｏｖｉｎｅ．ＴｅＪｔｃｒｆＩＳＣｉｐｅｎｅ，ａｄｈｅｃｉｎｕｐ￣ｙｔｆＶｓｌｌｓｎＡｏａｃ）ｈｍａｓｕｔｅＤＳＶＡｓｒｓｔｓｅｏｓＣｌｉｄ．ｒｕｏｎｅｄｎｔ
（ｓ — ａｄＲｅｏｉｇｎＲＣａＢｅａｎ）ａｄＣＢ．ｅｓｓｎ
（ｕｅＢｓｄｇｅｏｉｇｓｅａｌｈｄｉｈａｅ．ＴｅｍｏｅｉｉｒｄｃｄｉｔｅｄｓｎｏＤＳＶＣ（ｎｅｉｎｔｌ— ａ．ｎ）ｉｓｂｓｅｎｔｅｐｐｒｈｄｌｓｎｏｕｅｎｈｅｇｆＩＳＡＩｔｌｅｔｋｅｓａｎｔｉｔｉｌｇ
合的船舶避碰决策支持模型，将这个模型引入到船舶避碰智能决策支持系统ＩＳＡ（ｔｌｅｔｃｉｎＳｐｏｙｔＤＳＶＣＩｅｉｎＤｅｉｏｐ￣ＳｓｍｎｌｇｓｕｅｆｒｅｅＣｌｉｎｖｉａｃ）ｏＶ￣ｌｏｉｏＡｏｄｎｅ的设计中，出了系统的基本结构，ｌｓ给重点论述了案例数据库系统。
ｃｓ —ｄｔｂｓｙｔｍａｅｎｓｕｉｄｍｏｅｔｏｏｇｌ．ａｅ。ａａｅｓｓａｅｈｂｅｔｄｅｒｒｕｈｙｓｈＫｅｒｓｓｉｏｌｉｎａｏｄｎｅｒｌ—ｂｅｅｓｎｎｃｅ ’ ａｅａｏｉｇｉｔｌｇｎｅｉｏｐｏｙｔｍｙｗｏｄ：ｈｐｃｌｓｖｉｃ；ｕｅ— ａｄｒａｏｇ；ａ —ｂｓｄｒｓｎｎ；ｅｉｔｃｉｎｓｐ￣ｓｓｉｏａｓｉｓｅｎｌｅｄｓｕｅ
电
脑
与
信
息
技 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
术
２１年６月０１
在系统调用本模型后，第一步将船舶航行的状态数据传给ＲＲ推理机，用以判断当前的会遇局面，Ｂ第二步调用ＣＲ推理机，Ｂ根据产生的会遇局面数据以及之前的相关航行数据进行ＣＲ检索。如果ＣＲ检索ＢＢ不到相似避碰案例，则系统启动解释模块，以检索相关的避碰规则知识，进行ＲＲ推理；Ｂ如果检索到相似案
结合，从而实现了ＲＲ与ＣＲ的集成。１ＢＢ图给出了基
图１基于ＲＲ和ＣＲ的船舶避碰模型的基本结构ＢＢ
收稿日期：０ｌｏ＿２２１— ２２
作者简介：范修海（９８）男，，１７一，硕士安徽六安市人，助教，研究方向为决策支持系统。
关键词：船舶避碰；则推理；规案例推理；智能决策支持系统
中图分类号：６６１＋；Ｐ８Ｕ６．４Ｔ１２
文献标识码：Ａ
ＴｅＳｕｙｏｔｌｇｎｃｓｏｕｐｒｙｔｍｒＶｅｓｌｌｓｏｏｄｎｅｈｔｄｆｎｅｌｅｔＩｉＤｅｉｉｎＳｐｏｔｓｅｆｓｅｌｉｎＡｖｉａｃＳｏＣｏｉ
种模型有效的管理起来，能有效地将专家总结的知识和避碰案例应用到系统中，是研制实用的船舶避碰智能决策系统的新思路【］１。Ｉ２
１基于ＲＢＲ和ＣＢＲ的船舶避碰模型分析
由于船舶避碰是一个动态的过程，因此决策模型设置了一个动态监测模块。另外在系统中加入一个推理解释模块，以控制系统的推理流程，并与ＲＲ系统Ｂ
船舶避碰智能决策支持系统研究
范修海
（安徽城市管理职业学院，合肥２００３６１）摘要：建立了一个基于ＲＢＣｓ— ａｄＲｅｏｉｇ基于案例推理）ＣＩ（ｌＢｓｄａｏｉｇ基于规则推理）Ｒ（ａＢｓｅｅｓａｎｎ，和ＢＬＲｕ — ａＲｅｎ，ｅｅｓｎ结
构。
紧迫局面时，船舶驾驶员要处理各种仪器数据，短时间的紧张决策必然影响到效果。随着航运业和现代科学技术，尤其是计算机技术的发展，船舶自动避碰系统的
研究已经显露出成果。文章建立的基于ＲＲ和ＣＲＢＢ
结合的多库模型智能决策支持系统符合船舶自动避碰领域知识，利用模型库的功能将避碰过程中用到的各
ＦＡＮｕａＸｉ－ｈｉ
（１ｕＯｃｕａｏａＣｌｇｆｉｎｇｍｅｔＨｅｉ３６１ＣｉａＡＩｉｃｐｔｈｌｏｌｅｏＣｔＭａａｅｎ，ｆ００。ｈｎ）ｌ１ｉｅｙｅ２
ＡｂｔａｔＴｅｄｃｉｎｓｐｏｍｏｅｆｒｖｓｌｃｌｓｎａｏｄｎｅｂｓｄｏＢＲｓｃ：ｈｅｉｏｕｐ￣ｒｓｄｌｏｅｅｏｉｏｖｉａｃａｎＲｓｌｉｅ