船舶避碰路徑規劃研究綜述

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(1.上海海事大學 海洋環境與工程學院，上海 201306;2.上海海事大學 水下機器人與智能系統實驗室，上海 201306)

目前，船舶在海上航行過程中的導航主要依靠船舶駕駛員的經驗和判斷，各種導航設施如雷達、自動識別系統(automatic identificatien system，AIS)、自動雷達標繪儀(automatic radar plotting aid，ARPA)等只是作為輔助設備，為船舶駕駛員在采取避碰策略時提供本船及周圍環境信息。隨著國際海上貿易的發展，海上交通密度和平均巡航速度不斷增加，使得在避碰過程中人為決策時間越來越短，原有的船舶避碰方法已不能滿足需求。在船舶碰撞事故調查中顯示，有80%以上事故是由于在避碰過程中人為因素造成的。因此，新的避碰方法的研究，特別是船舶避碰路徑規劃技術的研究，已經成為船舶操縱及航運安全領域中亟待解決的研究課題之一[1]。

船舶避碰路徑規劃主要解決兩類問題：①本船從起點到終點有效地避開他船安全航行，即船舶避碰；②船舶在航行過程中選擇最優路徑，即路徑規劃。相對而言，國內外在船舶避碰方面已有大量的研究成果，但在船舶避碰過程中的路徑規劃研究較少。本文將船舶避碰路徑規劃的研究進行歸納分析。

1 船舶避碰模型

1.1 碰撞危險度模型

船舶避碰問題的研究已有幾十年的歷史，早期是采用幾何方法確定兩船相遇的最近會遇點(closet point of approach，CPA)。首先是根據目標船相對于本船的速度和航向求得兩船相遇的最近會遇距離(distance to closet point of approach，DCPA)和到達最近會遇點的時間(time to closet point of approach，TCPA)，從而根據兩船之間的DCPA的大小確定是否存在碰撞危險，根據TCPA的大小可以粗略確定其危險程度[2]?！?br>