基于純追蹤算法的智能船舶避碰決策支持

鐘旭華 中交廣州航道局有限公司

隨著現代化船舶的發展，我國航運業目前呈現幾大特點：各大港口船舶載運量以及吞吐量成快速增長趨勢，船舶的數量也日益增多，海上航行天氣多變等。智能船舶成為當今的熱點和焦點，如何解決智能船舶安全行駛是當今最大的難點。近年來，國內外專家對船舶避碰領域取得了很多卓越的成果。然而在復雜水域行駛時依然有著很多缺陷，如駕駛員對該水域的熟悉程度、船舶操縱受復雜水域的多因素影響、周邊船舶對本船危險程度指數以及駕駛員本身的操縱意識等均考慮的不夠全面。而且對于船舶本身的安全領域入侵船舶的函數建立不全面或是過于單一。

基于前人的研究，本文將融合多種缺乏因素，充分考慮船位、船距、最短會遇距離（DCPA）、最短會遇時間（TCPA），建立一套船舶碰撞危險度評估模型，并考慮當前水域周邊環境對船舶航行的影響（如是否有錨地），采用具有預判性的純追蹤算法進行船舶避碰，獲得避碰優化路徑。

1.船舶碰撞的相對幾何模型

1.1 船舶碰撞階段劃分

對于所有航行中的船舶，在發生會遇相撞之前，無論是狹水域還是開闊水域，均可將船舶的碰撞過程分為五個階段：自由安全階段——碰撞危險階段——緊迫局面階段——緊迫危險階段——發生碰撞階段。

1.2 船舶會遇幾何模型

1.2.1 船舶態勢劃分

根據船舶避碰規則的相關條款，對于互見中的船舶的會遇情況進行劃分。本文均指性能正常且在航的機動船舶，互見中船舶可將兩船舶的會遇態勢劃分成對遇、交叉以及追越三種。……