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2024-03

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船舶智能决策关键技术实现方案研究

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zoޛ)j馟iSvvvvvv	۲۲۲۲۲۲tӮ}tN;oio_~9m_饨ky计划航线,在航行的过程中不断通过AIS、VTS、雷达等各种传感器获取和更新海域环境信息、交通信息等,并在此基础上在线重新规划到目的港的全局航线和从当前位置到周围一定范围内的局部航线优化航线。全局航线规划以整个航行过程为对象,主要考虑与全局航行相关的条件因素,而局部航线规划则重点以局部的航迹、位置、船舶行为和时间规划为主要对象,受船舶周围条件因素的影响。

2.2船舶智能避碰

船舶智能避碰是船舶智能航行的核心关键问题也是难点问题。船舶智能避碰可分为两类,一类为船舶智能避让礁石、浅水区域或其他静态碍航物等,另一类为船舶之间的避碰。其中第一类,船舶智能避碰可依赖于船舶自动导航系统进行航线智能规划实现;第二类则主要依靠船舶智能避碰决策系统,以下主要针对船船间智能避碰进行论述。

传统的船舶驾驶员避碰决策过程主要以驾驶员的经验为主,海上避碰规则对避碰行为的规定也仅为避碰行为需满足“早大宽”。驾驶员根据经验对与他船之间的会遇进行分析,采取避碰措施。船舶智能避碰需對本船与他船会遇,会遇避碰场景,最近会遇距离,碰撞危险度,两船相互之间应保持的最近通过距离,采取避碰决策的时间与转向幅度等进行分析判断决策。

船舶智能避碰须依赖船舶航线智能规划,通过航线智能规划能够更早的对碰撞危险进行判断与预测,从而更加有利于船舶对避碰/复杂避碰更早的做出避碰决策方案。若实际避碰过程中仍可能发生碰撞危险或紧迫危险的局面,则驾驶员对避碰行动进行调整,或采取连续的避碰措施。船舶智能航行的避碰过程为:

(1)根据船舶的局部航线规划预测船舶未来航迹。

(2)监测并预测本船与他船在不同时刻的会遇情况。

(3)若会遇,则判断碰撞局面、会遇局面与最近通过距离(DCPA)。

(4)若碰撞局面為非复杂避碰,则可对船舶实际航迹进行监测,判断会遇局面,确定DCPA;若碰撞局面为复杂碰撞,例如多船会遇,复杂交通等,则需根据航迹规划的预测航迹,根据避碰局面,做出避碰决策,及早大幅度避让。

(5)确定到达最近通过距离点的距离与时间(TCPA)。

(6)确定碰撞危险度。

(7)确定某危险度下的船舶领域。

(8)根据碰撞危险度选择采取避碰行动的时间,并根据确定的船舶领域,确定能够安全避让的避碰幅度。

(9)实际避碰过程中发生碰撞危险或紧迫危险的局面,则应对避碰行动进行调整。

其中碰撞危险度、船舶领域、采取避碰行动的时间、避碰行动与幅度等的选择需考虑船舶智能航行决策在时间、操作精度等上与驾驶员操作的差异。

3 结语

船舶航线智能规划、智能避碰是智能船舶的关键技术,目前技术的研发还处于起步阶段。本文提出了船舶航线智能规划与智能避碰的实现过程方案,还需进一步的深入研究,尤其是船舶智能避碰决策目前还存在理论与技术上需要突破的难题。

参考文献:

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