内河船舶领域及避碰模型优化研究

发布时间：2017-11-12 08:25

  本文关键词：内河船舶领域及避碰模型优化研究

  更多相关文章： 内河 三维 船舶领域 碰撞危险度 船舶避碰 路径优化

【摘要】：近年来,内河船舶的数量急剧增多,船舶密度不断增大,加之受航道、桥梁、水深的限制,以及复杂航行环境的影响,船舶操纵日趋困难,碰撞事故时有发生。碰撞事故不仅造成人身安全和经济损失,而且对于危险品运输船舶事故,往往造成严重的水域污染。因此,如何防止船舶碰撞事故的发生是内河交通安全领域亟待解决的问题。本文在二维船舶领域和蛋形船舶领域的基础上,提出椭圆饼形的三维动态船舶领域,基于船舶领域建立内河船舶避碰路径优化模型。相比原有内河避碰决策模型,更多考虑相对速度、来船方位、航道边界、桥梁、水深等因素进行模型优化,并成功用于多种内河避碰情形的模拟仿真。具体研究内容如下:(1)对船舶领域、船舶碰撞危险度(CRI)和船舶避碰决策方法三个部分进行综述,对比分析内河船舶避碰研究的现状,指出内河船舶领域及避碰的研究趋势。(2)从航行环境、会遇船只、船舶自身三方面对内河碰撞危险源进行识别分析;分析不同航行环境的船舶领域模型,根据狭窄水域的对遇、追越等模型,简化内河船舶领域模型;并在此基础上,分析领域的三维性和动态性,构建内河三维动态船舶领域空间模型。(3)考虑船舶最小安全距离、岸吸、船吸等因素,构建三维的最小安全领域;结合三维动态船舶领域进行船舶碰撞危险分析,利用模糊理论方法,对水面、水上、水下等部分,建立内河船舶碰撞危险度综合评判数学模型。(4)以最小危险度和最短避碰路径为目标,基于路径点编码的遗传算法,建立内河船舶避碰路径优化模型;利用混沌理论改进遗传算法,应用MATLAB编程分别在水面碍航物、桥梁、水底碍航物、两船对遇、追越避碰情况下做了仿真实验,以检验模型和算法的正确性。仿真实验表明,本文基于三维动态船舶领域建立的内河船舶避碰路径优化模型,可以应用于内河船舶避碰。研究成果为内河船舶避碰研究提供一种新的思路和方法,对保障内河水上交通安全具有重要意义。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U675.96

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本文编号：1175111