船舶避碰决策仿真平台的研究与应用

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1、分类号；密级码１０１５１ＵＤＣ单位代：戀乂是蘇事乂学全日制学术型硕±研究生学位论文．：Ｉ船舶避碰决策仿真平台的研究与应用＾徐征指导教师颜德文副教授申请学位类别工学硕±学科巧业）名称控制科学与工程学位授予单位大连海事大学２０１５年１月‘分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学硕：ｔ学位论文船舶避碰决策仿真平台的研究与应用徐征指导教师颜德文职称副教授学位授予单

2、位大连海事大学申请学位类别工学硕±学科（专业）控制科学与工程论文完成日期２０１４年口月答辩日期２０１５年１月户答辩委员会主席气请ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａ村ｏｎｏｆＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｂｒＳｈｉｐ－ＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅＤｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｉｎｇ乂化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅ

3、ｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＸｕＺｈｅｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ａｓｓｏｃｉａｌ：ｅＰｒｏ化ｓｓｏｒＹａｎＤｅｗｅｎＪａｎｕａｒ２０１５ｙ大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下独立进行研巧工作所取得的成果，，＂＂撰写成硕±学位论文船舶避碰决

4、策仿真平台的研究与应用。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中｜＾１明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：棘给．学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研巧生学目位论文的规定：，Ｐ大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海

5、事大学可１＾＾将本、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研巧所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在密后适用本授权书。年解＂＂不保密因／（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：麥导师签名：鄭４衣、

6、日期：＞＂年ｆ月Ｖ＊日中文摘要摘要随着科技的进步，全球贸易的发展飞快，海上的贸易往来日益频繁，港口、航道及附近区域的船舶航行数量和频度极度的增加，带来的是海上交通事故尤其是船舶碰撞事故的不断发生一。方面，船舶碰撞事故不仅会直接造成巨大的经济损失一，还会威胁人们的生命安全；另方面，由于船舶碰撞引起的原油泄漏还会引起水体污染，破坏人类赖Ｗ生存的环境，更是金钱无法衡量的。从碰撞事故发生的原因来看一８０％。，，人为因素高达因此研究并设计款可Ｗ帮助人们规划避碰

7、方案的软件＞１，１＾解决由于人为失误造成的船舶碰撞是很有必要的。本设计即是针对于此问题开展的研巧。首先，对船舶运动数学模型进斤了研究，选取考虑了风浪流影响的具有Ｈ自由度的船舶运动数学模型，。使用四阶龙格库塔方法离散化，并进斤计算机仿真然后，对船舶避碰系统进行了研究。首先Ｗ两船的航向、航速、位置信息为主要参数计算船舶避碰参数如化，ｐ？３、ｒｃｐａ等再分别建立化ｐｆｌｆ、扔／７〇、馬、哮、Ｋ（本船与他船的速度比）的隶属度函数，采用加权法计算碰撞危险度Ｃ化ｒ的值。然后综合考

8、虑国际海上避碰规则归纳总结船舶的避让责任与避碰方案。最后，通过穷举法、牛顿迭代法、比例控制Ｈ种方法分别求取船舶避让转向角进行对比，同时提出了转向角求取方法优劣的评价指标。最后，，在ＶＳ２０１０开发环境下创建船舶避碰决策仿真平台。为方便后续开发实现了模块接口化，Ｗ框架模块为中必，其他模块成星型结构，模块间的信息数据通过框架进行交换。仿真平台界面色彩丰富友好，操作符合用户０％使用习惯。船舶避碰决策仿真平台具有验证船舶控制算法尤其是避碰算法的功能，为控制算法的