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基于AIS的船舶自动避碰决策系统的应用研究

作者:陶 源 发布时间:2007-01-16 浏览量:2882

利用AISAutomatic Identification System,船舶自动识别系统)提供的多种高精度的可用于避碰的新型信息和数据,将AIS作为自动避碰决策系统的新数据来源,无疑将对目前自动避碰决策技术发展与应用起到相当大的推动作用。为了探讨在范围较为广泛的自动避碰决策技术条件下,AIS技术与之结合所能发挥的作用。本文开展了应用AIS技术的自动避碰决策技术方案的研究。

       本文主要对以下问题进行了研究:

    根据国内外的资料、发表的文章和国际海事组织的文件,对AIS系统的技术进行了归纳、整理。分析了AIS数据对于雷达、ARPA数据而言的优越性和AIS数据的精度。同时指出了AIS数据本身还存在的问题,并进行了AISARPA数据的误差分析。

    分析了目前国内外自动避碰决策系统的研究情况和现状,指出了长期困扰自动避碰决策技术发展的二个问题,即他船信息来源的可靠性问题和船舶间航行、避碰意图互相通报的问题。

    提出了将AIS作为自动避碰决策系统的他船数据信息来源的设想,并分析了这种设想的可行性。分析了在AIS数据的支持下,上述困扰自动避碰决策技术研究多年的二个问题得到解决的情况;分析了AIS数据中的他船状态信息(操限船、失控船、限于吃水船等)和他船避碰意图发现的新方法(实时监控他船动向)等AIS优于ARPA的数据功能对于自动避碰决策的作用,并研究了其应用方法。

    对于在ARPA中可以直接得到的类似于他船相对航向、相对航速、距离、方位、CPATCPA等信息,研究并实践了其在AIS中的获取及处理方法。

    提出了ABAAS(AIS Based Automatic Anti-collision System)的概念和设想。对于基于AIS的自动避碰决策方法进行了深入研究,分析了国内外专家对于碰撞危险度的研究成果,并提出了确定碰撞危险度的方法;借鉴国内外专家的见解,对避碰规则规定的三种会遇局面进行了定量的分析并对避碰行动局面进行了划分;提出了互见条件下两船会遇中本船避碰责任和行动判断的原则;制定了两船会遇避碰方案和多船会遇避碰方案;针对从AIS得到的他船航行状态信息设计了符合规则第十八条关于船舶间责任的避碰原则方法。

    ABAAS分析的避碰决策方案为依据,设计并编写了相应的计算机仿真试验程序。本系统编写的程序有:AIS数据模拟输入程序、AIS接收设备数据处理模拟程序、AIS接收设备数据显示模拟程序。以上程序的编写使用的均是C语言,开发环境为Turbo C 2.1集成开发环境,由于Turbo C是基于DOS环境的开发工具,相对较为节省计算机储存空间,而且由于作者本人对于此环境较为熟悉、了解,因此使用起来较为方便,比较好地体现了开发的效率。程序具有良好的人机界面,其功能是模拟AIS数据的接收、处理;给出船舶运动参数;针对船舶会遇态势判断会遇局面和本船行动原则,并给出相应的避碰行动建议和碰撞危险度提示;针对AIS新信息给出避碰行动建议。

在实践的过程中,本系统通过模拟接收AIS信息数据,计算船舶运动参数,根据会遇形势计算碰撞危险度并给出避碰建议,具有反应实时、操作方便等优点,符合船舶自动决策技术研究的发展方向。

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