船舶最佳转向避碰幅度决策模型

根据国际海上避碰规则及对船员的大量调查。利用模糊统计原理，对规则规定的三种会遇局面及船舶避碰操纵局面进行了划分，根据建立安全度模糊函数和易察觉模糊函数，确定了转向避碰中大幅度量化值。     

船舶避碰系统研究综述

随着水上运输行业的愈加繁荣、船舶密度越来越大、航行情况越来越复杂,水上交通安全形势日渐严峻,由此船舶避碰系统成为了水上交通安全领域研究的重点。通过总结国内外专家关于船舶避碰系统研究成果,并对这些研究成果的特点进行了比较分析,将船舶智能避碰系统划分为船舶领域、船舶碰撞危险度评价、船舶规避决策三个主要组成部分。介绍了这三个组成部分其模型构建的主要流程,阐述了它们的发展历程以及不同专家学者的典型成果,着重探讨了其不同构建方法、特点。叙述了模型的本质特征以及目前存在的主要问题,对船舶领域模型、船舶碰撞危险度评价模型、船舶规避决策模型三个模型的发展趋势进行了展望。     

船舶避碰智能决策自动化研究

简要论述了实现船舶自动避碰的意义、自动避碰的基本过程及其研究内容,重点分析了国内外船舶避碰智能决策自动化的研究现状和动向、存在的主要问题与对策,指出了船舶避碰智能决策自动化尚待研究的课题．     

船舶最佳避碰行动时机决策模型

在考虑直航船对让路船采取避碰时机模糊满意度、让路船在各距离及最近会遇距离上采取避碰行动不确定性,直航船可能采取避碰行动以及让路船最季舵点的基础上,建立了确定让路船最佳避碰时机模型,根据对船员避碰行为调查,应用该模型确定了让路船最佳避碰时机。     

船舶避碰的自适应模糊专家系统研究

采用自适应模糊系统和神经网络方法,研究了基于模糊联想规则的避碰操纵知识表示,知识获取和自适应学习;建立了基于二值输入输出模糊联想系统的并行模糊推理机制,由此而建立的船舶避碰撞模糊专家系统具有自适应学习能力,能实现实时避碰导航。     

船舶对遇避碰决策的研究

利用模糊统计的方法,获得了右舷对右舷对遇情况下随最近会遇距离不同,船舶采取不同避碰行动方式的隶属度函数,计算出了在该种会遇局面下船舶间不协调避碰行动的隶属度函数,并提出了有关船舶避碰行动的建议。     

船舶智能避碰决策与控制系统总体结构

针对目前国内外有关专家在船舶智能避碰决策与控制系统的整体设计和某些局部决策模型方面还没有达成相对统一的共识，距实际应用还存在一定的差距的情况，分析总结了国内外相关研究成果和不足，提出了更符合船舶驾驶员思维习惯的系统总体结构模型的设想，并给出了主要子系统的决策流程图．该系统结构有利于将专家系统、智能控制、模糊决策和神经网络等技术综合运用在避碰决策的各个过程中，从而在根本上解决现有研究成果中知识库的“瓶颈”问题．     

船舶智能避碰决策与控制系统研究综述

在分析总结国内外船舶智能避碰决策与控制系统研究成果的基础上，提出了该系统中总体结构模型、船舶会遇形势的划分、碰撞危险度决策、避让时机决策、AIS系统在该系统中的运用、不同船舶间的协调避让和来船动态对避碰决策的影响等关键问题的研究思路和设想，明确了今后进一步完善船舶智能避碰决策与控制系统的研究方向．     

船舶接近对遇局面避碰决策的研究

基于船舶右舷对遇局面中船舶避碰行为的调查,根据信息熵理论,了会遇两在不同距离,不同最近会遇距离时,船舶采取避普行种类的不确定性问题,为处于该种会遇局面上船舶的避碰决策及壁两船间的不协调辟碰行动提出了建议。     

船舶避碰过程中人的可靠性分析

探讨了人的可靠性分析技术在船舶避碰中的应用，提出了利用船舶碰撞事故报告以及事故统计数据并结合专家意见评估避碰过程中的人的可靠性的实用技术；给出了人为失误引发碰撞的概率以及失误迫使条件的量值．所提方法和评价结果为避碰系统中人的可靠性的进一步研究打下了基础，对船舶安全系统的风险分析也有参考价值．     

基于船舶旋回的变向避碰解算方法

通过建立船舶运动方程，导出最近会遇距离、最近会遇时间以及不考虑旋回时避让航向方程，并分左舷来船向右避让和右舷来船向右避让两种情况，对旋回半径及旋回时间大小不同的船舶，分析旋回的影响．结论是大型船舶在变向避碰中，因吨位大、旋回半径大、旋回时间长，其避碰效果受旋回的影响较大，使实际最近距离小于安全距离．为了克服船舶旋回对避碰效果的影响，提出大型船舶变向避碰中基于旋回的解析计算方法和图解方法，前者可应用于计算机解算避碰问题，后者可应用于人工绘算．     

对船舶避碰行为不协调现象的探讨

提出了船舶避碰不协高行为，不协调行动环和不协调行动链的概念，阐述了它们的定义、种类、成因、发生可能性的数学表达式和避免的方法，论述了不协调行为环与不协调行动链的关系和船舶碰撞的发生机制，提出了在《１９７２年国际海上避碰规则》中中目的条款的建议和理由。     

基于神经网络的船舶碰撞危险度模型

采用模糊理论方法建立船舶碰撞危险度的数学模型，并对其中的关键因素安全域（Ｄｏｍａｉｎ）和动界（Ａｒｅｎａ）采用ＢＰ神经网络根据专家知识进行学习，该模型综合考虑了环境、操纵性、会遇势态等多种因素的影响，能快速跟踪状态变化，可用于船舶避碰专家系统的在线咨询。     

基于混合粒子群算法的船舶避碰决策

为解决船舶在开阔水域中的避碰决策问题,提出基于混合粒子群算法的船舶避碰决策方法。首先,针对粒子群算法在迭代后期容易陷入局部最优的局限性,引入高斯位置变异概念,扩大粒子的搜索广度,利用自适应策略对惯性权重进行改进,在保证粒子多样性的同时,提高粒子的局部搜索能力;其次,基于多目标优化方法构建目标函数,引入基于模糊综合评价策略构建的船舶碰撞危险度模型,统筹考虑《国际海上避碰规则》、海船船员通常做法、航行安全性与经济性,实现了多船会遇态势下的避碰路径规划;最后,通过Matlab仿真实验验证了该算法的有效性。相比标准粒子群算法,本文船舶避碰决策效果显著提高。     

船舶避碰动态系统数学模型的研究

利用控制理论的思想，将避让船和被避让船看成是一个动态系统，首次提出船舶避碰动态系统的概念，并在考虑避让船操纵性能的基础上，建立了船舶避碰动态系统的数学模型，从控制论的角度，指出自动避碰决策系统的研究是针对船舶避碰动态系统控制器的综合设计问题，智能控制，专家控制和模糊控制是自动避碰决策和系统研究的方向，本文提出的数学模型是利用计算机仿真研究自动避碰决策系统中上述的控制器的基础。     

基于改进NSGA-Ⅱ的船舶避碰决策辅助算法

针对避碰决策问题对算法时效性和轨迹分布性的要求,改进一种基于多目标优化算法的NSGA-Ⅱ(non-domi-nated sorting in genetic algorithm Ⅱ).采用按需分层策略和考虑父代支配信息的算数交叉算子策略,降低了算法的时间复杂度,加快了收敛速度;提出动态分布适应度策略,控制了帕累托集在目标空间的分布.在此基础上,分别建立决策方案的安全性和经济性目标函数以及驾驶员对决策安全性的偏好函数,通过改进NSGA-Ⅱ对避碰决策方案寻优.试验结果表明,改进NSGA-Ⅱ的收敛速度和分布性有所提升,证明了改进算法的有效性和优越性;在构建的四种船舶会遇场景下,算法均能寻得多个兼顾安全性和经济性的避碰决策方案,为驾驶员避碰决策提供参考.     

采用BP神经网络优化避碰模糊系统

基于模糊理论建立船舶碰撞危险度的数学模型，分析隶属函数中的关键参数会遇安全距离(SDA)和最晚点避让两船间距(DLA)，采用BP神经网络学习专家判定SDA、DLA的样本，因此可由神经网络给模糊系统提供依实际情况而定的参数。使系统具更强的实时控制能力。     

船舶避碰行动领域模型的研究

分析船舶领域和动界的研究现状。在研究船舶碰撞危险度的基础上，建立船舶动态避碰行动领域模型。该模型为船舶自动避碰决策系统提供依据，并能直接指导航海人员的避碰行动。其领域边界随碰撞危险度阈值的不同而变化，对于碰撞危险度为零的船舶，该领域不存在。最后，通过实例说明避碰行动领域模型的应用。     

激光船舶定位及避碰系统软件的设计

为实现高精度的船舶定位及避碰，根据国际避碰规则，利用激光检测方法和技术系统及激光自动标绘技术，进行了激光船舶定位及避碰系统的优化算法及软件设计，它采用点模型和安全半径的方法，设计宽阔水域、多船相遇的定位及避碰，从而智能地确定避碰船只、避碰速度或方向。     

碰撞危险区域(DAC)的原理及避碰的可靠性分析

介绍了ＢＲ－３４４０系列ＡＲＰＡ中的ＤＡＣ（碰撞危险区域）产生的基本原理，并分析其在船舶避碰中应用的可靠性，简要说明了使用ＤＡＣ功能的注意事项。