ECDIS在船舶避碰系统中的应用研究
电子海图信息系统（ECDIS）在船舶航行中的应用
电子海图信息系统（ECDIS）在船舶航行中的应用蔡新梅【摘要】为进一步丰富电子海图信息系统的功能，更好地发挥电子海图信息系统在海上航行中的作用，本文主要介绍ECDIS与雷达、AIS、VTS的兼容作用，进行数据融合，优势互补，为船舶导航提供可靠的信息。
通过兼容作用确保船舶安全航行、船舶避碰和岸基服务具有十分重要的意义。
%To further enhance the functionality of ECDIS and better serve the navigation of oceangoing ships, this paper introduces the compatibility of ECDIS with radar, AIS ＆ VTS in terms of data fusion, the complementary roles between these platforms for the requisite information navigation of ocean-going ships. Compatibility of the system with other platforms plays a significant role in ensuring safe navigation, collision avoidance and shore-based services.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】3页(P32-34)【关键词】电子海图信息系统;雷达;AIS;VTS【作者】蔡新梅【作者单位】辽宁省葫芦岛市渤海船舶职业学院,辽宁葫芦岛125005【正文语种】中文【中图分类】TP391.410 引言电子海图显示信息系统(Electronic Chart Display Information System，ECDIS)是在综合导航系统的设计理念基础上逐步发展起来的一种智能化海图，解决了在传统纸质海图上定位而产生的船位获取滞后的问题，可以自动地将即时船位显示在海图上。
船舶引航中ECDIS的有效应用研究
的将船舶位置 、航 向等各项信息 ，显示 的电子海 图上 ，提高
了温 州 港 口 的船 舶 引航 质 量 和 服 务 水 平 。 （ ２ ）Ｅ ＣＤＩ Ｓ 可 以应 对 突 发 的 天 气 状 况 。 随着 近 几 年 全 球 气 候 变 暖 ， 自然 灾 害 不 断 发 展 ，一 些 突 发 性 的天 气 时 常 发
二 、Ｄ Ｉ Ｓ在 航 海 领 域 的 应 用优 点 （ １ ）Ｅ ＣＤＩ Ｓ 可 以准 确 的 确 定 船 舶 的 位置 ，对 船 舶 的 航 行 线 路 进 行 监 控 。例 如 温 州 港 口的 船 舶 航 行 受 到 温 州 地 区 的 环 境 、地 理 、水 文 等 因 素 的 影 响 ，导 致 船 舶 可 以航 行 的水 域
计 算机技 术 带 动 了航 海领 域 学科 技 术 的发 展 ， ＥＣ ＤＩ Ｓ是 航
的特性和作 用 ， 从Ｅ ＣＤＩ Ｓ组成 图中可 以看 出， 在 整个 Ｅ ＣＤＩ Ｓ
中主 计 算机 是 最 为重 要 组 成 系统 ，ＥＣ ＤＩ Ｓ的 所有 功能 、附加 功能 都是 在 主 计 算 机 的基 础 上 完 成 和 实 现 的 。
第 １ ４卷 第 ４期
２０１ ４住
中 国
水
运
Ｖｏ１ ．１ ４ Ａｐｒ ｉ Ｉ
Ｎ ｏ． ４ ２０１ ４
４月
Ｏｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓ ｐｏｒ ｔ
船舶 引航中 Ｅ Ｃ Ｄ Ｉ Ｓ的有效应用研究
李 爱 国
（ 温 州 港 引 航 站 ，浙 江 温 州 ３ ２ ５ ０ ０ ０）
航 中 的 应 用 ，引发 了一 场 技 术 改 革 。Ｅ ＣＤＩ Ｓ是 航 海 领 域 的一
船舶避碰决策理论与方法的研究
第三，依据系统工程理论，坚持定性分析与定量分析相结合的原则。
1.4 本文研究的主要内容
本文主要讨论船舶避碰决策方法，如无特别说明主要是研究在宽阔水域能见度良好情况下两船避碰决策问题。研究的主要内容包括：
第四，关于多船会遇避碰决策问题还没有得到很好解决。特别是较为复杂的多船会遇避碰决策问题，仍然是当今海上避碰的难点。
第五，关于紧迫局面的定义，已有了较为统一的认识。但对定量确定紧迫局面，还缺乏较深入研究。
1.3研究中采用的方法
第一，坚持继承与发展相结合的原则。船舶避碰研究取得了许多成果，其中一些研究成果已基本得到了公认，例如船舶领域、紧迫局面的概念等。因此，本文是在总结前人工作的基础上，提出一些自己的观点和看法。
图2-2航向交叉角和舷角
根据《1972年国际海上避碰规则》和航行灯的水平光弧及能见距离【9】，会遇可分为对遇、交叉相遇和追越三种类型，但对应每类又有不同的会遇状态，考虑海员通常做法，对碰撞态势一般可分为以下几类：
1）对遇局面
当两艘机动船在相反的或接近相反的航向上相遇致有构成碰撞危险时的局面，称之为对遇局面。即Q≤5°，且ΔC在174°～186°之间，
船舶安全会遇距离与船舶领域有密切联系的概念，它以船舶领域为基础，考虑了领域边界模糊和船舶观测设备的观测误差。一般认为Goodwin的观测最适宜于海上【8】。其观测结果为：对于本船右舷0°～112.5°的来船，安全会遇距离设为0.85nmile；对于112.5°～247.5°的来船，安全会遇距离设为0.45nmile；对于247.5°～360°的来船，安全会遇距离设为0.70nmile。
基于ECDIS的舰船机动智能决策支持系统的研究
船舶的智能机动， 主要 是 随着 对 船舶 避 碰 （ 避 免船 舶碰撞 和 搁 浅 触 礁 ） 研 究 产 生 和 发 展 的． 的 西
１ 系统 的结构
智 能决 策 支 持 系 统 （ Ｄ Ｓ 是 决 策 支 持 系 统 ＩＳ ）
方从 ２ 纪五 六 十 年代 起 就 开 始 了避 碰 几 何 方 面 ０世
第 ｌ ９卷 第 ２ 期
２０】１年 ６ 月
广州 航 海 高等 专科 学 校 学 报
Ｊ ＯＵＲＮ Ｆ ＧＵ ＡＬ Ｏ ＡＮＧ ＨＯ Ｚ Ｕ ＭＡＲ Ｔ ＭＥ Ｃ Ｌ ＧＥ ＩＩ Ｅ ＯＬ
Ｖ０ ． ９ Ｎ０ ２ １ １ ．
Ｊｎ ０ Ｉ ａ ．２ １
基 于 Ｅ ＤＳ的舰 船机 动 智 能决 策支 持 系统 的研 究 ＣＩ
陈 亮 杨 勤 ，
（ ． 军 兵 种 指 挥 学 院 研 究 生 队 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ；． 军 兵 种 指 挥 学 院 训 练 部 ， 东 广州 ５ ０ ３ ） １海 广 １４ ０ ２ 海 广 １４ ０
摘
要 ： 对舰 船 的特 点 ， 出了一 种基 于 Ｅ Ｄ Ｓ的舰 船 机动 智 能决 策支持 系统 的研 究新 思路 ． 针 提 ＣＩ 本
成 了本 系统 ． 系统 结构 如 图 １所示 ．
基 于 Ｅ Ｄ Ｓ的舰船 机 动智 能 决策 支持 系 统 ， ＣＩ 是
将决 策所 需 的信 息 以 数 值 的 形 式 储 存 在 电 子 海 图
上， 这些 信息 包括 海 图信 息 （ 深 和 地质 数 据 、 海 水 航 危 险物数 据 、 助航 标 志 数 据 等 ） 航 行 信 息 （ 船 的 、 本 位置、 向、 速等） 航 航 和雷达 目标 信 息 （ 目标 的航 向、 航 速 、 位 、 离 ） 以 Ｅ Ｄ Ｓ作 为 信 息决 策 的基 础 方 距 ． ＣＩ 平 台 ， 系统 主要 完 成 占领 阵 位 和 规 避 敌舰 袭 击 等 本
浅析GIS在船舶避碰决策中的应用
浅析GIS在船舶避碰决策中的应用摘要：随着现代航运业的发展，船舶的大型化、高速化日益明显，在海上航行的船舶会遇时，须分析会遇海域内其他船舶的航行动态、水文、气象、管理规定等多方面因素来决定避碰策略。
目前船舶装备的现代导助航设备主要包括雷达、GPS、船载AIS、ECDIS等电子仪器，这在一定程度上大大减小的了船舶驾驶员的工作强度。
GIS在船舶避碰中的应用将进一步帮助船舶驾驶员确定船舶会遇时的有效避碰策略，保障海上船舶的航行安全，同时也提高了航运企业的运营效率。
Abstract: With the development of modern shipping industry, the ship's large-scale, high-speed has become increasingly evident.When the ships encounter at sea, the following factors in the encountered area should be analyzed to determine strategy for preventing collision,such as the states of other ships,hydrology, meteorology, regulations and so on.The current navigational equipments equipped in ships mainly include radar, GPS, AIS, ECDIS and other electronic equipments,which greatly reducing the work intensity of the crew. Application of GIS in ship collision preventation will further help the drivers to determine the effective strategies for preventing collision when the ships will encounter,in which way can protect the safety of navigation of ships at sea,as well as improve the operational efficiency of shipping enterprises.关键词：GIS 避碰航行安全0 引言随着信息技术和计算机技术在航海上的大范围应用，智能航海也越来越多的成为现代科技工作者的研究方向，通过研究船舶智能避碰系统来选择船舶会遇局面下的最优避碰方案，可大幅度提高船舶避碰时的操船效率，保证航行的安全。
基于ECDIS系统和AIS系统的船舶避碰辅助决策系统的研究
ＸＩ ＮＧ ｕｎ ｇ ｎ Ｃｈ — ｕａ ｇ， Ｗ ＡＮＧ ｉ Ｚｈ
关 键词 ： Ｅ Ｄ Ｓ Ｉ ； 碰 辅 助 ；安 全会遇 距 离 ； 形搜 索区域 Ｃ Ｉ ；Ａ Ｓ 避 矩 中图分 类号 ： Ｕ ６ ． ；Ｕ ７ ．６ ６ ６ １ ６ ５９ 文 献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： １ ７ ７ ４ （ ０ ８ ０ ０ １ ０ ＤＯＩ１ ． ４ ４ ｊｉ ｎ １７ ７ ４ ． ０ ８ ０ ．２ ６ ２— ６ ９ ２ ０ ） ３— １ １— ４ ：０ ３ ０ ／．ｓ ． ６ ２— ６ ９ ２ ０ ． ３ ０ １ ｓ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ｎ ｎｏｍａ ｏ ，ｉｎ ｓ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， Ｓ ｈｏ ｅｔ ｎ ｓａ ｄＩｆｒ ｔ ｎ Ｊ ｇｕ Ｕ ｉｅｓｙ ｆ ｉ ｅａｄＴ ｃ ｎｌ ｙ ｏＥ ｒ ｃ ｉ ａ ｉ Ｓ ｎ ｏ Ｚ ｅｊ ｎ １ ０ ３ Ｃ ｉａ ｈ ｎｉ ｇ２ ２ ０ ， ｈ ） ａ ｎ Ａ ｓ ａ ｔ Ｕ ｉｇｅｅｔ ｎｃｃ ａｔ ｉ ｌ ｎ ｆ ｍ ｔ ｎｓｓ ｍ（ Ｃ Ｉ ） ｎ ｕｏ ａｉ ｉｅ ｔ ｃ ｔ ｎ ｂ ｔ ｃ ： ｓ ｌ ｒ ｉ ｈ ｒ ｄｓ ａ ａ ｄｉ ｏ ａ ｏ ｙｔ Ｅ Ｄ Ｓ ａ ｄａ ｔｍ ｔ ｎｉ ａ ｏ ｒ ｎ ｃｏ ｐｙ ｎｒ ｉ ｅ ｃｄ ｆ ｉ ｉ ｓｓ ｍ（ Ｉ） ｓ ｒ ｉｌ ｒｓｕｃ ｆ ｔ ｉ ａ ｄｄ ｎ ｍ ｃｉｆｒ ｔ ｎａ ｄｂ ｓｄｏ ｅＩｔ ｎｔ ｎ ｌ ｅ ｕａ ｙｔ Ａ Ｓ ａ ｃｅ ｂｅ ｅｏｒｅｏ ａ ｃ ｎ ｙ ａ ｉ ｎｏｍａ ｏ ｎ ａｅ ｎｔ ｎｅ ａ ｏ ａ Ｒ ｇ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｉ ｈ ｒ ｉ —
基于动力定位系统的船舶自动避碰技术研究
基于动力定位系统的船舶自动避碰技术研究概述：船舶自动避碰技术是近年来航海领域发展迅猛的一个重要研究领域。
基于动力定位系统的船舶自动避碰技术通过利用船舶自身的动力定位能力，结合先进的导航与遥感技术，以及智能决策系统，实现船舶避碰的自动化和智能化。
本文将从动力定位系统的原理和船舶自动避碰技术的研究现状出发，详细介绍该技术的工作原理、关键技术以及应用前景。
一、动力定位系统的原理动力定位系统是现代航海技术的重要组成部分之一，其基本原理是通过船舶上的推进器、舵和转向设备等，通过实时控制使船舶能在海洋水域内以自动控制的方式维持特定的位置和航向。
动力定位系统利用了多种传感器和先进的计算装置，通过计算船舶的位置、航向、速度等状态信息，并通过外部参考物的信息来实现位置和航向的控制。
二、船舶自动避碰技术的研究现状船舶自动避碰技术是航海领域的研究热点之一，其主要目标是提高船舶的安全性和自动化程度。
当前的船舶避碰主要依靠船长和船员的经验与判断，但这种人工决策存在主观性强、反应时间长以及人为疏忽等问题。
因此，开发一种能够自动避开与其他船舶的碰撞风险的技术是一个重要的研究方向。
目前，船舶自动避碰技术主要包括基于雷达图像处理的目标检测与跟踪、基于自动识别系统的船舶识别与辨别以及基于动力定位系统的自动避碰决策与控制等三个方面。
三、基于动力定位系统的船舶自动避碰技术的工作原理基于动力定位系统的船舶自动避碰技术是指通过船舶上的传感器和相应的计算装置，收集并处理周围环境的信息，实时评估附近船舶的风险，并根据风险评估结果，通过控制推进器、舵和转向设备等，实现船舶的自动避碰。
该技术的工作原理主要包括环境感知、风险评估和路径规划三个主要步骤。
首先，通过船舶上的雷达、相机和其他传感器，获取船舶周围的环境信息，包括其他船舶的位置、航向、速度等。
然后，将这些信息输入到智能决策系统中，对可能产生风险的船舶进行识别和跟踪，评估其与船舶的相对运动状态，并计算出相应的碰撞风险。
航海专业论文电子海图信息系统( ecdis)的发展及应用
电子海图信息系统( ECDIS)的发展及应用[摘要] 电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达／ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命，可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度，对航运相关行业带来了深远的影响。
本文简单介绍ECDIS系统和ECDIS的发展现状与趋势，结合实际重点研究ECDIS在船上的实际应用。
[关键词] ECDIS 航海安全技术发展现状实际应用Development and application of electronic chart display and information system[abstract]Electronic chart display and information system is considered to be a Great technology revolution after radar/ARPA on navigation of the ship. it can be said that the navigation safety technology to a new height, the shipping industry has brought the profound influence.The paper simply introduces the ECDIS system and the present situation and the tendency of the development of ECDIS, combined with the actual focus on ECDIS practical application in the ship.[keyword]ECDIS Maritime security technology the tendency of the development The practical application目录引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 第1章 ECDIS 系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.1 ECDIS的由来．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.2 ECDIS的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3 ECDIS的功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 第2章ECDIS的发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.1 ECDIS现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.2 ECDIS的发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.3 E_Navigation环境下ECDIS发展研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.4 国际海事组织IMO对ECDIS发展的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 第3章 ECDIS的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1 ECDIS在船舶航行中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.2 ECDIS在港口引航的应用研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 第4章 ECDIS潜在的风险与控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4.1 ECDIS潜在的风险．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4.2化解潜在风险的对策．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 致谢语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23引言电子海图显示信息系统(Electronic ChartDisplay Information System，ECDIS)是在综合导航系统的设计理念基础上逐步发展起来的一种智能化海图，解决了在传统纸质海图上定位而产生的船位获取滞后的问题，可以自动地将即时船位显示在海图上。
电子海图(ECDIS)的应用与发展
电子海图（ECDIS）的应用与发展作者：沈毅强来源：《航海》2015年第06期摘要：作为现代船舶航行的重要设备电子海图（ECDIS）已经开始了强制安装和实施，本文通过对电子海图（ECDIS）的介绍，发展历程，规范要求，优缺点比较以及未来展望，全面阐述了电子海图在现代航运中的重要性，为将来从事该行业相关业务积累宝贵的经验。
关键词：电子海图系统组成系统应用系统优缺点未来展望1 电子海图（ECDIS）基本介绍1.1什么是电子海图（ECDIS）电子海图（ECDIS）全称名为：电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information System）（以下简称：电子海图），是一种符合IMO要求的，可以有选择地显示电子航行海图中的信息以及从航行传感器获得的各类信息，通过其处理单元进行综合处理和显示，以帮助航海人员进行航线设计和航路监视，并能按要求显示其他与航海相关补充信息的信息系统。
1.2电子海图系统的组成电子海图系统是船舶驾驶台中各种传感器数据综合处理显示平台（如图1），而其设备本身由硬件和软件两部分组成。
电子海图通过将船上雷达（Radar）、计程仪（Speed Doppler Log），全球定位系统（GPS），电罗经（Gyro），船舶自动识别系统（AIS），航行警告系统（NAVTEX），测深仪（Echo Sounder），航行数据记录仪（VDR），自动舵（Auto Pilot）等其他各类信息进行收集并综合处理，显示在电子海图设备上。
电子海图设备本身就如同一台经过特殊定制的计算机，由显示器、处理单元、键盘，鼠标及各类外接设备，如USB端口、打印机等组成。
而系统内部则运行一套符合IMO规范要求的电子海图软件系统，将收集到的各类数据以及ENC（电子海图数据）综合处理后显示在设备显示器上（如图2）供航海人员参考使用。
1.3电子海图软件系统电子海图设备的核心是其系统软件的设计和功能，一般来说一套标准符合IMO规范要求的电子海图软件主要由以下几个功能模块组成：1.3.1电子海图数据处理及显示模块该模块包含有ENC向SENC转换，海图自动和手动改正、海图符号库管理、图库管理，海图要素分类及编码机制管理等功能。
船舶避碰自动化关键技术
研究结论
船舶避碰自动化技术可以有效提 高船舶航行的安全性，减少碰撞
事故的发生。
船舶避碰自动化技术的关键技术 包括船舶自动识别系统（AIS） 、雷达/激光雷达技术、计算机视
觉技术、人工智能算法等。
船舶避碰自动化技术的研究和应 用已经取得了显著的进展，但仍 存在一些挑战和问题需要进一步
研究和解决。
增强执行器响应速度与精度
总结词
执行器的响应速度和精度直接影响到船舶避碰的效果， 因此，增强执行器的性能是实现船舶避碰自动化的必要 条件。
详细描述
采用高精度的舵机和推进器等设备，可以增加执行器的 响应速度和精度。此外，通过优化控制算法，可以更好 地协调执行器的工作，提高整体避碰效果。
跨学科合作与创新
重要性
船舶避碰是保障船舶安全航行的关键因素之一，特别是在复杂的航道和恶劣的 天气条件下，有效的船舶避碰能够显著降低船舶碰撞事故的发生率。
船舶避碰自动化技术的现状与发展
要点一
现状
要点二
发展
随着自动化技术和人工智能的不断发展，船舶避碰自 动化技术也取得了长足的进步。现有的船舶避碰自动 化技术主要包括雷达/激光雷达避碰、声纳避碰、视觉 避碰等多种手段。
源开发、海洋环境保护等。
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执行器与控制系统
舵机执行器
通过舵机执行器实现船舶的转 向操作，根据路径规划算法得 到的避碰路径，控制舵机执行
器进行相应的转向操作。
发动机控制系统
根据路径规划算法得到的航速要求 ，控制船舶发动机的转速，实现船 舶的加减速操作。
综合控制系统
将感知与识别技术、决策与规划技 术、执行器与控制系统进行综合控 制，实现船舶避碰自动化的整体协 调与控制。
船舶自动避碰决策系统的研究
船舶自动避碰决策系统的研究随着全球航运的快速发展，船舶碰撞事故的发生率也在逐年上升。
为了避免船舶碰撞，提高船舶航行安全性，船舶自动避碰决策系统的研究变得越来越重要。
本文旨在探讨船舶自动避碰决策系统的原理、设计和实现方法，以及在航运领域的应用前景和未来发展趋势。
船舶避碰问题是指船舶在航行过程中如何避免与其他船舶或障碍物相撞的问题。
船舶碰撞会带来严重的人员伤亡和财产损失，因此提高船舶航行的安全性至关重要。
智能避碰系统是利用现代计算机技术和传感器技术，对船舶周围的障碍物和其它船舶进行实时监测和预警，以避免碰撞。
而船舶自动避碰决策系统则是智能避碰系统的高级阶段，可以通过对数据的分析和处理，自动生成避碰决策方案，提高船舶航行的安全性和效率。
船舶自动避碰决策系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括传感器、中央处理器、通信装置等，用于实时监测船舶周围的环境，并将采集的数据传输至中央处理器进行处理。
软件部分则包括算法库、数据库和用户界面等，用于实现对数据的分析和处理，自动生成避碰决策方案，并为用户提供可视化界面。
该系统的原理是基于船舶运动学和碰撞避免原理，通过分析船舶之间的相对运动和距离，判断是否存在碰撞危险。
如果存在危险，系统会自动生成避碰决策方案，包括改变航速、转向等措施，以避免碰撞。
同时，系统还可以根据船舶的航行计划和周围环境信息，预测未来的碰撞风险，提早采取措施，提高航行的安全性和效率。
船舶自动避碰决策系统的优点主要表现在以下几个方面。
该系统可以实时监测船舶周围环境，及时发现潜在的碰撞危险，并自动采取措施避免碰撞。
系统可以根据船舶的航行计划和周围环境信息，预测未来的碰撞风险，提早采取措施，提高航行的安全性和效率。
该系统还可以为用户提供可视化界面，方便用户对系统进行监控和操作。
然而，船舶自动避碰决策系统也存在一些缺点。
系统的硬件和软件设备需要投入大量资金，对于一些小型航运公司而言，可能会增加经济负担。
基于ECDIS的舰船避碰智能决策支持系统
随着ECDIS的不断发展和日臻完善，避碰决策所需的信息均可以以数字化形式存储在ECDIS上，这些信息包括海图信息（水深和地质数据、航海危险物数据、助航标志数据等）、航行信息（本船的位置、航向、航速等）和雷达目标信息（目标的航向、航速、方位、距离、DCPA和TCPA等）。因此，ECDIS可以作为信息决策所需的基础平台。
10. 判断本船的行动是否可以避免碰撞并不至于发生另一个紧迫局面；如果行动可行，则执行下一步，否则返回第9步；
11. 执行避让行动，完成一次避让机动。
五、结束语
由于ECDIS提供了智能避碰决策所需的信息基础平台，使得有可能在ECDIS上开发智能避碰决策支持系统，并使它成为综合导航系统的一部分，实时辅助舰船长在各种情况下进行避让决策。
Key Words: Electronic Chart Display and Information System, Ship Collision Avoidance, Collision Avoidance Expert System, Intelligent Collision Avoidance Decision Support System
基于ECDIS的舰船避碰智能决策支持系统
施平安1 何立居2
(1.海军兵种指挥学院 航行与操纵教研室 广东广州 510431 2.广州航海高等专科学校 广东广州 510725)
摘要：ECDIS的出现和普及必将对舰船避碰智能化的实现途径方面产生重大影响。本文尝试对电子海图对避碰智能决策系统研究方面可能带来的新趋势进行一些探讨，并提出基于ECDIS的舰船避碰智能决策支持系统的研究新思路。
7. 调用模型库中的"本船操纵性模型"和"航线安全性评估模型"，判断本船预采取行动是否能够安全避过其他目标和附近的航海危险物；如果行动可行，则执行下一步，否则返回第6步；
浅析AIS在船舶航行及避碰中的应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2022年6月上 83浅析AIS在船舶航行及避碰中的应用赵林娟 王俊荣 井彦达 中海油信息科技有限公司天津分公司 天津 300452摘 要 所有的港口都需要通过交管中心来完成船舶的管理，以保证航运的安全。
船舶会通过雷达来接收交管中心的信号，对航行中遇到的海上船只和物标、海底航标等进行判断。
目前船舶自动识别系统（AIS）的应用可以有效解决雷达观测的不足及存在的问题，因此，本文就AIS技术在船舶航行及避碰中的应用加以论述。
关键词 AIS；船舶航行；避碰；应用Brief Analysis of Application of AIS in Ship Navigation and Collision Avoidance Zhao Lin-juan, Wang Jun-rong, Jing Yan-daCNOOC Information Technology Co., Ltd. Tianjin Branch, Tianjin 300452, ChinaAbstract All ports need to complete the management of ships through the traffic control center, so as to ensure the safety of shipping. The ship will receive the signal of the traffic control center through the radar, and judge the ships and objects at sea and the seabed navigation marks encountered during the voyage. At present, the application of ship automatic identification system (AIS) can effectively solve the insufficiency and existing problems of radar observation. Therefore, this article discusses the application of AIS technology in ship navigation and collision avoidance.Key words AIS; ship navigation; collision avoidance; application引言虽然近年来我国的航海业发展较快，但是由于航海过程中的干扰因素较多，我国船舶在航海中出现碰撞事故的情况还是偶有发生，给国家和人民的生命安全造成了很大伤害，经济财产也造成了很大损失。
ECDIS在航行避碰中的应用
0 引言ECDIS是一种新型的助航系统，近几年来被广泛地运用于船舶，以其在许多方面的优越性为船舶的航行提供了有力的安全保障。
ECDIS是在纸质海图的基础上将其数字化，但ECDIS并不是单纯地将纸质海图直接复制到屏幕上，它具有独特的数据结构能够使海图上显示的信息与实际的地理信息建立起一一对应的关系。
随着高精度GPS和差分GPS的投入运营，ECDIS已经成为一种实时的避碰辅助设备，被认为是继雷达/ARPA之后，在船舶导航方面掀起的一场革命。
1 概述ECDIS是以计算机为核心，以符合S-57标准的电子航海图为基础，接收来自多种外部传感器的数据信息，最后将所需信息在系统终端设备上进行输出的一种系统工具。
ECDIS 为船舶驾驶员提供航行所需的各种信息资料，它不但可以精确的显示海图要素，还可以在总体上反映船舶的运行状态，如：本船的船位、航向、航速、CPA、TCPA等一些动态信息，是对于船舶在海上航行时一种非常可靠有用的助航系统。
在ECDIS中，计算、图形处理等工作都是由它的核心部分计算机来进行；外部传感器主要包括：GPS、罗经、声纳、计程仪等，用来获得各种ECDIS所需的信息；系统终端设备用来显示、输出各种海图数据信息以及船舶工作人员操作所用的菜单，主要包括：显示器、打印机等。
2 ECDIS在船舶避碰中的应用ECDIS在现代船舶中的应用极为广泛，几乎所有船舶上都配备有ECDIS。
它的主要作用就是可以有效防止船舶发生避碰事故，避免造成无法挽救的局面。
2.1 ECDIS在海上避碰中的应用2.1.1 制定海上航行计划使用ECDIS设备可以使海上航行计划的制定变得简单方便，驾驶人员可以快速地形成、修改和提取关于转向点和航线库的数据，同时可以根据这些详细的数据进行转向点和航线的选择，提高了工作的效率和质量。
2.1.2 航线监视和报警ECDIS能将来自GPS、ARPA、测速仪等各种传感器的测量数据以不断更新的矢量显示在相关的电子海图上，让航海人员对船舶当前的状态与计划航线的关系了如指掌。
基于新航海技术的船舶避碰自动化探讨
基于新航海技术的船舶避碰自动化探讨摘要：文章以基于新航海技术的船舶避碰自动化探讨为题展开论述。
首先，在概述环节中，介绍了航海自动化系统的基本构成与功能。
然后，分析了在航海自动化中，船舶避碰自动化的现状，以及存在的问题。
在此基础上，结合多年的相关经验，探讨了新航海技术在船舶自动避碰中的具体应用。
希望可以解决在船舶避碰中存在的问题，不断提高船舶避碰自动化的水平，满足我国航海事业的快速、稳定，以及可持续发展。
关键词：新航海技术；船舶；避碰；自动化；分析近年来，我国航海事业取得了较快的发展。
然而，受到各种因素的影响，船舶碰撞事件屡屡发生，造成了重大的伤亡，损失惨重。
除此之外，也使海洋污染的程度加重。
相关调查显示，人为因素是造成船舶碰撞事件的主要原因。
包括：没有对船位进行准确校核，航路安排航线设计不合理，值班人员责任缺失等。
然而，要彻底规避人为因素，显然是不现实的。
因此，在未来的航海中，必须实现船舶避碰的自动化。
那么，航海自动化系统的功能是什么呢?下面在概述部分中详细论述。
1概述当前，在计算机、海洋科技、航空航天等高新技术的支持下，快速推进了船舶自动化的应用进程。
船舶自动化系统由三个部分组成，分别是航海自动化系统、机舱自动化系统和船体自动化系统。
其中，最关键的部分是航海自动化系统。
l_1航海自动化系统的构成与功能根据不同的功能，在航海自动化系统下，又分成多个控制系统。
包括：最佳航线编制系统、航向自动控制系统、自动定位系统、自动避碰系统和综合航行管理系统等。
具体来讲，在最佳航线编制系统中，主要是为了满足运输任务、环境条件和船舶情况等，进而制定出的最佳航线，该航线在安全性、可靠性方面的要求很高。
在此基础上，更加准确的把握船位、航向、航速、风向、风速、航程及其它参考输入量等。
在航向自动控制系统中，是对整个船舶的航行动态进行监控，使船舶能按照预定的航向来航行，并且实现自动操舵转向。
在定位系统中，可以快速、实时和准确的获得船位。
浅析GIS在船舶避碰决策中的应用
浅析GIS在船舶避碰决策中的应用摘要：随着现代航运业的发展，船舶的大型化、高速化日益明显，在海上航行的船舶会遇时，须分析会遇海域内其他船舶的航行动态、水文、气象、管理规定等多方面因素来决定避碰策略。
目前船舶装备的现代导助航设备主要包括雷达、GPS、船载AIS、ECDIS等电子仪器，这在一定程度上大大减小的了船舶驾驶员的工作强度。
GIS在船舶避碰中的应用将进一步帮助船舶驾驶员确定船舶会遇时的有效避碰策略，保障海上船舶的航行安全，同时也提高了航运企业的运营效率。
Abstract: With the development of modern shipping industry, the ship's large-scale, high-speed has become increasingly evident.When the ships encounter at sea, the following factors in the encountered area should be analyzed to determine strategy for preventing collision,such as the states of other ships,hydrology, meteorology, regulations and so on.The current navigational equipments equipped in ships mainly include radar, GPS, AIS, ECDIS and other electronic equipments,which greatly reducing the work intensity of the crew. Application of GIS in ship collision preventation will further help the drivers to determine the effective strategies for preventing collision when the ships will encounter,in which way can protect the safety of navigation of ships at sea,as well as improve the operational efficiency of shipping enterprises.关键词：GIS 避碰航行安全0 引言随着信息技术和计算机技术在航海上的大范围应用，智能航海也越来越多的成为现代科技工作者的研究方向，通过研究船舶智能避碰系统来选择船舶会遇局面下的最优避碰方案，可大幅度提高船舶避碰时的操船效率，保证航行的安全。
ECDIS应用和注意事项
ECDIS应用和注意事项香港明华船务有限公司船长:武海生一.概述长久以来，航海人员对驾驶台海图桌上的纸质海图，一套圆规和分规，一套平行尺都非常地熟悉和亲切。
但随着ECDIS（电子海图显示与信息系统）的应用和STCW马尼拉修正案的实施，采取屏幕上显示电子海图的导航方式已成为现在的发展趋势。
ECDIS被称为自雷达发明以来在船舶导航方面的最大的技术革新。
它的智能化功能将在保障航行安全和提高操纵船舶的工作效率方面发挥更显著作用。
虽然STCW中驾驶员职责的规定未作改变，但对于ECDIS 作为首要导航方式的船上，驾驶员还需详细了解使用ECDIS导航的特性，应时刻警觉过分倚赖ECDIS的风险，尤其缺乏对ECDIS的熟悉而不能充分应用的潜在风险。
二.ECDIS 培训AMSA MARINE NOTICE 11/2012 和STCW.7/CIRC.18 对ECDIS培训都给出了较为详细的要求。
1．GENERIC TRAINING通用培训一些国家海事机构（AMSA，MPA等）规定驾驶员应完成基于IMO MODEL COURSE 1.27的课程（最低40小时）的培训并取得通用培训证书。
但中国海事局过渡期培训安排的ECDIS培训仅为16小时（最少学时），且没有单独的通用证书签发。
外国检查官对此容易产生质疑，造成检查中的不便。
故在检查中驾驶员应避免提及培训时间，可向检查官解释，取得中国海事局签发的11规则适任证书即证明完成了ECDIS通用培训。
2．FAMILARISATION TRAINING/TYPE SPECIFIC TRAINING 特定培训根据STCW.7/Circ18及ISM规则相关要求，所有驾驶员应完成船上安装特定型号ECDIS的相关培训。
课程安排和师资由ECDIS设备厂家认可，评估测试合格后，厂家签发特定证书（由船旗国决定是否由厂家签发证书，中国海事局目前没有规定）。
目前此种培训两种方式：SHORE BASED TRAINING和COMPUTER BASED TRAINING,前者岸上厂家认可的培训机构完成培训，评估考试合格后并签发证书，后者可在电脑上完成厂家的相关培训，评估考试合格后并签发证书。
利用雷达和电子海图AIS的BCR、BCT来避碰
利用雷达和电子海图AIS的BCR、BCT来避碰
沈建云
【期刊名称】《航海》
【年(卷),期】2015(0)2
【摘要】现代航海技术已经得到广泛应用并保持持续发展，如雷达 ARPA、AIS、ECDIS的综合应用，船舶避碰通常是通过 DCPA、TCPA来判断危险的紧迫程度。
近年来，为了适应船舶在狭水道、港口等密集水域航行，提出了 BCR（BOW CROSS RANGE）、BCT(BOW CROSS TIME)的概念，为船舶在狭水道和密集水
域精确避让提供了可靠的数据。
本文主要介绍利用ECDIS可视的DCPA、BCR点，参考TCPA、BCT来采取避碰。
【总页数】4页(P55-58)
【作者】沈建云
【作者单位】深圳港引航站深圳福田 518031
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于电子海图的船舶避碰技术的研究
2.浅析AIS、电子海图和导航雷达信息融合
3.基于AIS和雷达的避碰系统在海洋石油平台中的应用
4.基于雷达、AIS的船舶避碰若干问题的思考
5.电子海图在综合船桥系统避碰技术的应用研究
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第17卷 第1期 中 国 水 运 Vol.17 No.1 2017年 1月 China Water Transport January 2017
收稿日期：2016-11-15
作者简介：苑 冰，宁波大港引航有限公司。
ECDIS 在船舶避碰系统中的应用研究
苑 冰
（宁波大港引航有限公司，浙江 宁波 315040）
摘 要：作为检测和识别船只的主要设备，雷达对在海上航行的船只的重要性不言而喻。
但是另一方面，雷达的效果也受到了多种因素的影响，往往难以达到预期的效果。
随着科技的发展，电子海图技术应运而生，为船只的安全航行提供了新的保障。
本文将简述ECDIS 的由来及发展，基于船舶避碰系统的实现流程进行了两船会遇情景的模拟仿真实验，希望对ECDIS 的推广运用有所裨益。
关键词：ECDIS；船舶；避碰系统；模拟仿真
中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）01-0076-02
一、ECDIS 的由来及发展
电子海图的发展大致经历了三个阶段：
第一阶段：纸质海图等同物。
随着全球贸易的进一步发展 ，海上贸易也进入了繁荣时期，为了航行的便利，不少船只开始尝试将纸质海图导入电脑中，利用电脑程序模拟进行海图作业。
第二阶段：电子海图功能的进一步丰富。
传统的电子海图的功能已经渐渐难以满足大航海时代的需求，电子海图的功能开始得到了进一步的丰富，船位、航线、航次计划等信息开始被加入电子海图，成为了当前船只航行的主要辅助工具。
第三阶段：航行信息系统。
如今的船只航行面临的情况更加复杂多变，对于电子海图进行组合式、集成式的开发成为了航行信息系统出现的初衷。
多功能船用电子海图系统开始被人们所接受，这样的航行信息系统同时与雷达、定位仪、计程仪等各种航行设备接驳，实现了一体化操作，极大地方便了航运。
而ECDIS 系统则是对于航行信息系统的进一步延伸和发展，自国际海事组织（IMO）和国际海道测量组织（IHO）提出ECDIS 系统的框架以来，历经十余年的发展，ECDIS 的各类规范和标准不断地建立、更新和完善[1]。
目前ECDIS 面临的最大问题在于覆盖度还不够大，无法为国际航行提供可靠的辅助，另一方面海图的改正服务网络也有待进一步的完善。
但是凭借对于高精度定位系统、雷达避碰系统、船舶通信系统、车舵控制系统等的集成，ECDIS 已经显现出了巨大的潜力，凭借其智能导航，船舶可以以最经济的方式航行在最优航路上，有效节约航行的成本，同时降低航运中的各种风险。
二、ECDIS 在船舶避碰系统中的应用 1．船舶避碰系统的实现流程
在ECDIS 中，降低船舶的避碰风险的实现主要包含以下几个步骤：
步骤一：通过雷达以及其他辅助手段定位周边的船只信息，了解周边船只的分布情况，即 AIS 信息；
步骤二：将所有接收到的船只的AIS 信息进行处理后存储在本船只的数据库中，并且做到实时更新；
步骤三：根据收集到的其他船只的信息，结合本船只的航行情况，了解船只之间的会遇态势，计算船舶之间发生碰撞的几率，从而制定安全行驶的路线；
步骤四：判断有没有更改航线的必要，若没有必要，则不进行任何操作；
步骤五：若综合计算船只之间的航行情况后发现船只之间有较大的碰撞几率，则立即给出最优的规避碰撞的建议，提醒航行者注意；
步骤六：在 ECDIS 中显示最佳的航行路线，直至船只碰撞风险消除[2]。
图1 船舶避碰系统的实现过程
2．ECDIS 在船舶避碰系统中的实现
上文已经提到过，在ECDIS 系统中若要实现安全航行，船只本身要不断收集其他船只的AIS 信息进行分析处理和储
第1期 苑 冰：ECDIS 在船舶避碰系统中的应用研究 77
存，然后基于船只之间的距离数据、船只的航行方向、航行速度等数据来计算两艘船只之间的碰撞趋势和碰撞风险，如果有较大的碰撞风险，则立即启用粒子群优化算法计算最合理的规避路线，提醒驾驶者注意[3]。
因而在笔者设计的方针程序中，程序会显示其他船只的运行情况，这一功能主要是通过AIS 设置对话框来实现的。
在AIS 设置对话框中可以设置本船的监控范围，只要进入监控范围内的船只都可以进行跟踪和预警，如图所示。
此外还可以设置报警的最小范围，这一范围是被动触发的，只要系统判断目标船对本船构成了威胁就会立即预警，直到目标船只与本船只保持足够的安全距离。
为了保证系统的准确性，对话框中还设置了测试选项，可以在航行前进行测试，
确保系统运行正常。
图2 船舶避碰系统的跟踪、报警对话框
本文中的模拟是基于能见度良好，无不良天气情况影响、船只本身无故障、船舶操纵者水平较好的情况下，假定目标船只进入了监测范围，并且以恒定速度航行，无改变航向的趋势，在两船即将相遇时的情况。
本船只的信息由计算机自动输入，目标船只的信息由探测处理AIS 信息后自动输入，得到如图3
所示的计算结果。
图3 两船模拟仿真会遇信息
在获取了两方船只的航行及定位信息后，点击“避碰分析”按钮，系统开始运算粒子群优化算法，得到消除碰撞风险，安全航行的航线，如图4
所示。
图4 系统避碰决策建议
若船只操作者依照系统推荐的航线航行，则在 ECDIS 中，本船的计划避碰航线如图5
所示。
图5 本船计划避碰航线示意图
由图5的计算结果可见，目标船只与本船只的航线交叉，双方存在较大的碰撞风险，在对方船只不改变航向的情况下，ECDIS 系统设计的最优规避路线是在001处改变航向，而后航行1.6298 n mile，此时目标船只与本船只已经解除了碰撞风险，可在002处再次改变航向，向003行驶2.3596n mile 后二次改变航向，即可回归最初的行驶路线。
按照计算只需要航行27.7031min 就可回归原本规划的最佳航线。
三、结语
在海上贸易呈现井喷式发展的今天，各种船只碰撞事故也是层出不穷，带来了巨大经济损失甚至人员伤亡。
而ECDIS 的出现则为海上船舶碰撞事故提供了有效的规避手段，相信随着时代发展，ECDIS 必将迎来跨越式的发展，在海上贸易中发挥出巨大的作用。
参考文献
[1] 邵哲平，孙腾达，潘家财等.基于ECDIS 和AIS 的船舶综
合信息服务系统的开发[J].中国航海，2007，（2）：30-33.
[2] 王孝通，王浣尘，梁开龙等.电子海图高速显示的数据结
构[J].测绘学报，1999，（28）：81-85.
[3] 周建文，杨神化，索永峰等.ECDIS 模拟器实训的智能评
估模型与系统实现[J].中国航海，2014，（37）：1-4.。