船舶避碰辅助转舵系统的设计与实现

２ 武汉船 舶职 业技 术 学院 电子 电气工程 系 ， 北 武 汉 ． 湖
摘 要
分 析 避 碰 规 则 ， 据 不 同会 遇 局 面选 择 不 同转 舵 方 案 ， 软件 的 形 式 与 舵 机 相 连 ， 驾 驶 员 在 避 碰 过 程 中 的 误 根 以 对
操 作 行 为报 警 ， 以默 认 的 转 舵 方 向和 舵 角 代 替 驾 驶 员 实 施 避 碰 决 策 。 并 关键 词 船 舶 避 碰 ； 舶 会 遇 ； 助 转 舵 船 辅
则 》 以下 简称《 （ 规则 》 中第二 章第 二节“ ） 船舶 在互
见 中 的 行 动 规 则 ” 内容 ］ 的 。 航 向交叉 角 Ａ 定 义 ： Ｃ 目标 船 航 向 Ｃ 与 本 船 ｔ
航 向 Ｃｏ差 ， ＡＣ＝ Ｃｔ Ｃｏ 即 — 。
的影 响 。 英 国 交 通 部 门 （１ ９ ）曾 估 算 ９ ％ 的 船 ９１ ６ 舶 碰 撞 事 故 中 都 有 人 为 因 素 的 影 响 。依 据 交 通 部 《 舶 交 通 事 故 统 计 规 则 》分 别 对 黄 石 长 江 大 桥 、 船 ， 武汉 长 江大 桥 、 汉 长 江 二 桥 在 １９ 武 ９ ７年 ～ ２ ０ ０２
图 １ 船 舶 会 遇 局 面
２ ）右 舷 小 角 度 交 叉 ： 目标 ５≤ Ｑ≤ ４ 。 。 ５ ，且
ＡＣ 在 １ ６ ～２ Ｏ 之 间 。 ８ 。 ｌ。
以及 对驾驶 员错 误操 作校 正 的研究 对保 障船舶 航
行 安 全 起 到 一 定 作 用 。避 碰 辅 助 系 统 的 应 用 可 以 在 一 定 程 度 上 解 决 避 碰 问 题 中 的 人 为 失 误 。 当 驾
７ 被 迫 越 ：目 标 Ｑ＜ ａ ｃ ｉ （０ ４× Ｖｔ／ ） ｒ ｓｎ ．９
１ 系 统 设 计
收 稿 日期 ： ０ ｌ ２ ｌ ２ １ 一０ 一 ９ 作者简介 ： 洪峰 ， ， 赵 男 本科 ， 究 方 向 ： 海 技 术 。 研 航
Ｖｏ ， 目标 船 速 度 Ｖｔ 于 本 船 速 度 Ｖｏ ）且 小 。 船 舶 的会 遇 局 面 可 用 图 １ 示 。 表
朝 着 大型 化 、 业 化 、 专 高速 化 发 展 ， 与此 同时 而产 生 的船 舶碰撞 事故 已屡 见不 鲜 ， 造成 的人命 、 财产
损 失 越 来 越 严 重 ， 水 域 的 生 态 环 境 造 成 了 巨 大 给
ຫໍສະໝຸດ Baidu
本 系 统 的 研 究 基 于 《 ９ ２年 国 际 海 上 避 碰 规 １７
舷角 Ｑ 定 义 ： 目标 相 对 于 本 船 的 方 位 ， ０ 由 。
到 １０向右或 向左计 量 。 ８。
年期 间发生 于桥 区水 域 的海 损 事 故 进 行 了统 计 ，
三座 大桥 在 １９ ９ ７年 ～ ２ ０ ０ ２年 期 问 共 发 生 ４起 撞
船舶会 遇 局面分 类 ： 根 据 避 碰 规 则 及 航 行 灯 的 水 平 光 弧 和 能 见 距 离 ， 分 成 下 列 ７种 类 型 ： 可
中 图分 类 号 Ｕ６ ４ ８ ６ ． 文 献 标 志 码 Ａ 文 章 编 号 １ ７ ～ ８ ０ （ ０ １ ０ ６ １ １ ０ ２ １ ） ２—０ １ 一Ｏ ０７ ３
随 着 世 界 进 出 口 贸 易 的 日益 扩 大 ， 舶 不 断 船
１ １ 船 舶 会 遇 局 面 的 判 断 ．
１ ７
武 汉船舶 职业技 术学 院学报
２１ ０ １年 第 ２期
发 生的概率 。
２ 系统 设 计
２ １ 系统 功 能 ．
在 多 船 会 遇 的 态 势 下 ， 系 统 Ａ Ｐ 预 先 设 本 Ｒ Ａ 定 警 戒 圈 ， 对 闯 入 Ａ ＡＲ 警 戒 圈 的 目标 船 舶 进 并 Ｐ
船 海 工 程
武 汉船 舶职业 技 术学 院学报
２１ ０ １年 第 ２期
船 舶 避 碰 辅 助 转 舵 系 统 的 设 计 与 实 现
赵 洪 峰 李 红 祥 金 丹 ４０ ６ ； ３ ０ ３ ４０ ５ ） ３ ０ ０
（ ． 汉 理 ３ 大 学航 运 学 院 ， 北 武 汉 １武 － 湖
１ ）对 遇 ： 目标 Ｑ≤ ５ ， Ａ 在 １ ４ ～ １ ６ 之 。且 Ｃ ７ 。 ８。
间。
桥 事 故 ， 中 洪 水 期 和 枯 水 期 各 有 ２起 事 故 发 生 ； 其 ４起 事 故 中有 ３ 是 由 于 船 舶 通 过 大 桥 时 操 作 失 起 误 导 致 船 舶 触 碰 桥 墩 、 起 是 船 舶 通 过 大 桥 时 舵 一 机 失 灵 、 舶 失 控 导 致 船 舶 触 碰 桥 墩 。 因 此 针 对 船 船 舶 驾 驶 员 是 否 在 会 遇 初 始 阶 段 采 取 正 确 的判 断
３ ）右 舷 大 角 度 交 叉 ： 目标 ４ 。 Ｑ≤ １ ２ ５ ， ５≤ １ ．。
且 ＡＣ 在 ２ ０ ～ ３ ０ 之 间 。 １。 ６ 。
４ 左舷小 角 度交叉 ： ） 目标 ５≤ Ｑ≤ ４ 。 且 ＡＣ 。 ５，
在 １ ０～ １ ４之 间 。 ５。 ７ 。
驶 员 进 行 误 操 作 时 ， 以及 时 代 替 驾 驶 员 ， 可 自动 发 出 正 确 的 转 舵 命 令 避 免 紧 迫 局 面 或 者 紧 迫 危 险 的 局 面 进 一 步 扩 大 。另 外 ， 碰 辅 助 系 统 对 于 降 低 避 船 员 配 额 从 而 减 少 运 输 成 本 以 及 在 船 员 避 碰 培 训
中 也 具 有 重 要 意 义 ｌｊ 】。
５ 左舷 大 角 度 交 叉 ： ） 目标 ４ 。 Ｑ≤ １ ２ ５ ， ５≤ １． 。 且 ＡＣ 在 ０ ～ １ ０ 之 间 。 。 ５。
６ ）追 越 ： 目标 Ｑ≥ １２ ５ ，Ａ 在 ０～ ９ 。 １． 。 Ｃ 。 Ｏ或 ２ ０ ～ ３ Ｏ之 间 ， ７。 ６。 目标 船 速 度 大 于 本 船 速 度 。