灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用_刘以安

47卷　第4期(总第175期)中 国 造 船V ol.47　No.4(Serial No.175) 2006年12月S HIPBUILDIN G OF C HIN A Dec.2006文章编号:1000-4882(2006)04-0029-05

灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用

刘以安1,　邹晓华2,　吴　洁2,　陈松灿3

(1.江南大学信息工程学院,江苏　无锡　214036;

2.江苏科技大学电子信息学院,江苏　镇江　212003;

3.南京航空航天大学计算机科学与工程系,江苏　南京　210016)

摘要

针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统理论预测模型,实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数,预估目标船相对于本船的最近会遇距离DC PA和最近会遇时间T CP A;

同时,对于灰色预测模型预测误差大的问题,提出了先缓冲后预测的处理思想,并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明,该方法能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性,达到提前预警和帮助驾驶员提前做好避碰准备与应急措施等目的。

关　键　词:船舶、舰船工程;灰色预测;避碰时机;最近会遇距离;最近会遇时间

中图分类号:U675.96 文献标识码:A

1　前　言

海上船舶避碰是航海科学技术的重点研究领域之一。多年来,有关船舶避碰方面的理论和技术已在国内外众多学者[1～8]的共同努力下取得了相当成功。但由于船舶受航行水域、海况、气象条件、交通密度、船舶自身条件以及驾驶人员的操作经验和水平等因素影响,船舶遭遇碰撞、触礁等意外事故仍常有发生,严重威胁着人员的生命安全和财产损失。据统计分析,海上船舶的碰撞事故主要来自于人为因素,表现在驾驶员对船舶的运动趋势、避碰时机、碰撞危险度和避碰决策的失误等估计不准确。为此,研究海上船舶避碰自动决策系统的新思想和新方法,对于提高船舶海上自动化航行的安全性和可靠性,减轻驾驶员的劳动强度和心理负担,避免船舶遭遇碰撞、触礁和海上其它意外事故的发生,仍具有十分重要的现实意义。

本文针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统理论的GM(1,1)预测模型,实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数(如位置、航向、航速等),预估目标船相对于本船的最近会遇距离(DCPA)和最近会遇时间(TCPA),以达到提前危险警告和确定合适避让时机、避让幅度等目的。同时,针对GM(1,1)模型预测误差大的问题,提出了先缓冲后预测的处理思想,并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明,该方法是可行的,能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性。

2　DCPA和TCPA的计算

在船舶避碰决策系统研究中,确定船舶是否存在碰撞危险的最根本因素是两船会遇时的DC PA和TC PA。为了实时算出本船和目标船之间的DCPA和TCPA,可建立随本船运动的平面直角坐标系。

收稿日期:2004-12-14;修改稿收稿日期:2005-07-26

基金项目:船舶工业国防科技预研基金项目(04J1.1.3);江苏省教育厅资助项目:(2004DX029J)

设其坐标原点O 位于本船的质心;y 轴在本船平台面内,平行于平台轴线(首尾线),指向前方;x 轴在平台面内,按右手系法则确定。这样,在本船的雷达视距范围内,当有目标船运动时,雷达可通过对目标船每一时刻的探测,通过适当的坐标平移或旋转变换,将目标船在各时刻的位置坐标实时地转换到本船当前时刻所在的坐标系中。如图1所示,假设本船以速度v 0(t )直航运动,若雷达在某时刻t 0探测的目标船径距为r (t 0),相对于y 轴的方位为θ(t 0),则目标船在时刻t 0位于A 点的位置坐标为

图1　船舶运动状态示意图 x (t 0)=r (t 0)sin θ(t 0)

y (t 0)=r (t 0)cos θ(t 0)(1)

当雷达在下一时刻t 1又测得目标船位于B 点的径距和方位

为r (t 1)、θ(t 1)时,同样可得点B 在t 1时刻相对于本船的位置

坐标为

x (t 1)=r (t 1)sin θ(t 1)

y (t 1)=r (t 1)cos θ(t 1)(2)

于是,根据本船运动的航向C 0(t 1)和速度v 0(t 1),可通过适当

的坐标变换,将目标船在A 点的位置转换到本船在t 1时刻的

坐标系中,即

x ′(t 1)=r (t 0)sin θ(t 0)

y ′(t 1)=r (t 0)cos θ(t 0)-v 0(t 1) (t 1-t 0)(3)

这样,通过雷达对目标船的两次探测,就可确定目标船在t 1时刻的航向C 1(t 1)和航速v 1(t 1),进而算出本船相对于目标船的速度v 01(t 1)和航向C 01(t 1)以及DCP A (t 1)和TCP A (t 1)分别为

v 01(t 1)=v 0(t 1)2+v 1

(t 1)2-2v 0(t 1)v 1(t 1)cos [C 0(t 1)-C 1(t 1)]

C 01(t 1)=C 0(t 1)+arccos

v 0(t 1)-v 1(t 1)cos [C 0(t 1)-C 1(t 1)]

v 01(t 1)DCP A (t 1)=r (t 1)sin [C 01(t 1)-θ(t 1)]

TCP A (t 1)=r (t 1)cos [C 01(t 1)-θ(t 1)]/v 01(t 1)

(4)显然,DCP A (t )和TCP A (t )取决于各时刻本船与目标船之间的相对径距r (t )、相对航向C (t )和相对速度v 01(t )。当DCP A (t )和TCP A (t )均小于给定的阈值时,本船应及时地采取避让行动,如改变航向或速度。这里,当本船保航运动时,C 0(t 1)=0;当本船相对于前一时刻t 0发生转向运动时,即其转向角T ≠0(顺时针为正,逆时针为负),则有C 0(t 1)=T 。

3　灰色预测

目前在船舶避碰领域的实践中,大多还是依赖驾驶员的自身知识、阅历和操作经验,通过其主观决策来完成船舶的避碰行为。这种仅凭驾驶员个人直觉而作出的判断和决策,存在风险大和易产生决策失误等问题。为此,对船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统预测理论进行自动预测,可减轻驾驶人员的心理负担和劳动强度,帮助驾驶员提前做好避碰准备和应急措施,以免因人为因素产生的决策犹豫、迟缓或失误而造成的船舶碰撞、触礁和海上其它意外事故的发生。

灰色预测是灰色系统理论的重要组成部分,而GM (1,1)模型[9]又是灰色系统理论中常用的一种灰色预测模型,可用于单个时间序列的动态预测;它具有弱化数据序列随机性、发掘系统演化规律的独特功效,并对一般模型具有很强的融合力和渗透力。

假设雷达传感器在k 时刻已建立了某目标船的航迹档案,其量测序列X (0)为

X

(0)=[x (0)(1),x (0)(2),…,x (0)(k )],x (0)(i )≥0,i =1,2,…,k (5)作X (0)的累加生成序列1-AGO :30中 国 造 船学术论文

X (1)=[x (1)(1),x (1)(2),…,x (1)(k )]

(6)

式中

x (1)(i )=

∑i j =1x (0)(j ),　i =1,2,…,k 建立如下的白化微分方程: d x (1)d t +ax (1)=b

(7)则按最小二乘法可得参数a =[a ,b ]T 的估计:

a =(B T B )-1B T Y

(8)式中

B =

-z (1)(2)

1-z (1)(3)1 -z (1)(k )1,　

Y =x (0)(2)x (0)(3) x (0)(k ) z (1)(i )=0.5[x (1)(i )+x (1)(i -1)],　i =2,3,…,k

由此,可得式(7)微分方程的解 x (1)(k +1)=[x (0)(1)-b a

]e -ak +b a (9)

和一步预测公式 x (k +1)=(-a )[x (0)(1)-b a

]e -ak

(10)或

x (0)(k +1)=x (1)(k +1)-x (1)(k )

(11)

上述式(5)～式(11)即为GM (1,1)模型的基本公式。4　灰色预测模型的改进

在船舶避碰系统研究中,由于雷达对目标船的探测受自身探测精度、海面杂波和气象条件等因素影响,常使雷达对目标船的探测数据存在较大的随机误差,有时可能出现野值。为了及时而较精确地预测目标船相对于本船的运动趋势以及DCPA 和TCPA 的值,这里,对雷达探测的目标船状态随机序列,采取先缓冲后预测的思想,来提高和改善船舶避碰决策系统对目标船运动态势、避碰时机的精确预测。因为灰色系统理论[10]认为,尽管客观系统表象复杂,数据离乱,但它总有整体功能,并能通过某种生成弱化其随机性,显现其某种内在规律。它对样本量的多少没有特殊要求,分析时也不需要什么典型的分布规律,因而具有十分广泛的工程应用价值。

设雷达在k 时刻对某目标船航迹Z (k )的量测方程为

Z (k )=H (k )X (k )+v (k )(12)式中X (k )为目标船在k 时刻的运动状态;H (k )为雷达量测状态矩阵;v (k )为雷达的量测噪声,其值均假定为高斯白噪声。则雷达量测的目标船航迹序列[Z (1),Z (2),…,Z (k )]显然为一平稳随机序列,故可应用文献[11]给出的弱化缓冲算子构造模型:

Z (i )d =∑k j =i Z (j )/(k -i +1),　i =1,2,…,k (13)

对序列[Z (1),Z (2),…,Z (k )]作一阶弱化缓冲,然后把生成的缓冲序列[Z (1)d ,Z (2)d ,…,Z (k )d ]作为该目标船的航迹档案,对其应用GM (1,1)进行跟踪和预测,定能提高雷达系统的跟踪精度。然而,由式(13)可知,缓冲算子对Z (k )项数据的作用保持不变,即Z (k )d =Z (k )。这在雷达跟踪3147卷　第4期(总第175期) 刘以安等:灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用

中,当雷达在第k 时刻的量测数据Z (k )受冲击干扰很大时,显然会对雷达系统的跟踪精度和下一时刻的预测精度产生较大的影响。为此,寻找某种合理准则,实现对原随机序列的预处理乃是十分必要的。

设某目标船的真实航迹值序列为[X 0(1),X 0(2),…,X 0(k )],则雷达的测量值序列为

Z (i )=X 0(i )+v (i ),　i =1,2,…,k (14)式中,v (i )(i =1,2,…,k )为雷达测量时的随机误差。对随机序列[Z (1),Z (2),…,Z (k )]作加权均值生成,可得新的随机振荡序列[Y (1),Y (2),…,Y (k )],其中

Y (i )=[∑i j =1Z (j )]i =[∑i j =1X 0(j )]i +[∑i j =1v (j )]i ,i =1,2,…,k (15)

显然,新生成的序列不仅可使原序列的随机性减弱,而且也能有效抑制Y (k )项数据的随机性。

5　仿真结果

设本船以航向为C 0=0°,速度为v 0=20kn 匀速航行;目标船相对于本船的起始径距为5n mile,初始方位为30°;目标船的航向为C 1=275°,速度为v 1=23kn 匀速航行。雷达探测设备的方位均方差为1°～3°,径距均方差为100m ～150m ,则应用灰色预测模型和改进的预测模型,可得目标船相对于本船的DCPA 和TCPA 随时间变化情况,如图2和图3所示

。

图2　DCP A 随时间t 的变化情况 图3　T CP A 随时间t 的变化情况

从图2和图3可以看出,直接应用灰色GM (1,1)对DCPA 和TC PA 进行预测,存在的随机误差较大,易给驾驶人员带来误判。若对雷达探测的数据先缓冲后预测加以改进,则可以得到较好的预测结果,有助于驾驶人员提前做好避碰准备。

6　结　语

海上船舶避碰问题一直是船舶航行安全或海上交通安全研究的热点和难点。本文针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色预测模型,实时预测目标船相对于本船的最近会遇距离DCPA 和最近会遇时间TCPA ,并对灰色预测模型存在的不足提出了改进,取得了较好的预测精度。这一方法对于辅助船舶驾驶人员的安全航行和开展海上船舶避碰系统的智能自动化决策研究,具有一定的参考价值。

32中 国 造 船学术论文

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Application of Grey Forecasting in the Decision of

Ship ′s Collision Avoidance Time

LIU Yi -an 1,　ZOU Xiao -hua 2,　W U J ie 2,　C HEN So ng -can

3(1.Schoo l of Info rmation Eng ineering ,Southern Yang tze University ,Wuxi Jiang su 214036,China ;

2.School of Electro nic and Info rmatio n ,Jiangsu Univ ersity of Science and Techno logy ,

Zhenjiang J iang su 212003,China; 3.Depa rtm ent of Co mputer Science and Engineering ,

Nanjing Univ ersity of Aero nautics a nd Astro nautics,Nanjing Jiang su 210016,China )

Abstract

Fo r the trend o f ship mo tion and the tim e of co llision av oidance in the collisio n av oida nce decision-m aking,using g rey fo recasting mo del the motion param eter forecasting o f the ta rg et ships in the nex t m oment relating to the ship under discussion is mom entarily carried o ut as w ell as the distance of the closest point of approach (in sho rt DCPA)a nd the time to the closest point o f a pproach (in sho rt TC PA)of the targ et ships ralating to the ship under discussion a re forecasted in this paper.At the same time,in view of forecasting erro r of the g rey forecasting m odel the method that is first to buffer and then to fo recast is put forw ard ,a nd the buffer o perato r is improv ed .Simulatio n result indicates that the method presented by autho rs can effectiv ely im prov e the flexibility,reliability and the safety o f the ship sailing at sea ,a nd achiev e the aim such as alarm ahead,helping the steermen to prepare fo r avoiding collisio n ahead,taking em erg ency measure and so o n.

Key words

:ship engineering;g rey fo recasting;time of co llsio n av oidance;distance of the closest point of approach (DC PA );time to the closest point o f approach (TCPA )

作　者　简　介刘以安　男,1963年生,博士,副教授。主要从事数据融合、雷达对抗、模式识别与智能系统诸方面的研究工作。3347卷　第4期(总第175期) 刘以安等:灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用

船舶避碰知识点

精心整理 1. 水上飞机：包括为能在水上操作而设计的任何航空器。（即只要任何航空器设计了能在水上操作的功能） ①在水面的水上飞机，通常应宽裕地让清所有船舶并避免妨碍其航行。然而有碰撞危险的情况下，则应遵守第二章规 则。 A. 水上飞机无论是起飞、降落、贴近水面飞行还是水上操作（即任何时候）,都不应妨碍他船，但条件是：互见； B. 水上飞机超低空飞行时不遵守海上避碰规则； C. 在空中飞行的水上飞机”仍属于规则定义的水上飞机； ②如果是在狭水道或IMO认可的分道通航:则狭水道或IMO认可的分道通航规定的不妨碍”优先于水上飞机的不 妨碍” ；2地效船：是多式船艇，其主要操作方式是利用表面效应贴近水面飞行的各种船艇。 ①地效船在起飞、降落和贴近水面非排水状态下飞行时，应让请所有其它船舶并避免妨碍其航行，但条件是：互见；夜 间此时应显示高亮度的环照红色闪光灯（气垫船是黄色闪光灯）； ②地效船在水面操作（即水上航行）时，应作为机动船，遵循第二章规则；此时亮桅灯、尾灯和舷灯； ③特例：如果地效船（或水上飞机）沿分道通航贴近水面起飞、降落、飞行，另一穿越船: A. 如果穿越船L> 20m地效船不妨碍穿越船； B. 如果穿越船L<20m,穿越船不妨碍地效船； ④如果是在狭水道或IMO认可的分道通航:则狭水道或IMO认可的分道通航规定的不妨碍”优先于地效船的不妨碍” ；3气垫船： A. 在排水状态下：显示桅灯、尾灯和舷灯； B. 在非排水状态下：显示桅灯、尾灯和舷灯，还应再加黄色环照闪光灯； C. 规则只为气垫船规定了号灯、号型，没有规定特殊的责任规定； D. 避碰责任：无论是否处于排水状态均按照普通机动船遵守规则； ③定义： A. 机帆并用船是机动船； B. 未装机器并未挂帆的船认为是帆船； C. 失控船必须处于在航中”操限船也是）；在锚泊、抢滩、搁浅和系泊中不存在失控”； i .常见失控船：帆船无风遇急流；火灾船按灭火要求操纵；大风浪船无法变向变速；走锚船；拖锚船；干舷消失无法正常航行的船舶； ii .不属于失控船：大风浪主机降速滞航；起锚时锚机故障，另一锚机正常；罗经、雷达等导航设备发生故障； ④号灯号型： i .各种天气条件下： A. 应（必须）显示号灯的时间：从日落至日岀；白天能见度不良的时间； B. 应（必须）显示号型的时间：白天； C. 应（必须）同时显示号灯号型的时间：白天能见度不良；晨昏蒙阴； i .各种灯装设位置： A. 桅灯、尾灯尽可能装在船首尾中心线上； B. 舷灯：不一定装在左右舷最宽处； C. 拖带灯：要求设置在尾灯的垂直上方； iii.号灯射程: A. 射程分点:50、20、12海里； B. 桅灯:6、5、3、2; C. 舷灯；3、2、2、1; D. 环照灯：红绿白黄； E. 不在射程分点”的灯:操纵号灯（五套操-即其射程5海里）,未定闪（即闪光灯射程未规定）； F. 闪光灯：黄红；

船舶值班与避碰题库完整

1.在能见度不良情况下会遇两船 已经按《规则》第十九条采取 行动后，有关《规则》条款适 用问题，下列说确的是（）。 (77064:63) A．通常不再适用互见中有关避 让或避碰责任（义务）的条款 B．在能见度不良情况下两船互 见后，仍然应当执行互见中的 声号条款。 C．船舶应当鸣放能见度不良时 的声号 D．以上说法均正确√ 2.“船舶之间的责任”条款适用 的能见度是（）。 (77070:64) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中 C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况√ 3.“直航船的行动”条款适用的 能见度是（）。 (77073:65) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况 4.“让路船的行动”条款适用的 能见度是（）。 (77075:66) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况 5.“交叉相遇局面”条款适用的 能见度是（）。 (77077:67) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况 6.“追越”条款适用的能见度是 （）。 (77079:68) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况 7.“帆船”条款适用的能见度是 （）。 (77082:69) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况 8.“对遇局面”条款适用的能见 度是（）。 (77084:70) A．能见度良好的情况 B．任何能见度，但必须两船在 互见中√ C．能见度大于5 n mile的情 况 D．能见度大于2 n mile的情 况

船舶避碰几何决策的优化方法

谚１７卷郫３期大连水产学院学报’．，Ｉ１７＾。３２００２年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＡＬＩＡＮＦＩＳＨＥＲＩＥＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ：－－．ｅｐ２ｏｏ２＝＝＝＝＝＝＝＝ｚ＝＝＝＝＝＝！＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ｉ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一＝＝＝＝＝＝＝ 文章编号：ｌＯＯＯ一９９５７Ｃ２００２Ｊ０３—０２５１—０５船舶避碰几何决策的优化方法 姚杰 （大连水产学院晦洋拍业幕，辽宁大地１１６０２３） 摘要：当两艘船舶相遇存在碰撞危险时，录取何种避碰行动可通过避碰几何作图来求取。 但几何作目方甚只考虑了安全问题，而没有考虑经济Ｊ珂题。如何根据避碰几何原理，结 合优化方法求取最怃的避让行动至夸仍世有得到解决。作者针对这一船舶避碰决策中存 在的问题，提出了一种几何决策优化的方法。 关键词：船舶避碰；几何获策；优化方法 中图分类号：Ｕ６７５９６文献标识码：Ａ 到目前为止，船舶避碰决策方法基本上是以基于几何作图方法来进行的。即当两艘船舶相遇时，利用几何作图方法，求出两船之间的最近会遇距离和到达最近会遇距离点的时问。以最近会遇距离作为碰撞危险的绝对指标，参考到达最近会遇距离的时闾及其他运动要素，来断定两船之间是否存在碰撞危险。当存在碰撞危险时，采取何种避碰行动以避免碰撞也可通过避碰几何作图来求取。然而，在利用几何作图方法求取避让措施时，只考虑了安全阋题，即以最近会遇距离为惟一指标，保证采取避让措施后能使来船在安全距离外通过；而没有考虑经济问题，如采取避让行动所需要的时间，偏离原航线的距离等。从安全避让的角度上讲．不考虑经济而只考虑安全是可以理解的。但随着航海技术的提高，特别是从自动避让技术的研究方面着眼，不考虑经济问题是不科学的。目前，关于这方面阐题的研究还不多见，如何根据避碰几何原理结合优化方法求取最优的避让行动是至今仍未解决的问题。本文作者针对这一船舶避碰决策中存在的问题，提出了一种几何优化避碰决策方法。 １避碰几何作图的基本原理 ＬＩ几何作图的作用 在船舶避碰决策问题上，目前使用雷达（包括ＡＲＰＡ雷达）进行决策时，所采用的基本方法是几何作图法。该方法是在船舶上使用雷达进行碰撞危险预报，并采取相应措施以避免碰撞的危险。通过雷达进行连续观测得到来船的方位与距离后，利用几何作 图可以得到来船的蹦下信息－”： 收稿日期－２０。！出３Ｄｌ 作者简介：扫ｌ杰（Ｉ９６４一），毋，牌士，副教授，捕捞学校级重点学科埴业航海技术研究方向的学术带头凡。

船舶操纵与避碰

锚泊 锚泊程序： 首先根据海图和港口资料或气象大风的情况，选择合适的锚地，除非到指定的锚地，自选的锚地以硬度适中的沙底和黏土底质，且底质平坦的为好。无风浪影响或影响较小的水域，锚位周围有足够的水深和旋回余地，静水域低潮时富裕水深要大于20％的船舶吃水，有涌浪的水域低潮时，水深要大于1.5倍的吃水和2/3倍的最大波高之和，且水深不能太深，不宜超过一舷锚链总长的1/4倍。最小水域半径在港外取链长与1－2倍的船长之和，在港内取船长加上60－90米。以某次本船单锚锚泊为例： 船舶重载，吃水9.5m，水深约20m，最大流速约2.2kn，风流合力的方向参照临近锚泊点的其它锚泊船的指向。备车减速驶向锚泊点，用舵调整船舶航向与参照的锚泊船一致，临近锚泊点200M时船速2kn，后退一倒车，船速降至0.3kn时停车，余速滑行至原定的锚泊点时下令右锚一节入水并打住，船后退时再继续松链，共松至四节甲板时通知驾驶台进车将锚链刹住，时，四节水面。待锚链得力后松弛回头，表明锚已经抓牢，即报告驾驶台，锚抛妥。督促并检查显示规定的锚泊信号。 从事捕鱼的船舶的特点及避让方法 渔船大多数是成群结队地从事捕鱼作业的。特别是在渔汛期间，拖网渔船所集结的范围有时可达数十海里。从事捕鱼的船舶除按《规则》规定显示相应的灯号或号型外，当它们邻近在一起捕鱼时，还将显示额外的信号，或者他们自定的相互联系的信号。因此，在渔船群集的渔场内，灯光闪烁，不易识别。捕鱼方式不同，使用的渔具也不一样，渔具伸出的长度也自然有较大差别。布设渔网范围的大小也不同，而且，一般也无特别灯号显示。目前在沿海仍然存在使用非机动船进行捕鱼的船舶。这些船舶设备简陋，显示灯号﹑灯型和鸣放的声号也不够规范。对这类船舶应引起特别注意。 ◆ 避让方法：（一）在海上与密集渔船相遇，应迅速判明其范围和动态，尽量绕行和规避，夜间尤其不宜从中间穿过。 （二）必须经过渔网区或无法绕行时，应加强了望，通知机舱做好绕行准备，收起计程仪和声纳换能器。 （三）一般都应减速通过，以免影响捕鱼作业或浪损渔具。 双船拖网避让方法：避让双船拖网渔船时，应在其船尾或两船外舷不少于 0.5n mile 处通过，切不可从两船之间驶过。当发现两船背向行驶准备放网时，应从两船上风流一侧驶过。应注意其放网的一舷，当发现其航向不稳时，则表明渔船正在放网或收网。 单船拖网避让方法：避让单船拖网渔船时，应从其船尾 1 n mile 之外通过 流网：避让方法：流网渔船带网漂流时，网在其船首方向，避让时应从其船尾通过，绝不能在其船首和网上通过。如果想从其船首网的端部通过时，应在认清

船舶避碰知识点

1. 水上飞机:包括为能在水上操作而设计的任何航空器。(即只要任何航空器设计了能在水上操作的功能) ①在水面的水上飞机,通常应宽裕地让清所有船舶并避免妨碍其航行。然而有碰撞危险的情况下,则应遵守第二章规则。 A. 水上飞机无论是起飞、降落、贴近水面飞行还是水上操作(即任何时候) ,都不应妨碍他船,但条件是:互见; B. 水上飞机超低空飞行时不遵守海上避碰规则; C. 在空中飞行的“水上飞机”仍属于规则定义的水上飞机; ②如果是在狭水道或IMO 认可的分道通航:则狭水道或IMO 认可的分道通航规定的“不妨碍” 优先于“水上飞机的不妨碍” ; 2. 地效船:是多式船艇,其主要操作方式是利用表面效应贴近水面飞行的各种船艇。 ①地效船在起飞、降落和贴近水面非排水状态下飞行时, 应让请所有其它船舶并避免妨碍其航行,但条件是:互见;夜间此时应显示高亮度的环照红色闪光灯(气垫船是黄色闪光灯) ; ②地效船在水面操作(即水上航行) 时, 应作为机动船,遵循第二章规则;此时亮桅灯、尾灯和舷灯; ③特例:如果地效船(或水上飞机)沿分道通航贴近水面起飞、降落、飞行,另一穿越船: A. 如果穿越船L ≥ 20m ,地效船不妨碍穿越船; B. 如果穿越船L <20m ,穿越船不妨碍地效船; ④如果是在狭水道或IMO 认可的分道通航:则狭水道或IMO 认可的分道通航规定的“不妨碍” 优先于“地效船的不妨碍” ; 3. 气垫船: A. 在排水状态下:显示桅灯、尾灯和舷灯; B. 在非排水状态下:显示桅灯、尾灯和舷灯,还应再加黄色环照闪光灯; C. 规则只为气垫船规定了号灯、号型,没有规定特殊的责任规定; D. 避碰责任:无论是否处于排水状态均按照普通机动船遵守规则; ③定义: A. 机帆并用船是机动船; B. 未装机器并未挂帆的船认为是帆船; C. 失控船必须处于“ 在航中” (操限船也是) ;在锚泊、抢滩、搁浅和系泊中不存在“ 失控” ; ⅰ . 常见失控船:帆船无风遇急流;火灾船按灭火要求操纵;大风浪船无法变向变速; 走锚船; 拖锚船;干舷消失无法正常航行的船舶; ⅱ . 不属于失控船:大风浪主机降速滞航;起锚时锚机故障,另一锚机正常;罗经、雷达等导航设备发生故障; ④号灯号型: ⅰ . 各种天气条件下: A. 应(必须)显示号灯的时间:从日落至日出; 白天能见度不良的时间; B. 应(必须)显示号型的时间:白天; C. 应(必须)同时显示号灯号型的时间:白天能见度不良; 晨昏蒙阴; ⅱ . 各种灯装设位置: A. 桅灯、尾灯尽可能装在船首尾中心线上; B. 舷灯:不一定装在左右舷最宽处; C. 拖带灯:要求设置在尾灯的垂直上方; ⅲ . 号灯射程: A. 射程分点:50、20、12海里; B. 桅灯:6、5、3、2; C. 舷灯;3、2、2、1; D. 环照灯:红绿白黄; E. 不在“射程分点”的灯:操纵号灯(五套操-即其射程5海里) , 未定闪(即闪光灯射程未规定) ; F. 闪光灯:黄红; G. 特殊:不易察觉被拖船闪光灯:3海里; 临近捕鱼船的额外号灯:至少1海里,但小于渔船规定号灯射程;

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。传统的自动避碰系统是基于雷达的初始信息来完成的，但由于雷达受气象条件、自身硬件设施的限制，在很大程度上不能完成避碰系统的要求。近年来，AIS和ECDIS等动态电子信息在船舶智能避碰系统中的应用已大大提升了船舶的避碰效率，但在使用的过程中，拘泥于动态水面信息的更新与辅助，对三维环境中的实

船舶操纵与避碰试题A(操纵部分,含答案)

2013至2014学年第一学期期末考试《船舶操纵与避碰》试卷（必修，A卷） （考试时间：90分钟，满分：100分） 用题年级、专业（班级）：2012级航海技术01、02、03班 一、单选题。（每题1分，共80分） 1. 直航船操一定舵角后，其旋回初始阶段的船体： A. 开始向操舵一侧横移，横移速度较小 B. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较大 C. 开始向操舵一侧横移，横移速度较大 D. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较小 2. 直航船操一定舵角后，其加速旋回阶段的： A. 转向角速度为变量，横移速度为常量 B. 转向角速度为常量，横移速度为变量 C. 转向角速度为变量，横移速度为变量 D. 转向角速度为常量，横移速度为常量 3. 直航船操一定舵角后，其定常旋回阶段： A. 降速达到最大，外倾角趋于稳定 B. 船速继续下降，外倾角继续增大 C. 船速继续下降，外倾角趋于稳定 D. 降速达到最大，外倾角继续增大 4. 船舶作舵旋回时： A. 船尾向转舵一侧横移；船舶重心向转舵相反一侧横移 B. 船尾向转舵相反一侧横移；船舶重心向转舵一侧横移 C. 船尾向转舵相反一侧横移；船舶重心向转舵相反一侧横移 D. 船尾向转舵一侧横移；船舶重心向转舵一侧横移 5. 船舶旋回时间是指： A. 自转舵起至航向角变化90°所用的时间 B. 自转舵起至航向角变化180°所用的时间 C. 自转舵起至航向角变化270°所用的时间 D. 自转舵起至航向角变化360°所用的时间 6. 船舶旋回时的转心位置 A. 保持不变，位于首柱后1/3至1/5船长处 B. 由船中向船首方向移动，当船舶进入定常旋回后，该位置稳定 C. 由船尾向船中移动，当船舶进入定常旋回后，该向将稳定在船中 D. 保持不变，位于船中 7. 下列有关影响旋回圈大小因素的叙述哪些是正确的？Ⅰ.方形系数大的船，旋回圈小Ⅱ.有球鼻首的船，旋回圈较小Ⅲ.船舶重载时，旋回初径有所减小Ⅳ.浅水中旋回时，旋回圈变大 A.Ⅰ～Ⅲ B.Ⅱ～Ⅳ C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ D.Ⅰ～Ⅳ 8. 船舶航行中，在船首前方发现障碍物，为了使船在最短的纵向距离上避开障碍物，应如何操纵船舶？ A. 当制动纵距大于旋回纵距时，用车让 B. 当制动纵距小于旋回纵距时，用车让 C. 当制动横距大于旋回横距时，用舵让 D. 当制动纵距小于旋回纵距时，用舵让 9. 船舶根据外界风流大小预配风流压差保证船舶行驶在预定航线上，此时船舶实现的是： A.动航向稳定性 B.位置稳定性 C.直线稳定性 D.方向稳定性 10. 船舶首倾时比尾倾时的: A. 航向稳定性差，旋回圈大 B. 航向稳定性差，旋回圈小 C. 航向稳定性好，旋回圈大 D. 航向稳定性好，旋回圈小 11. 船舶的基本阻力包括： A. 摩擦阻力、涡流阻力和空气阻力 B. 摩擦阻力、涡流阻力和兴波阻力 C. 摩擦阻力、涡流阻力和波浪阻力 D. 摩擦阻力、涡流阻力和浅水阻力 12. 减速直线航行的船舶所受的各种阻力之和应: A. 等于所受到的推力 B. 大于所受到的推力 C. 小于所受到的推力 D. 等于或小于所受到的推力 13. 螺旋桨排出流的特点是： A. 流速较快，范围较广，水流流线几乎相互平行 B. 流速较慢，范围较广，水流流线几乎相互平行

船舶避碰规则灯型判断口诀

船舶避碰规则、号灯、号型判断口诀一、避碰口诀 保持了望最重要，安全航速常记牢。发觉来船要警惕，方位不变危机来。 避碰行动应显着，大得容易觉察到。如果环境确许可，变动向速避免小。 采取避碰行动后，还应仔细验效果。倘觉避碰无把握，把船停住是一招。 狭水道靠右外缘，妨碍他船不穿行。顺着分隔航道走，进出都应小角度。 穿越尽量成直角，两端特别要警慎。互见对遇互向右，交叉绿灯让红灯。 直航船应保向速，机动船让受限船。追越一直到让请，避免抢越他船头。 倘有怀疑发警告，若让路船不让船。当机立断避碰撞。 视线不良发雾号，加强了望最重要。船位中心要有数，随时变速准备好。雷达测到他船时，判断险否第一条。若是存在有危险，避让行动应及早。 正横前面来的船，应该避免向左转。必要时把船停住，直到危险过去啦。 二、号灯口诀 在航船，航行灯，机动船，有桅灯。红绿舷灯和尾灯，船长超过五十米。 加上一盏后尾灯，拖轮前桅两桅灯，船尾另加一黄灯，拖带超过二百米。 前桅三盏白桅灯，被拖船舶或物体，显示舷灯和尾灯，以上灯光有弧度。 三、以下都是环照灯 失控船，两盏红，搁浅锚灯加双红，船舶操纵受限制，垂直显示红白红， 双红那边有碍物，双绿这舷可通航，看见垂直三盏红，这是限于吃水船。 上白下红引水船，上红下绿是帆船。扫雷船，三个绿。桅顶两端各一绿。 渔船拖网挂绿白，其他作业挂红白。渔具外超百五米，这个方向加白灯。 气垫船体离水面，加示黄色闪光灯。锚泊船，白锚灯，小船船头挂一盏，

大船两盏分首尾，船长超过一百米，还加甲板灯照明。 三、号型口诀 锚泊船，挂黑球，失控船两球上下挂。搁浅垂直三黑球。扫雷三球成三角， 桅顶衍端各一球，拖带超过二百米，拖和被拖挂黑菱，船舶操纵受限制。上球下球中间菱。双球那边有障碍。双菱这舷可通航。机帆船，锥朝下。限于吃水圆柱体，从事捕鱼挂信号。两个圆锥尖对尖，小渔船，挂渔箩。渔具外超百五米，向着渔具锥朝天。 四、声号口诀 互见操纵鸣声号 一短声，我向右。两声短，我向左。 三声短我正向后退。追越船明企图。 两长两短从左越，被追越如同意。 鸣笛两次长短声，过弯道拉一长声。 怀疑警告五短声，视线不良拉汽笛。 船在航，一长声不动船，一长声。 每次间隔两分钟，船舶操纵受限制。 捕鱼失控和拖带，都是一长两短声。 最后住人被拖船，紧接一长三短声。 锚泊每分发声号，船头急敲钟五秒。 船长超过一百米，首敲钟来尾敲锣。 搁浅也敲钟五秒，前后另加三击钟。 锚泊船还得鸣，一短一长一短声。

灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用_刘以安

47卷　第4期(总第175期)中 国 造 船V ol.47　No.4(Serial No.175) 2006年12月S HIPBUILDIN G OF C HIN A Dec.2006文章编号:1000-4882(2006)04-0029-05 灰色预测在船舶避碰时机决策中的应用 刘以安1,　邹晓华2,　吴　洁2,　陈松灿3 (1.江南大学信息工程学院,江苏　无锡　214036; 2.江苏科技大学电子信息学院,江苏　镇江　212003; 3.南京航空航天大学计算机科学与工程系,江苏　南京　210016) 摘要 针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统理论预测模型,实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数,预估目标船相对于本船的最近会遇距离DC PA和最近会遇时间T CP A; 同时,对于灰色预测模型预测误差大的问题,提出了先缓冲后预测的处理思想,并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明,该方法能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性,达到提前预警和帮助驾驶员提前做好避碰准备与应急措施等目的。 关　键　词:船舶、舰船工程;灰色预测;避碰时机;最近会遇距离;最近会遇时间 中图分类号:U675.96 文献标识码:A 1　前　言 海上船舶避碰是航海科学技术的重点研究领域之一。多年来,有关船舶避碰方面的理论和技术已在国内外众多学者[1～8]的共同努力下取得了相当成功。但由于船舶受航行水域、海况、气象条件、交通密度、船舶自身条件以及驾驶人员的操作经验和水平等因素影响,船舶遭遇碰撞、触礁等意外事故仍常有发生,严重威胁着人员的生命安全和财产损失。据统计分析,海上船舶的碰撞事故主要来自于人为因素,表现在驾驶员对船舶的运动趋势、避碰时机、碰撞危险度和避碰决策的失误等估计不准确。为此,研究海上船舶避碰自动决策系统的新思想和新方法,对于提高船舶海上自动化航行的安全性和可靠性,减轻驾驶员的劳动强度和心理负担,避免船舶遭遇碰撞、触礁和海上其它意外事故的发生,仍具有十分重要的现实意义。 本文针对船舶避碰决策系统中的船舶运动趋势和避碰时机,应用灰色系统理论的GM(1,1)预测模型,实时预测各目标船相对于本船在下一时刻的运动参数(如位置、航向、航速等),预估目标船相对于本船的最近会遇距离(DCPA)和最近会遇时间(TCPA),以达到提前危险警告和确定合适避让时机、避让幅度等目的。同时,针对GM(1,1)模型预测误差大的问题,提出了先缓冲后预测的处理思想,并对缓冲算子作了改进。仿真结果表明,该方法是可行的,能有效提高船舶海上航行的灵活性和安全可靠性。 2　DCPA和TCPA的计算 在船舶避碰决策系统研究中,确定船舶是否存在碰撞危险的最根本因素是两船会遇时的DC PA和TC PA。为了实时算出本船和目标船之间的DCPA和TCPA,可建立随本船运动的平面直角坐标系。 收稿日期:2004-12-14;修改稿收稿日期:2005-07-26 基金项目:船舶工业国防科技预研基金项目(04J1.1.3);江苏省教育厅资助项目:(2004DX029J)

船舶操纵与避碰真题三

船舶操纵与避碰真题三（2013.01） 1. 能见度不良的水域中，一从事旁拖作业的拖轮船舶在航，应以不超过2min的间隔鸣放：①对水移动时一长声；②不对水移动时两长声；③对水移动时一长声接两短声，不对水移动时两长声接两短声；④无论是否对水移动均为一长声接两短声 A.①② B.③ C.①③ D.④ 2. 船舶在分道通航水域端部附近行驶时应特别谨慎，其原因有：①、在此区域会遇时，直航船解除保向保速的义务②、端部附近船舶可能进行较大幅度的转向③、航线与通航分道交叉的船舶为避免穿越通航分道，可能在此区域通过 A.① B.①、② C.②、③ D.①、②、③ 3.互见中，两艘限于吃水的船舶相遇构成碰撞危险，则： A.两船互为让路船 B.两船负有同等的避让责任和义务 C.根据两船的会遇局面确定两船间的避让责任和义务 D.两船互不应妨碍 4. IMO船舶操纵性衡准指标包括下列哪些内容？ A.旋回性、航向稳定性、抑制偏转性、追随性和停船性能 B.旋回性、初始回转性、抑制偏转性、保向性和停船性能 C.旋回性、初始回转性、航向稳定性、保向性和停船性能 D.旋回性、航向稳定性、抑制偏转性、保向性和停船性能 5. 本船在能见度不良的水域航行，仅凭雷达发现左正横前来船方位不变并构成碰撞危险，已知本船位于来船右正横前，两船若采取转向避碰措施，下列说法正确的是： ①本船只能向右转向②来船不应向左转向③本船不应向右转向④本船可以向左转向 A.①② B.③④ C.②③ D.②④ 6.关于渔区以及渔区内渔船捕鱼作业特点，下列说法正确的是：①渔船使用的VHF 的频率与商船所使用的VHF的频率不同；②渔船的渔具伸出方向和长度难以确定； ③除了《规则》规定的号灯号型之外，渔船不应当显示其他的号灯号型；④渔区内的渔船避碰行动不受《规则》约束 A.①② B.①③④ C.①②③ D.②③④ 7.在海面平静的情况下应尽快释放救生艇或救助艇抢救落水人员，放艇时大船的余速不应超过______。 A.3 kn B.4 kn C.5 kn D.6 kn 8.下列哪些局面中存在让路船和直航船? ①、显示两个尖端对接圆锥体号型的甲船互见中追越显示一个菱形体号型的乙船；②、垂直显示两个球体的甲船在互见中追越垂直显示球、菱形体和球三个号型的乙船；③、显示两个尖端对接圆锥体号型的甲船与显示尖端向下圆锥体号型的乙船互见中航向相反相互驶近构成碰撞危险。 A.①②③ B.① C.②③ D.①③ 9. 直航船可独自采取操纵行动以避免碰撞的时机为： A.当发现两船业已构成碰撞危险之时 B.当发现两船业已接近到单凭让路船的行动已经不能避免碰撞时 C.当发现两船业已构成紧迫危险之时 D.当发现让路船显然未遵照规则规定采取让路行动时 10.下列说法不正确的是：①、直航船一经发现让路船显然没有遵守规则采取适当行动而独自采取避让行动时，如当时环境许可，不应对本船左舷的船舶采取向左转向②、当一艘失去控制的船舶处于直航船位置时，由于无法采取行动，故不受17条的约束③、直航船的义务就是保速保向④、除18条规定的直航船以外，任何直

船舶避碰规则学习体会

船舶避碰规则学习体会 导读：本文是关于船舶避碰规则学习体会，希望能帮助到您！ ——船长郑金松 船舶碰撞事故是对海上安全航行的最大威胁，是航运最大的安全隐患，是船舶安全的重中之重，每个驾驶员必须充分认识到它的重要性，不能有丝毫的懈怠。据有关部门不完全统计世界上83%船舶碰撞事故都是由于人为疏忽造成的，做为船舶驾驶员务必加强对国际避碰规则的学习，强化对驾驶员责任心的培训，树立良好的职业道德典范，确保船舶安全航行在海上能够有效执行。根据我轮航线的特点结合避碰规则浅谈以下几点学习体会。 "国际海上避碰规则"以下简称"规则"对避免碰撞行动的要求是：为避免碰撞所采取的任何行动，如当时环境许可，应是积极地，并应及早地进行和注意运用良好的船艺。 "积极"体现了避让行动的主动性，这是成功避让的基本要求。驾驶员通过有效瞭望，发现有与他船存在碰撞危险的可能性，就要积极地采取行动，要对两船及周围态势进行准确的把握和分析，精心绘算避让航线，从而确保安全通过。要调整好雷达的增益、调谐、海浪抑制、雨雪抑制，使之目标回波处于饱满状态。切不可盲目的相信助航仪器带来的便利，要善于辨别雷达的假回波给避让行动造成的误判，全方位无死角、保持正规有效瞭望，为确保船舶安全航行提供根本保障。 "及早"体现在了避碰行动的及时性，不要等待形成紧迫危险

时再行动，这是成功避让的前提。一是要及早发现。在雷达无ARPA 功能以及无AIS设备的年代，判断船舶是否存在碰撞危险，主要是通过观察他船的方位变化情况或人工标绘，花费时间较长，从发现他船至判明存在碰撞局面并开始实施避让行动时，两船之间的距离，大船在6nmine,左右，小船更近，如环境许可，此时实施避让也还为时不晚。随着科技的发展，雷达具备了ARPA功能，除了一些小吨位的船以外的其他船舶基本都已安装了AIS设备，同时GPS等卫星导航定位精度高，从而使得各船对周围态势的把握即快又准确。使用ARPA雷达对目标实施跟踪捕获能在3min之内判别两船间的态势，直接读取AIS信息功能在几秒内获悉他船与本船的CPA、TCPA等相关信息。基本做到了发现目标更早，判断有无碰撞危险更快，这将为及早采取避让行动提供了更为充裕的时间。二是要及早沟通，及早了解他船动向，确保本船采取措施的准确性和有效性。三是要及早避让。应在当时环境许可的情况下及早避让，使碰撞危险得以提前解除，避免让路船采取行动过晚，以致造成双方紧张。当然，及早避让也不是匆忙避让，一定要对周围态势进行充分的估计和精确的绘算后，在实施避让的时候才能做到从容不迫，心中有数。 "良好船艺"体现了驾驶员避让行动和操纵技术上的准确性，这是成功避让的保证。"良好船艺"是一个驾驶员综合素质的体现，不限于驾驶技能，还应当包括道德修养、心理素质、传统做法等。驾驶船舶重在安全，能够从容不迫地把握船舶态势能够积极主动地为他船让路，能够尽早地将危险解除，不冒险、不赌气、淡定从容，时刻以安全为重任等都是良好船艺的体现。

(完整版)船舶操纵与避碰总结

船舶操纵与避碰 9101：3000总吨及以上船舶船长9102：500～3000总吨船舶船长9103：3000总吨及以上船舶大副9104：500～3000总吨船舶大副9105：3000总吨及以上船舶二/三副9106：500～3000总吨船舶二/三副9107：未满500总吨船舶船长9108：未满500总吨船舶大副9109：未满500总吨船舶二/三副 考试大纲 适用对象 9101 9102 9103 9104 9105 9106 9107 9108 9109 1 船舶操纵基础 1.1 船舶操纵性能 1.1.1 船舶变速性能 1.1.1.1 船舶启动性能√√√√√√ 1.1.1.2 船舶停车性能√√√√√√ 1.1.1.3 倒车停船性能及影响倒车冲程的因素√√√√√√ 1.1.1.4 船舶制动方法及其适用√√√√√√ 1.1.2 旋回性能 1.1. 2.1 船舶旋回运动三个阶段及其特征√√√√√√ 1.1. 2.2 旋回圈，旋回要素的概念（旋回反移量、滞距、 纵距、横距、旋回初径、旋回直径、转心、旋回 时间、旋回降速、横倾等） √√√√√√ 1.1. 2.3 影响旋回性的因素√√√√√√ 1.1. 2.4 旋回圈要素在实际操船中的应用（反移量、旋回 初径、进距、横距、旋回速率在实际操船中的应 用；舵让与车让的比较） √√√√√√√√√ 1.1.3 航向稳定性和保向性 1.1.3.1 航向稳定性的定义及直线与动航向稳定性√√√√√√

1.1.3.2 航向稳定性的判别方法√√√√√√ 1.1.3.3 影响航向稳定性的因素√√√√√√ 1.1.3.4 保向性与航向稳定性的关系；影响保向性的因素√√√√√√ 1.1.4 船舶操纵性指数（K、T指数）的物理意义及其与操纵性 √√ 能的关系 1.1.5 船舶操纵性试验 1.1.5.1 旋回试验的目的、测定条件、测定方法√√√√√√ 1.1.5.2 冲程试验的目的、测定条件、测定方法√√√√√√ 1.1.5.3 Z形试验的目的和试验方法√ 1.1.6 IMO船舶操纵性衡准的基本内容√√√ 1.2 船舶操纵设备及其运用 1.2.1 螺旋桨的运用 1.2.1.1 船舶阻力的组成：基本阻力和附加阻力√√√√√√ 1.2.1.2 吸入流与排出流的概念及其特点√√√√√√ 1.2.1.3 推力与船速之间的关系，推力与转数之间的关系√√√√√√ 1.2.1.4 滑失和滑失比的基本概念，滑失在操船中的应用√√√√√√ 1.2.1.5 功率的分类及其之间的关系√√√√√√ 1.2.1.6 船速的分类及与主机转速之间的关系√√√√√√ 1.2.1.7 沉深横向力产生的条件、机理及偏转效果√√√√√√ 1.2.1.8 伴流的概念，螺旋桨盘面处伴流的分布规律√√√√√√ 1.2.1.9 伴流横向力产生条件、机理及偏转效果√√√√√√ 1.2.1.10 排出流横向力产生条件、机理及偏转效果√√√√√√ 1.2.1.11 螺旋桨致偏效应的运用√√√√√√ 1.2.1.12 单、双螺旋桨船的综合作用√√√√√√ 1.2.1.13 侧推器的使用及注意事项√√√ 1.2.2 舵设备及其运用

船舶操纵与避碰大题

船舶操纵与避碰 1 船舶制动方法有哪些，分别适用于什么情况？ ①倒车制动法：不论船型船速如何，也不论在港内港外海域均可采用 ②Z形操纵制动法;用于大型船舶，方形系数较大的船舶或在深水中初速度较大的 ③满舵旋回制动法：适用于大型船舶，方形系数较大，船速较高时须有开阔水域 ④抛锚制动法：一般适用于吨位较小的船舶 ⑤拖船协助制动法;一般船速低于5-6节时 ⑥辅助装置制动法;船舶以较高速度航行的 2 试述船舶旋回运动的三个阶段及其特征。 1)转舵阶段：时间短，船舶保持直线运动，随后船舶向转舵一侧回转，船体开始向操 舵一侧横移，向转舵一侧少量横倾。船速略有下降。 2)过渡阶段：船首回转不断发展，漂角增大。船速明显下降。 3)定常旋回阶段：船舶降速达到最大，船舶向外横倾角也趋于稳定，船舶作匀速圆周 运动。 3 影响旋回性的因素有哪些？ 舵角，操舵时间，船速，方形系数，水线下船体侧面积，舵面积比，吃水，吃水差，横倾，浅水，船体污底和风流因素。 4 试述沉深横向力产生的机理及偏转效果与影响因素。 ①产生机理：由于流体静压力随深度增加而增大，当螺旋桨转动时，上下桨叶所处的深度不同，在周向的横向力方向相反，但大小不同，因此产生横向力。 ②偏转效果;随沉深的增大，螺旋桨桨叶距水面较深，空气就不易吸入，沉深横向力逐渐减小 ③影响因素：沉深，螺旋桨转速，船速 5 何谓舵效？影响舵效的因素有哪些? 舵效是舵力的转船效果的简称，指横向角对操舵的反应能力，即舵效时保持航向和改变航向的效率。影响因素：舵角，舵速，船舶的排水量，船舶倾斜，舵机性能，风流及浅水，与舵的安装位置有关。 6 简述锚链的标记方法。 在第一节和第二节之间的连接链环（或卸扣）前后第一个有档链环的撑档上绕金属丝，并在两链环之间的所有有档链环上涂白漆，连接链环涂红漆，以此表示第一节。在第二节与第三节之间的连接链环前后第二个有档链环撑档上绕金属丝，并在两链环之间的所有有档链环上涂白漆，连接链环涂红漆，以此表示第二节。其余各节类推。从第六节开始，重复第一节的作法进行标记。最后一至两节可涂醒目标记以作为危险警告，以提醒丢锚。

一篇船舶避碰规则在实际航行中的应用的文档++

一篇船舶避碰规则在实际航行中的应用的文档 谈谈AIS在船舶避碰中的应用 利用AIS系统识别船舶信息，对来船是否存在碰撞危险做出正确的判断 AIS自动识别仪，当显示“导航仪”界面时，它可作为一部GPS导航仪来使用；当显示“平面船舶运动（动态）图”界面时，它就可作为一部ARPA雷达来使用，而且比ARPA雷达更直观，它也有正北向上（NORTHUP）、航向向上（COURSEUP）和船首向上（HEADINGUP）三种“船舶真运动平面图”的显示形式。AIS自动识别仪能够及时、自动识别周围的船只，并进行跟踪搜集其动态、静态以及附加信息。因此，我们可以根据需要随时调出来船的动态信息以及船舶资料。AIS自动识别仪搜集到周围船舶的信息后，按照距离由近到远排列。对有碰撞危险的船舶（CPA与TCPA设定值大小可由值班驾驶员设置，若设置为0.5海里与12分钟；当实际的CPA和TCPA分别小于0.5海里与12分钟时，AIS系统就认为有碰撞危险），从AIS系统还可以获得目标的位置、航速、航向和船型(船长、船宽和船舶类型)等信息。基于AIS信息的自动标绘功能，提供的两船CPA、TCPA等碰撞参数，不受气象、海况因素的影响，比ARPA的自动标绘更精确、更实时、更可靠。AIS系统同时会发出警报并在运动图上标示出来，以便提醒驾驶人员。这时驾驶员就应根据当时实际情况和环境，对来船是否存在紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断，及时、尽早地采取有效措施避让来船。 利用AIS系统的短信息功能，向来船发信息协调避让行动 当船舶在海上航行时，瞭望是保障航行安全的第一手段，特别是在能见度不良

的水域航行，利用一切有效的手段进行瞭望，及早地发现来船显得更加重要。利用AIS系统协助瞭望，可以在远距离的水域中及早“发现”来船，并自动识别来船信息供驾驶人员参考，驾驶员便可尽早地充分地对来船的动态进行分析，对其是否构成紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断。当构成紧迫局面或存在碰撞危险时，可从AIS自动识别仪中调出该船的资料，利用AIS系统的短信息功能，把两船之间的避让行动编写成短信息的形式，直接向该船发送短信息，这样就能准确地与构成紧迫局面或存在碰撞危险的船舶直接沟通，协调两船之间的避让行动，达到安全避让的目的，防止碰撞事故的发生。 根据AIS系统提供的信息，用VHF甚高频电话沟通来船协调避让行动 当两机动船在航构成对遇局面或接近对遇局面需要避让时，或两船处于追越局面需要被追越船让路或保向保速时，让路船就需要通过VHF甚高频电话与直航船进行沟通采取避让行动。在此种情况下，如果周围船舶又较多，单凭雷达显示的资料无法直接叫通具体船舶与其沟通协调，这时，就可将雷达显示与AIS系统显示资料进行关联，并从AIS自动识别仪上调出该船舶的船名与呼号，然后直接地准确地用VHF甚高频电话呼叫其船名或船舶呼号与其进行沟通，协调两船之间的行动，以达到安全避让的目的。 船上的AIS设备可能被关闭或者部分船舶（如军舰或渔船）未配备AIS设备AIS交换的信息中，船舶位置和船舶识别无疑是最重要的。一条船只要安装了AIS设备，就可以很容易地获取本区域内所有装有AIS设备船舶的位置及识别、航速航向甚至目的港等信息，这些信息非常有利于船舶航路监视、避碰及在恶劣天气下的航行，但如果被用于其他目的——被恐怖分子或海盗利用，后果

船舶值班

课题：船舶值班 目的：通过学习明确《STCW》公约对船舶驾驶人员值班的要求、强制性标准和 建议性指南，为今后的工作打下扎实 的基础，同时能顺利地通过海事局的 考试。 重点：《STCW》公约与《值班规则》对值班驾驶员的要求、强制性标准和建议性 的指南。 难点：利用本课题的知识准确地解答有关考题。 方法：讲授法 主讲：zhangweixin 教材：船舶值班与避碰（大连海大）及参考资料《STCW》公约和《值班规则》。步骤：一、适于值班 二、值班安排和应遵循的原则 三、驾驶台程序指南 四、航行值班 五、布置作业

教学内容： 本课题主要阐述《STCW》公约有关船舶驾驶人员值班的法定要求，强制性标准和建议性指南。介绍驾驶台工作的组织及工作程序。 一、适于值班 1、保持安全值班的重要性 （1）、避免船舶发生海难事故； （2）、保证船舶随时处于适航状态；（3）、保证船舶所装货物得到妥善保管； 2、适于值班的规定 （1）、适于值班（STCW）公约附则第Ⅷ章“值班规则”规定）各主管机关为了防止疲劳应： 1）、制定和实施值班人员的休息时间；2）、值班制度的安排能使所有值班人员的效率不致因疲劳而削弱，班次的组织能使航行开始各班次人员均已充分休息，或用其他办法使其适于值班。 （2）、强制性标准 1）、所有分派负责值班的高级船员或组成值班的普通船员应在24h内至少有10h的休

息时间； 2）、10h休息时间可分为至多不超过二段，其中一段至少有6h； 3）、有紧急、演习或其他超常工作情况下不必保持第1和第2规定的休息时间要求；4）、10h休息时间可降低到不少于连续6h，条件是这种降低不超过2天，并7天时间内的休息时间不少于70h； 5）、一定时间内的平均工作小时最长每天不应超过12h； 6）、严禁酗酒，值班人员值班前4h内禁止喝酒，值班期间血液中的酒精含量不得超过0.08%； 7）、严禁服用可能导致不能安全值班的药物，严禁吸毒、贩毒； 8）、主管机关应要求将值班安排表张贴在显而易见处每6个月检查一次。 （3）、建议和指导 在《STCW》公约B部分，关于适于值班的指导中对防止疲劳作出如下规定。1）、在遵守休息时间的要求时，“压倒其他工作条件”（超常工作情况）需解释为仅指

船舶拟人智能避碰决策方法及其评价标准的构建_李丽娜

第37卷　第4期大连海事大学学报Vol.37　No.4 2011年11月Journal of Dalian Maritime University Nov.,　2011 文章编号:1006-7736(2011)04-0001-05 船舶拟人智能避碰决策方法及其评价标准的构建 李丽娜1,陈国权1,2,邵哲平1,熊振南1,杨神化1,孙洪波1 (1.集美大学航海学院,福建厦门361021;2.大连海事大学航海学院,辽宁大连116026) 摘要:概括船舶拟人智能避碰决策(PIDVC A)方法及其评价标准构架,论述PIDVCA方法中基本准则的定性衡量和评判依据的定量计算及其在PIDVCA生成与优化算法中的具体实施方法.模拟试验结果表明了所构建PIDVCA方法的科学性、合理性和有效性. 关键词:船舶拟人智能避碰决策(PIDVCA);基本准则;评判标准 中图分类号:U676.1 文献标志码:A Construction of the PIDVC A system and its evaluation standard LI Lina1,CHEN Guoquan1,2,SHAO Zheping1, XIONG Zhennan1,YANG Shenhua1,SUN Hongbo1 (1.Navigation C olle ge,Ji mei University,Xiamen361021,China; 2.Navigation C oll ege,Dalian Maritime Univers ity,Dalian116026,China) A bstract:The personifying intelligent decis ion-making for vessel col-lision avoidance(PIDVCA)system and its evaluation standard frame were summarized.The basic qualitative and quantitative judging standard in the PIDVCA and its concrete implementing way of the al-gorith m of the generation and opti mization were discussed.Simula-tion tests indicate the scientificalness,rationality and validity of the PIDCVA. Key words:personifying intelligent decision-making for vessel colli-sion avoidance(PIDVCA);basic standard;evaluation standard 0　引　言 据不完全统计,绝大多数海上事故均涉及人的因素,因此研究具有智能避碰决策支持功能的船用智能避碰导航仪(VICAN)[1]对减少船舶碰撞事故发生具有重大的现实意义.如何保证VICAN自动提供的避碰决策具有合理有效性,一直是船舶避碰决策领域专家学者十分关注的问题.国内外目前对船舶安全会遇距离(d SD A[i])、紧迫局面距离(d CQS)、紧迫危险距离(d IDS)等量化模型[2-4]的研究相对较少.虽然涉及碰撞危险度研究的文献很多,但鉴于碰撞危险和碰撞危险度的模糊性和不确定性,目前尚无公认和统一的认识[5],尤其在智能避碰决策的自动化方法研究中,目前还没有形成一套较完整的决策方法及其评价标准.为此,本文基于船舶拟人智能避碰决策(PIDVCA)的研究思路[6],构建一套PIDVCA方法及其评价标准,并着重论述其内涵,分析其仿真实验验证结果. 1　PIDVCA方法及其评价标准 如图1所示,PIDVCA方法包含定性的基本准则、定量的评判依据和PIDVC A生成与优化算法.定量的评判依据包括潜在动态危险判据和动态危险度判定阈值、动态危险度判定准则以及决策实施方案动态优化目标函数 . 图1　PIDVCA方法及其评价标准构架 该方法蕴涵在PIDVCA理论模型[7]中,并以过程性知识为载体的智能程序代码编译成PIDVCA可执行程序文件,指导整个PIDVCA形成过程,以确保PIDVCA实施方案达到合理、有效和优化的目的. 收稿日期:2011-06-29 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60774066);福建省交通厅科研基金资助项目(200912)作者简介:李丽娜(1962-),女,福建泉州人,教授,硕士生导师,E-mail:lln668@https://www.wendangku.net/doc/4f8212824.html, DOI:10.16411/https://www.wendangku.net/doc/4f8212824.html, ki.issn1006-7736.2011.04.019