不同水域船舶會(huì)遇危險(xiǎn)評(píng)判閾值

陳傳仁， 李國(guó)定， 李福生， 李麗娜， 陳國(guó)權(quán)

(集美大學(xué) 航海學(xué)院， 福建 廈門 361021)

人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，有助于推動(dòng)科技的整體發(fā)展，隨著航海儀器和航海相關(guān)智能感知設(shè)備等工具的開發(fā)與升級(jí)，保證船舶碰撞危險(xiǎn)閾值的精確度和優(yōu)化避碰模型勢(shì)在必行。在船舶航行時(shí)設(shè)置的碰撞危險(xiǎn)閾值有偏差會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)警時(shí)有發(fā)生，采取避碰措施也無(wú)法完全避免碰撞的發(fā)生。因此，優(yōu)化船舶碰撞危險(xiǎn)閾值的評(píng)判模型是當(dāng)務(wù)之急，該模型可確保在不同水域下提供給不同類型的船舶準(zhǔn)確的碰撞危險(xiǎn)閾值，對(duì)獲取船舶碰撞危險(xiǎn)預(yù)警信息和開展避碰行動(dòng)具有重要意義。

船舶碰撞危險(xiǎn)度一直都是海上交通工程研究的重點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外對(duì)船舶碰撞危險(xiǎn)度進(jìn)行了廣泛的研究。早期GOODWIN[1]、DAVIS等[2]和COLLEY等[3]分別提出船舶領(lǐng)域、動(dòng)界和RDRR(Range to Domain/Range Rate)模型包括兩船會(huì)遇時(shí)的最近會(huì)遇距離(Distance of Closest Point of Approach，dCPA)、兩船到達(dá)最近會(huì)遇距離時(shí)間(Time to Closest Point of Approach，tCPA)、船舶領(lǐng)域(Domain)和動(dòng)界(Arena)等避碰參數(shù)概念[4]，這些概念的提出具有重要的理論與實(shí)際意義。近年來，CHIN等[5]建立一個(gè)有序概率單位回歸模型，用于在港口水域航行過程中感知碰撞危險(xiǎn)。SILVEIRA等[6]提出一種根據(jù)船舶先前的位置、航向和速度估計(jì)未來的距離，并將其與規(guī)定的碰撞直徑相比較，通過評(píng)估碰撞候選數(shù)量計(jì)算碰撞危險(xiǎn)的方法。SZLAPCZYNSKI等[7]提出基于領(lǐng)域的碰撞風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)解析公式、領(lǐng)域違規(guī)度(Degree of Domain Violation，DDV)和領(lǐng)域間違規(guī)時(shí)間(Time to Domain Violation，TDV)。鄭中義等[8]建立空間碰撞危險(xiǎn)度、時(shí)間碰撞危險(xiǎn)度和碰撞危險(xiǎn)度模型，綜合考慮碰撞的危險(xiǎn)性和避碰的難易程度，但在船舶領(lǐng)域尚未考慮本船和目標(biāo)船尺度的影響，且僅適用于開闊水域。王剛[9]利用擴(kuò)展式博弈論執(zhí)行船舶避讓決策，在碰撞危險(xiǎn)度方面利用模糊理論進(jìn)行界定，實(shí)現(xiàn)在開闊水域內(nèi)對(duì)兩船對(duì)遇、交叉和追越的有效避讓。蘇鵬[10]采用幾何分析方法確定船舶在不同位置的安全會(huì)遇距離(Safe Distance of Approach,SDA)，求取船舶避碰時(shí)的最晚施舵時(shí)機(jī)，以評(píng)判船舶碰撞危險(xiǎn)度。

綜上所述:現(xiàn)有的船舶碰撞危險(xiǎn)閾值精確性不足;目前有關(guān)船舶碰撞危險(xiǎn)閾值的研究多集中在開闊水域和港口水域，已有的科研成果大多是在1種水域下研究船舶碰撞危險(xiǎn)閾值。智能化是現(xiàn)代航海船舶發(fā)展的主要方向，而船舶智能化的核心目標(biāo)之一是航行安全，但船舶通航環(huán)境的復(fù)雜性決定了某種水域下的單一的危險(xiǎn)評(píng)判閾值不適用于現(xiàn)階段的水路運(yùn)輸，不能保障航行安全也就更不適用于智能航海。因此，研究在不同水域條件下的船舶會(huì)遇局面的危險(xiǎn)評(píng)判閾值對(duì)保證海上交通安全和船舶安全避碰具有重要意義。本文研究在不同水域各種會(huì)遇局面下的SDAc，提供與感知設(shè)備相匹配的足夠精確的船舶碰撞危險(xiǎn)評(píng)判閾值，為建立準(zhǔn)確的船舶輔助避碰決策系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)船舶智能化航行奠定基礎(chǔ)。

1 SDA邊界模型相關(guān)概念

為保證船舶安全航行，能高效地實(shí)現(xiàn)能效智能管理，正確判斷本船與他船是否存在碰撞危險(xiǎn)，保證船舶碰撞危險(xiǎn)評(píng)判閾值的準(zhǔn)確性尤為重要。

船舶碰撞危險(xiǎn)評(píng)判閾值通常指SDA[11]，為更合理地劃分船舶會(huì)遇時(shí)的危險(xiǎn)度，根據(jù)COLREGs提出安全會(huì)遇距離的基本概念，結(jié)合解析幾何理論分析，提出最大安全會(huì)遇距離SDAmax、臨界安全會(huì)遇距離SDAc和安全會(huì)遇距離最小值SDAmin等3個(gè)判定危險(xiǎn)度的重要概念。本文針對(duì)SDAc，應(yīng)用調(diào)查問卷法，結(jié)合解析幾何理論分析臨界碰撞距離，以此研究確定船舶碰撞危險(xiǎn)評(píng)判閾值。

1.1 SDA邊界模型定義

在原有港口水域船舶危險(xiǎn)判斷閾值模型的基礎(chǔ)上，將不同等級(jí)的閾值作為SDA的邊界，通過構(gòu)建SDA邊界模型實(shí)現(xiàn)不同水域危險(xiǎn)判斷閾值的合理量化。SDA是模糊的概念，要實(shí)現(xiàn)船舶避碰預(yù)警，必須研究?jī)纱琩CPA在什么范圍內(nèi)存在潛在碰撞危險(xiǎn)。[12]SDA模型示意見圖1，SDAc介于SDAmin與SDAmax之間，有

SDA?{SDAmin,SDAc,SDAmax}

(1)

式(1)中：SDAmin為以本船為中心，不考慮操縱余地，兩船保速保向不致發(fā)生碰撞的安全會(huì)遇距離最小值，又稱臨界碰撞會(huì)遇距離；SDAc(SDAc=SDAmin+MSmin)是在SDAmin的基礎(chǔ)上，加上避讓時(shí)兩船通過時(shí)邊緣間的最小富余量MSmin，以SDAc作為兩船是否存在潛在危險(xiǎn)的重要判據(jù)之一，并作為SDA模糊邊界{SDAc，SDAmax}的內(nèi)邊界;SDAmax為最大安全會(huì)遇距離，指本船在避讓他船時(shí)，仍保留一定時(shí)間余量進(jìn)行操縱避讓，使兩船能在SDAc外通過的距離。MSc為在SDAc的基礎(chǔ)上一定時(shí)間的操縱余量。

一般危險(xiǎn)情況下，以dCPA0為存在潛在危險(xiǎn)的判定條件，以SDA=SDAmax作為兩船避讓時(shí)安全通過的SDAmax。根據(jù)上述安全會(huì)遇距離模型的相關(guān)概念，結(jié)合幾何模型分析，得到SDA邊界閾值模型示意見圖2。

圖1 SDA模型示意

圖2 SDA邊界閾值模型示意

關(guān)于SDA邊界閾值，與WOERNER等[13]有關(guān)最近會(huì)遇距離(Closest Point of Approach，CPA)范圍的研究?jī)?nèi)容不謀而合，雖然雙方關(guān)注的重點(diǎn)有所區(qū)別，但各自研究?jī)?nèi)容的具體細(xì)節(jié)基本一致。因此，如何精確量化危險(xiǎn)評(píng)判閾值是研究的重點(diǎn)，更是實(shí)現(xiàn)船舶智能化的關(guān)鍵。

1.2 船舶臨界碰撞會(huì)遇距離的計(jì)算模型

基于鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡水域船舶碰撞危險(xiǎn)智能預(yù)警模型的研究與實(shí)踐，SDAmin是以本船雷達(dá)安裝位置為中心，考慮兩船的尺寸、會(huì)遇態(tài)勢(shì)和船位誤差形成的。SDAmin是不考慮“操縱余地”，兩船保速保向能避免碰撞的最小會(huì)遇距離。將本船雷達(dá)安裝位置點(diǎn)和目標(biāo)船的雷達(dá)回波中心點(diǎn)視為計(jì)算船舶距離的參考點(diǎn)，根據(jù)船舶SDAc的定義，將本船與目標(biāo)船正好能交會(huì)通過時(shí)A、B兩點(diǎn)的距離作為船舶的SDAmin。以本船過目標(biāo)船艉部的某種情況為例加以分析，本船與目標(biāo)船的幾何的關(guān)系見圖3。

圖3中:Ct為目標(biāo)船艏向;Co為本船艏向;α為從本船艏向沿順時(shí)針方向到目標(biāo)船艏向的夾角，當(dāng)Ct-Co>0時(shí)，α=Ct-Co，否則，α=Ct-Co+360°;Lt為目標(biāo)船船長(zhǎng);Lo為本船雷達(dá)位置點(diǎn)到船頭的距離;Bt為目標(biāo)船船寬;Bo為本船船寬;A為本船雷達(dá)的安裝位置點(diǎn);B為目標(biāo)船的中心點(diǎn)，AB即為所求的SDAmin，根據(jù)余弦定理可得

(2)

式(2)中：P為目標(biāo)船定位精度。

2 問卷調(diào)查概況

2.1 問卷調(diào)查設(shè)計(jì)

本次問卷調(diào)查設(shè)計(jì)是以兩船SDAc為研究主體，通過有關(guān)SDA的知識(shí)，結(jié)合相對(duì)運(yùn)動(dòng)幾何分析方法確定的會(huì)遇特征，綜合考慮船舶避碰的難易程度，確定此次問卷調(diào)查的具體項(xiàng)目。

2.1.1關(guān)于兩船SDAc的調(diào)查問卷

該調(diào)查問卷在調(diào)查排除船速影響的情況下，本船與他船在不同會(huì)遇局面和不同航行水域過艏部或過艉部和過左側(cè)或過右側(cè)時(shí)的SDAc，見圖4。

圖3 本船過目標(biāo)船艉部示例

圖4 SDAc示意

2.1.1.1 水域特征劃分和定義

水域特征指船舶航行水域?qū)儆陂_闊、繁忙或航道所屬不同水域。本次問卷將航行水域劃分為航道水域、繁忙水域和開闊水域等3種水域。鑒于航海上對(duì)該概念沒有明確的定義，基于船舶擬人智能避碰決策(Personifying Intelligent Decision-making for Vessel Collision Avoidance，PIDVCA)方法自定義如下。

(1) 航道水域：指水域?qū)挾仁芟拗率勾案淖兒较蚴艿絿?yán)重限制的自然航道或人工疏浚航道水域，由海圖數(shù)據(jù)和航路信息提供的水域界限定義。

(2) 繁忙水域：指由于船舶交通流和(或)密度的影響致使船舶大幅度改向受到限制的水域。

(3) 開闊水域：指船舶大幅度改向(包括旋回)不受限制且不對(duì)他船形成碰撞危險(xiǎn)的水域。

2.1.1.2 會(huì)遇局面的劃分

(1) 目標(biāo)船相對(duì)方位的劃分。目標(biāo)船相對(duì)方位的差別也會(huì)使兩船避讓決策方案發(fā)生變化，因此需對(duì)目標(biāo)船的相對(duì)方位進(jìn)行詳細(xì)劃分?？紤]孫峰等[14]提出的典型船舶會(huì)遇態(tài)勢(shì)關(guān)系區(qū)域圖，以本船中心和本船真航向?yàn)閰⒄战⒆鴺?biāo)系，根據(jù)目標(biāo)船的位置將其劃分為a、b、c、d、e、f、g和h等8個(gè)區(qū)域(見圖5)。

圖5 目標(biāo)船相對(duì)方位詳細(xì)劃分示意

圖5中:a區(qū)域和b區(qū)域分別為左右舷對(duì)遇區(qū)域；c區(qū)域和d區(qū)域分別為左右舷前方交叉區(qū)域；e區(qū)域和f區(qū)域分別為左右舷正橫附近交叉區(qū)域;g區(qū)域和h區(qū)域分別為左右舷后方追越區(qū)域。

(2) 會(huì)遇局面的確定。綜合考慮本船和目標(biāo)船的航速、航向和目標(biāo)船的相對(duì)方位，依據(jù)COLREGs中船舶在互見中的行動(dòng)規(guī)則確定22種典型的會(huì)遇局面，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，各會(huì)遇局面的編號(hào)代表相對(duì)應(yīng)狀態(tài)的編號(hào)，即編號(hào)1代表狀態(tài)1，編號(hào)22代表狀態(tài)22等，會(huì)遇局面劃分見表1。

2.1.1.3 本船和目標(biāo)船尺度的劃分

此次問卷將100 m長(zhǎng)的船舶作為船長(zhǎng)L<150 m代表船型，200 m長(zhǎng)的船舶作為船長(zhǎng)150 m≤L<250 m代表船型，300 m長(zhǎng)的船舶作為船長(zhǎng)L≥250 m代表船型。

2.2 調(diào)查對(duì)象及回收情況

調(diào)查問卷采用紙質(zhì)問卷的方式，針對(duì)具有豐富實(shí)船操控經(jīng)驗(yàn)的船長(zhǎng)、大副、二副和引航員等發(fā)放問卷150份，收回150份，其中有效問卷145份。

3 調(diào)查結(jié)果及分析

根據(jù)本船船長(zhǎng)分為100 m、200 m和300 m等3類問卷，分別獲得32份、70份和43份答卷。

3.1 數(shù)據(jù)處理

對(duì)不同會(huì)遇局面下，不同尺度的本船在不同水域中會(huì)遇不同尺度的他船，過其艏部、艉部、左側(cè)和右側(cè)時(shí)的SDAc進(jìn)行問卷調(diào)查。

表1 會(huì)遇局面劃分

調(diào)查問卷中數(shù)據(jù)處理部分采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，利用數(shù)據(jù)的平均數(shù)、方差和中位數(shù)等統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算，對(duì)問卷獲得的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，對(duì)樣本數(shù)據(jù)中不合理的值用其他樣本平均數(shù)進(jìn)行插補(bǔ)。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1SDAc結(jié)果分析

當(dāng)在開闊水域條件下本船的尺度為100 m時(shí)，對(duì)應(yīng)的不同他船尺度在不同會(huì)遇局面下的SDAc結(jié)果分析如下。

3.2.1.1 對(duì)遇局面

問卷中對(duì)遇局面分為本船左舷對(duì)遇和本船右舷對(duì)遇2種局面下本船過他船左(右)側(cè)的2種狀態(tài)，其SDAc示意見圖6。由圖6可知：本船左右舷對(duì)遇時(shí)，SDAc基本相同。

3.2.1.2 交叉局面

問卷中交叉局面詳細(xì)劃分為左交叉、右交叉、左正橫附近交叉和右正橫附近交叉等4種局面下本船過他船艏(艉)或他船過本船艏(艉)的8種狀態(tài)，其中左右交叉局面下SDAc示意見圖7。由圖7可知:左右交叉時(shí)，SDAc呈現(xiàn)出本船過他船艏部會(huì)遇局面下略大于本船過他船艉部會(huì)遇局面下的規(guī)律，且左交叉局面略小于右交叉局面，符合互見中COLREGs第16條“讓路船的行動(dòng)”和第17條“直航船的行動(dòng)”條款。左右正橫附近交叉與左右交叉的規(guī)律大體相同，其SDAc關(guān)系為他船過本船艉部會(huì)遇局面略小于他船過本船艏部會(huì)遇局面，且左正橫附近交叉局面略小于右正橫附近交叉局面。

圖6 對(duì)遇局面下SDAc示意

圖7 左右交叉局面下SDAc示意

3.2.1.3 追越局面

問卷中追越局面詳細(xì)劃分為本船左(右)舷追越他船、本船左(右)舷被追越、左(右)后方他船追越本船和左(右)后方本船追越他船等8種局面下本船過他船左(右)側(cè)、本船過他船艏部(艉部)或他船過本船艏部(艉部)等12種狀態(tài)，其中左右舷追越和被追越局面下SDAc示意見圖8。由圖8可知：本船左右舷追越和被追越時(shí)，SDAc在本船過他船左(右)側(cè)時(shí)基本相同，且在追越和被追越局面下也基本相同。左右后方被追越局面下SDAc示意見圖9。

圖8 左右舷追越和被追越局面下SDAc示意

圖9 左右后方被追越局面下SDAc示意

由圖9可知：在本船左右后方被追越時(shí)，SDAc滿足他船過本船艉部會(huì)遇局面略小于他船過本船艏部會(huì)遇局面，且左(右)后方他船追越本船時(shí)基本一致。本船左右后方追越時(shí)和本船左右后方被追越時(shí)也呈現(xiàn)相似的規(guī)律，其SDAc滿足本船過他船艏部會(huì)遇局面略大于本船過他船艉部會(huì)遇局面，且左(右)后本船追越他船時(shí)也基本一致。

本船尺度和他船尺度均為100 m時(shí)，在相同會(huì)遇局面開闊水域和繁忙水域條件下的SDAc比較見圖10。

圖10 SDAc比較圖

由圖10可知：在會(huì)遇局面下，當(dāng)本船和他船尺度相同時(shí)，開闊水域條件下的SDAc大于繁忙水域條件下的SDAc。

結(jié)合所有數(shù)據(jù)的具體結(jié)果可知：在開闊水域、本船尺度為200 m和300 m的條件下，以及在繁忙水域條件下,對(duì)應(yīng)的不同船舶尺度在不同會(huì)遇局面下的SDAc與在開闊水域條件下本船尺度為100 m時(shí)具有相似的規(guī)律；在航道水域條件下,SDAc與開闊水域和繁忙水域條件下的SDAc基本一致，唯一不同是在航道水域條件下無(wú)左右舷來船之分，其左舷來船和右舷來船的SDAc基本相同。綜上所述，可得出以下結(jié)論：

(1) 在相同水域條件下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，狀態(tài)5～狀態(tài)12中本船過他船艏部會(huì)遇局面下的SDAc略大于本船過他船艉部會(huì)遇局面下的SDAc。

(2) 在相同水域條件下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，狀態(tài)13～狀態(tài)20中他船過本船艏部會(huì)遇局面下的SDAc略大于他船過本船艉部會(huì)遇局面下的SDAc。

(3) 在相同水域條件下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，狀態(tài)21、狀態(tài)22和狀態(tài)1～狀態(tài)4中本船過他船左側(cè)會(huì)遇局面下的SDAc與本船過他船右側(cè)會(huì)遇局面下的SDAc基本相同。

(4) 在相同會(huì)遇局面下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，開闊水域條件下的SDAc大于繁忙水域條件下的SDAc。

(5) 在開闊水域和繁忙水域條件下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，在左舷來船局面下和右舷來船局面下(如左交叉和右交叉)略有不同，基本滿足左舷來船時(shí)SDAc略小于右舷來船時(shí)SDAc。

(6) 在航道水域條件下，當(dāng)本船和他船的尺度確定時(shí)，SDAc在左舷來船局面下和在右舷來船局面下基本相同。

3.2.2SDAc比較分析

根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)遇、交叉和追越等局面下的SDAc有一定的差異，彼此之間存在一定的隱性關(guān)系。

本文僅示例分析調(diào)查問卷中在開闊水域條件下本船尺度為100 m且他船尺度為100 m時(shí)各種會(huì)遇局面的SDAc。通過上述會(huì)遇局面的劃分，對(duì)本船左舷來船和本船右舷來船進(jìn)行分析，其中狀態(tài)3～狀態(tài)8因相對(duì)方位角不符而不參與分析。

將狀態(tài)1、狀態(tài)2和狀態(tài)9～狀態(tài)22的SDAc輸入到MATLAB程序中，通過最小擬合的最小二乘法原理擬合數(shù)據(jù)，調(diào)查問卷中在開闊水域條件下本船和他船的尺度均為100 m時(shí),各種會(huì)遇局面下的SDAc擬合示意見圖11。

圖11 SDAc擬合示意

由圖11可知：本船左舷來船與本船右舷來船時(shí)的SDAc擬合曲線趨勢(shì)相似且其SDAc擬合值較為接近。由于調(diào)查問卷中會(huì)遇局面劃分較為詳細(xì)，目前數(shù)據(jù)還無(wú)法確定各會(huì)遇局面的定性關(guān)系，因此僅將各會(huì)遇局面涵蓋在COLREGs提出的對(duì)遇、交叉和追越等3種局面下分析，可知SDAc在交叉局面下最大，在追越局面下次之，在對(duì)遇局面下最小。本船右舷來船時(shí)SDAc在相對(duì)方位角為(0°，6°)時(shí)最小，在相對(duì)方位角為(6°，112.5°)時(shí)逐漸增大，在相對(duì)方位角為(112.5°，180°)時(shí)逐漸減小。本船左舷來船時(shí)SDAc與本船右舷來船時(shí)SDAc存在相同的規(guī)律，均為SDAc隨著相對(duì)方位角的增大先逐漸增大再減小。

3.3 比例系數(shù)λMs的確定

對(duì)于海上交通安全而言，船舶在采取避碰行動(dòng)的關(guān)鍵時(shí)期是分秒必爭(zhēng)的，為方便駕駛員能在第一時(shí)間掌握各會(huì)遇局面下的SDAc，可通過引入比例系數(shù)λMs，根據(jù)各會(huì)遇局面下SDAc的大小關(guān)系，及時(shí)確定某會(huì)遇局面下的SDAc，保證駕駛員有足夠的時(shí)間思考并及時(shí)采取正確的避碰措施。比例系數(shù)λMs確定的具體步驟如下：

1) 通過問卷獲取不同會(huì)遇局面和不同船舶尺度過艏部或過艉部和過左側(cè)或過右側(cè)的SDAc。

2) 根據(jù)幾何模型，計(jì)算不同會(huì)遇局面和不同船舶尺度下過艏部或艉部的SDAc。

3) 根據(jù)MSmin=SDAc-SDAmin，獲得在不同會(huì)遇局面和不同船舶尺度下過艏部或艉部的MSmin。

將每種水域條件下本船尺度為100 m的船舶對(duì)應(yīng)他船尺度為100 m、200 m和300 m類型的船舶得到的各會(huì)遇局面下的比例系數(shù)λMs記錄在一個(gè)表格中，每個(gè)表格中包含66個(gè)系數(shù)。問卷中涉及3種水域條件、3種本船尺度，故可得到獲取比例系數(shù)的9個(gè)表格。

3.4 問卷內(nèi)容整理

由調(diào)查問卷調(diào)查的結(jié)果可知:本船追越他船局面下和他船追越本船局面下其SDAc基本一致，無(wú)左舷來船和右舷來船之分。因此，在后續(xù)的研究工作中，將現(xiàn)階段調(diào)查問卷中有關(guān)會(huì)遇局面劃分的內(nèi)容進(jìn)一步調(diào)整為：

1) (左右舷)追越和被追越改為本船追越他船、他船追越本船。

2) 左右后方被追越改為后方他船追越本船。

3) 左右后方追越改為后方本船追越他船。

綜合考慮本船、目標(biāo)船的航速、航向和目標(biāo)船的相對(duì)方位，最終確定16種會(huì)遇局面。通過問卷結(jié)果對(duì)會(huì)遇局面相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，可為后續(xù)課題研究減輕負(fù)擔(dān)，是研究過程中查漏補(bǔ)缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于調(diào)查問卷研究初步獲得在不同水域、不同會(huì)遇局面下不同船舶尺度的SDAc，了解到各會(huì)遇局面下SDAc的潛在關(guān)系。同時(shí)，記錄船訊網(wǎng)上船舶航行時(shí)的各項(xiàng)航行數(shù)據(jù)，獲得與調(diào)查問卷中各會(huì)遇局面相匹配的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。通過二者對(duì)比發(fā)現(xiàn)：調(diào)查問卷中航道水域、繁忙水域和開闊水域條件下各會(huì)遇局面的SDAc與實(shí)測(cè)值均存在不同程度的誤差，且其結(jié)果總體偏大，有待借助數(shù)據(jù)挖掘等方法，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)問卷結(jié)果進(jìn)行修改。

盡管問卷調(diào)查是針對(duì)互見情況進(jìn)行的，目前由于船舶感知設(shè)備尚不具備對(duì)COLREGs第18條船舶之間的責(zé)任條款中權(quán)利船舶進(jìn)行識(shí)別的功能，故未設(shè)計(jì)該情況下的項(xiàng)目調(diào)查，但若能獲得該條款下的權(quán)利船舶特征，諸如船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)信息，依然可采用該問卷調(diào)查值，或根據(jù)權(quán)利船的特殊情況(如考慮操限船作業(yè)水域等)，通過調(diào)整危險(xiǎn)評(píng)判閾值調(diào)整系數(shù)(互見中機(jī)動(dòng)船閾值調(diào)整系數(shù)為1)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于COLREGs第19條在能見度不良情況下的危險(xiǎn)評(píng)判閾值,在模型中可根據(jù)能見度儀信息自動(dòng)調(diào)整系數(shù)，以滿足安全要求。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合完善并精確各會(huì)遇局面下的SDAc，建立不同水域船舶會(huì)遇危險(xiǎn)評(píng)判閾值系統(tǒng)，仍需進(jìn)一步研究。保證危險(xiǎn)評(píng)判閾值系統(tǒng)的正確性能提高預(yù)警率，為建立準(zhǔn)確的船舶避碰輔助決策奠定基礎(chǔ)，提高船舶避碰的有效性，同時(shí)在自動(dòng)避碰方面為實(shí)現(xiàn)船舶智能航海提供技術(shù)保障。