本文關鍵詞：內(nèi)河船舶領域及避碰模型優(yōu)化研究

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【摘要】：近年來,內(nèi)河船舶的數(shù)量急劇增多,船舶密度不斷增大,加之受航道、橋梁、水深的限制,以及復雜航行環(huán)境的影響,船舶操縱日趨困難,碰撞事故時有發(fā)生。碰撞事故不僅造成人身安全和經(jīng)濟損失,而且對于危險品運輸船舶事故,往往造成嚴重的水域污染。因此,如何防止船舶碰撞事故的發(fā)生是內(nèi)河交通安全領域亟待解決的問題。本文在二維船舶領域和蛋形船舶領域的基礎上,提出橢圓餅形的三維動態(tài)船舶領域,基于船舶領域建立內(nèi)河船舶避碰路徑優(yōu)化模型。相比原有內(nèi)河避碰決策模型,更多考慮相對速度、來船方位、航道邊界、橋梁、水深等因素進行模型優(yōu)化,并成功用于多種內(nèi)河避碰情形的模擬仿真。具體研究內(nèi)容如下:(1)對船舶領域、船舶碰撞危險度(CRI)和船舶避碰決策方法三個部分進行綜述,對比分析內(nèi)河船舶避碰研究的現(xiàn)狀,指出內(nèi)河船舶領域及避碰的研究趨勢。(2)從航行環(huán)境、會遇船只、船舶自身三方面對內(nèi)河碰撞危險源進行識別分析;分析不同航行環(huán)境的船舶領域模型,根據(jù)狹窄水域的對遇、追越等模型,簡化內(nèi)河船舶領域模型;并在此基礎上,分析領域的三維性和動態(tài)性,構(gòu)建內(nèi)河三維動態(tài)船舶領域空間模型。(3)考慮船舶最小安全距離、岸吸、船吸等因素,構(gòu)建三維的最小安全領域;結(jié)合三維動態(tài)船舶領域進行船舶碰撞危險分析,利用模糊理論方法,對水面、水上、水下等部分,建立內(nèi)河船舶碰撞危險度綜合評判數(shù)學模型。(4)以最小危險度和最短避碰路徑為目標,基于路徑點編碼的遺傳算法,建立內(nèi)河船舶避碰路徑優(yōu)化模型;利用混沌理論改進遺傳算法,應用MATLAB編程分別在水面礙航物、橋梁、水底礙航物、兩船對遇、追越避碰情況下做了仿真實驗,以檢驗模型和算法的正確性。仿真實驗表明,本文基于三維動態(tài)船舶領域建立的內(nèi)河船舶避碰路徑優(yōu)化模型,可以應用于內(nèi)河船舶避碰。研究成果為內(nèi)河船舶避碰研究提供一種新的思路和方法,對保障內(nèi)河水上交通安全具有重要意義。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U675.96

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本文編號：1175111