[發明專利]一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法

有效

• 申請號: 201910196803.1
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110009936B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 楊凌波;段澤;覃善興;李常偉;文婷
• 申請（專利權）人: 北京海蘭信數據科技股份有限公司
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02
• 代理公司: 北京潤捷智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11831
• 代理人: 孫巍

1.一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，包括：

S1，采集當前船只預定航行區域內的多個目標船只的航行參數；

S2，根據各目標船只的航行參數以及當前船只的預定航行參數分別計算得到各目標船只碰撞危險度；

S3，根據預設的危險等級閾值范圍對各目標船只碰撞危險度進行危險等級的分類，并根據各目標船只的危險等級將其分為安全目標船、次危險目標船只和危險目標船只；在當前船只預定航行區域內根據安全目標船、次危險目標船只的航行參數劃分禁航區；

S4，將禁航區以外的當前船只預定航行區域劃分為可航行區域，并根據預設的危險目標船只數量閾值范圍判斷在處于可航行區域內危險目標船只的數量；

S401，若危險目標船只的數量未超出危險目標船只數量閾值范圍，則根據可航行區域和危險目標船只的航行參數獲取當前船只的避碰方案；

S402，若危險目標船只的數量超出危險目標船只數量閾值范圍，則調整預設的危險等級閾值范圍，并根據調整后的危險等級閾值范圍對各危險目標船只碰撞危險度再次進行危險等級的分類，并根據各危險目標船只的危險等級將其分為高度危險目標船只和輕度危險目標船只；在當前船只預定航行區域內根據輕度危險目標船只的航行參數再次劃分禁航區；

S403，根據再次劃分的禁航區重新調整可航行區域，并根據預設的危險目標船只數量閾值范圍再次判斷在處于調整后的可航行區域內的高度危險目標船只的數量；S4031，若高度危險目標船只的數量未超出危險目標船只數量閾值范圍，則根據調整后的可航行區域和高度危險目標船只的航行參數獲取當前船只的避碰方案；

S4032，若高度危險目標船只的數量超出危險目標船只數量閾值范圍，則重復步驟S402，直至高度危險目標船只的數量未超出危險目標船只數量閾值范圍后，則根據調整后的可航行區域和高度危險目標船只的航行參數獲取當前船只的避碰方案；

通過聚類算法分別根據安全目標船、次危險目標船只的航行參數劃分禁航區，并通過聚類算法根據輕度危險目標船只的航行參數再次劃分禁航區；

其中，通過聚類算法根據安全目標船的航行參數劃分禁航區，具體實現如下：

第一步，通過聚類算法根據各安全目標船的相對位置選取聚類數；

第二步，從所有安全目標船中任意選取聚類數個安全目標船作為初始聚類中心；

第三步，計算每個安全目標船與初始聚類中心的距離，并根據最小距離將安全目標船劃分至不同的聚類中；

第四步，計算每一個聚類中所有安全目標船的中心位置作為新聚類中心；

第五步，計算每一個聚類中所有安全目標船到新聚類中心的距離均值，并與每個安全目標船的平均安全會遇距離SDA值相比；

第六步，若每一個聚類中所有安全目標船到新聚類中心的距離均值大于每個安全目標船的平均SDA值，則聚類區域為禁航區；

第七步，若每一個聚類中所有安全目標船到新聚類中心的距離均值小于每個安全目標船的平均SDA值，則回到第三步。

2.根據權利要求1所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，航行參數包括船只的航速、航向、位置。

3.根據權利要求2所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，通過模糊數學計算法、BP神經網絡法和灰色關聯分析法中任一種計算各目標船相對于當前船只的碰撞危險度。

4.根據權利要求2所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，碰撞危險度為兩船會遇時的最小通過距離DCPA值。

5.根據權利要求2所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，碰撞危險度為TCPA值。

6.根據權利要求2所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，在步驟S2中，碰撞危險度包括SDA值和兩船最小會遇時間TCPA值；在步驟S3中，碰撞危險度為DCPA值；在步驟S402中，碰撞危險度為TCPA值。

7.根據權利要求2所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，危險目標船只數量閾值范圍為1～5。

8.根據權利要求7所述的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，其特征在于，通過PIDVCA算法根據可航行區域和危險目標船只獲取避碰方案。