[發(fā)明專利]繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011244862.0
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112561232A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉奕;劉濮瑞;趙洪帝;劉敬賢;李湘;王涵;陳政;劉釗
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/20;G06Q50/30
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 葉春娜

本發(fā)明公開了一種繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法，具體包括如下步驟：船舶交通沖突基礎(chǔ)理論研究、船舶交通沖突態(tài)勢表征模型研究、繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法研究；本發(fā)明本發(fā)明一種繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法，創(chuàng)新點主要包括：立足于現(xiàn)有船舶領(lǐng)域模型的研究成果，提出了基于動態(tài)船舶領(lǐng)域的船舶間沖突狀態(tài)和沖突趨勢的沖突判定方法，同時提出了船舶交通沖突區(qū)和安全區(qū)的概念，結(jié)合計算機仿真構(gòu)建了基于船舶領(lǐng)域的船舶交通沖突態(tài)勢表征模型。構(gòu)建了基于船舶交通沖突態(tài)勢的風(fēng)險度量模型，并結(jié)合計算機仿真實現(xiàn)了典型繁忙水域船舶交通沖突動態(tài)風(fēng)險的可視化。為研究降低船舶間碰撞事故發(fā)生率提供了一種新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶交通技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法。

背景技術(shù)

隨著世界貿(mào)易的日益頻繁，水路運輸以其大貨運量、低成本等優(yōu)勢得以蓬勃發(fā)展，我國沿海已經(jīng)成為全球最繁忙的水域之一。然而，隨著水上船舶交通態(tài)勢日趨復(fù)雜，海上交通險情和事故發(fā)生頻率的也不斷增加，對海上船舶航行安全監(jiān)管的有效性提出了更高的要求。船舶數(shù)量密集、交通沖突復(fù)雜導(dǎo)致的碰撞事故和險情多發(fā)的繁忙水域，是海事安全監(jiān)管的重點水域。船舶在繁忙水域航行過程中受到水深、可航水域范圍和船舶密度等通航環(huán)境條件的制約，需要在有限的水域范圍內(nèi)頻繁避讓，存在較大的碰撞風(fēng)險。因此，本案基于繁忙水域內(nèi)船舶所處的不同通航環(huán)境和航行狀態(tài)，研究船舶交通沖突態(tài)勢的系統(tǒng)化表征方法，對微觀及宏觀層面的船舶交通沖突風(fēng)險進行度量，進而實現(xiàn)對船舶碰撞風(fēng)險的有效預(yù)警預(yù)控，保障繁忙水域船舶通航安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法，具體包括如下步驟：

S1：船舶交通沖突基礎(chǔ)理論研究

a：首先，在查閱文獻分析交通沖突技術(shù)在道路、航空領(lǐng)域中應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對船舶交通沖突的產(chǎn)生過程及原理進行分析；

b：其次，通過文獻查閱、德爾菲專家咨詢等方法，研究船舶交通沖突態(tài)勢的影響因素和研究基礎(chǔ)框架，為基于船舶領(lǐng)域的交通沖突態(tài)勢表征建模提供研究基礎(chǔ)；

S2：船舶交通沖突態(tài)勢表征模型研究

a：首先，通過比選得出不同交通沖突態(tài)勢下的動態(tài)船舶領(lǐng)域模型，基于船舶領(lǐng)域模型研究船舶交通沖突態(tài)勢的判定方法；

b：然后，基于船舶交通沖突判定方法及相應(yīng)的船舶操縱模型，運用MATLAB軟件編程實現(xiàn)船舶交通沖突運動態(tài)勢仿真；

c：同時，通過界定出本船與直接沖突船舶、潛在沖突船舶存在的沖突區(qū)與安全區(qū)的范圍，構(gòu)建船舶交通沖突態(tài)勢表征模型；

S3：繁忙水域船舶交通沖突風(fēng)險度量方法研究

a：通過定量分析船舶發(fā)生交通沖突所占的空間(沖突區(qū))相對于可供解決沖突的空間(安全區(qū))的比例大小；

b：選取船舶沖突面積、沖突角度、沖突距離等風(fēng)險度量指標，結(jié)合專家意見和實際影響程度，確定風(fēng)險評價的隸屬度函數(shù)和標準，研究基于船舶安全領(lǐng)域的繁忙水域船舶交通沖突態(tài)風(fēng)險度量方法；

S3：案例分析

a：為驗證船舶交通沖突風(fēng)險度量方法的有效性及合理性，解決繁忙水域船舶碰撞風(fēng)險預(yù)警預(yù)控問題。文章在分析曹妃甸水域通航環(huán)境、交通流特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合船舶交通沖突態(tài)勢表征模型、專家打分閾值設(shè)定，采用MATLAB軟件編程實現(xiàn)對曹妃甸定線制水域范圍內(nèi)船舶交通沖突風(fēng)險的度量及可視化。