[发明专利]一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法

说明书

本发明公开一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法，建立船舶潜在危险评判阈值SDA量化模型、船舶潜在危险评判模型、船舶碰撞危险度评判阈值模型、初始参考船判定模型，通过所建立的模型对会遇局面和避让方案进行避让效果预测。若避让效果处于安全、次安全或欠安全等级则说明避让方案可行，若处于不安全则启动紧迫危险协调避让方案。通过上述方法，本发明既可以对当前会遇态势下本船采取措施的紧迫程度进行评估，又可以对PIDVCA决策算法形成的避让决策的避让效果进行评估，以确保本船安全避让。采用客观和主观相结合，通过船舶相对运动矢量几何图解分析，综合考虑实际会遇场景，关联改向避让行为，使最终避让决策更加安全经济科学。

技术领域

本发明涉及交通信息工程及控制与载运工具运用工程交叉学科的船舶航行安全技术领域，特别是指一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法。

背景技术

目前两船之间是否存在潜在碰撞危险及危险度的评判机制：当两船的DCPA小于设置的最小安全会遇距离MINCPA(SDA)且TCPA小于设置的MINTCPA时，系统发出碰撞危险报警。对于两船会遇情况来船的尺度大小、速度快慢以及会遇态势不同，本船驾驶员对两船是否存在潜在碰撞危险的感受度不一样，即对会遇时的MINCPA及MINTCPA有不同的要求，例如对小船或慢船或追越他船情景的MINCPA及MINTCPA可以减小，对于大船或快船或交叉局面，MINCPA及MINTCPA必然要求设置大些。

现有雷达、ARPA功能及岸基VTS的碰撞危险预警及危险度评判机制存在以下不足：1、未能充分考虑目标船尺度大小、速度快慢、会遇态势等因素的不同影响程度，对所有船舶都设置相同的危险评判阈值并不合理且不具科学性；2、没有考虑避让的难易程度，评判结果具有局限性。

有鉴于此，本发明人针对上述结构设计/问题上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法，既可以对当前会遇态势下本船采取措施的紧迫程度进行评估又可以对PIDVCA决策算法形成的避让决策的避让效果进行评估，以确保本船安全避让。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评估方法，基于PIDVCA相关基础模型及算法，包括以下步骤：

步骤S1.建立船舶碰撞危险及危险度评判阈值概念及其量化模型

S1-1.建立船舶潜在危险评判阈值SDA量化模型

定义安全会遇距离最大值SDA_max、临界安全会遇距离SDA_L和碰撞临界距离SDA_min，建立船舶潜在危险评判阈值SDA量化模型；其中，SDA_L＝SDA_min+SM_min，SDA_L定义为两船不采取避让措施且能够通过时的最小容忍距离，通过问卷调查获取，SM_min是两船会遇时安全通过时边缘最小富余量，是从SDA_L中提取的驾驶员对危险感受度的主观成分，根据实际会遇情况对SM_min进行个性化调整，使得SDA_L阈值呈现个性化设置；SDA_max＝SDA_L+SM_C，其中SM_C为改向避让操纵余量；

S1-2.船舶潜在碰撞危险评判模型

以临界安全会遇距离SDA_L作为潜在碰撞危险评判阈值，建立船舶潜在碰撞危险评判模型如下：

DCPA[i]SDA_LandTCPA[i]0

其中，DCPA[i]为与目标船i的会遇距离；TCPA[i]为与目标船i的会遇时间；

S1-3.建立船舶碰撞危险度评判阈值模型