《基于gm_1_1_模型的船舶避碰決策的應用研究》

《《基于gm_1_1_模型的船舶避碰決策的應用研究》》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、關鍵詞：GM（1,1）模型；船舶避碰決策；應用研究中圖分類號：U69文獻標識碼：A章編號：1000-8772（2011）12-0124-03方面的研究尚處在實驗室研究階段，其成果也僅涉0引言對于不確定性問題的處理，目前常用的數(shù)學工具主要有概率統(tǒng)計和模糊數(shù)學，但它們在解決這些問題時又存在一定的局限性。如概率統(tǒng)計研究的是“隨機不確定性”現(xiàn)象，其出發(fā)點是大樣本，并要求研究的對象服從某種典型分布；而模糊數(shù)學著重研究的是“認知不確定性”問題，其研究的對象具有“內(nèi)涵明確、外延不明確”的特點，而且對不確定的描述往往憑經(jīng)驗借助隸屬函數(shù)來處理。這在實際船舶運行的環(huán)境下，要想獲得大樣本且

2、符合某種典型分布顯然是不現(xiàn)實的，對憑經(jīng)驗確定的隸屬函數(shù)同樣也是比較困難的而且效果也不一定很好。在1982年，我國學者鄧聚龍教授創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論[1]，為我們探索和分析少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性系統(tǒng)的預測預報問題，提供了一種新的研究方法，它能通過對“部分”已知信息的生成，開發(fā)實現(xiàn)對客觀世界的確切描述和認識。灰色系統(tǒng)理論的GM（1，1）模型，正好能克服概率統(tǒng)計和模糊數(shù)學所不能解決的“小樣本、貧信息”的不確定問題，能通過對“部分”已知信息的生成，開發(fā)實現(xiàn)對客觀世界的確切描述和認識。避碰決策的某個或某些領域，還沒有形成一個系統(tǒng)舶智能避碰決策與控制系統(tǒng)。因此目前在船舶避踐中，還是

3、離不開駕駛員的主觀決策，根據(jù)自身經(jīng)驗手工完成避碰。然而僅憑駕駛員個人直覺判風險大，容易產(chǎn)生決策失誤。因此在船舶避碰領域題亟待解決，如何有效地避免船舶碰撞，以及如何統(tǒng)的自動化和智能化，減輕駕駛員的勞動強度和今為止，還沒有令船舶駕駛人員普遍滿意的有效方要原因，在于避碰決策時所依據(jù)的數(shù)據(jù)、信息和關于往往是不完全的、不精確的、不及時的，有時甚至是決策猶豫、遲緩或失誤。因此，本文試圖采用灰色系法對船舶避碰決策問題作進一步的研究，尋求更為的和安全新方法。2船舶避碰2.1船舶避碰規(guī)則人們對船舶避碰問題的研究從未停止過。早在前，人們就針對船舶操縱問題開展了相互避讓技術形成了避碰幾何的

4、初步原理。近代以來，各航海國家1船舶避碰決策的研究現(xiàn)狀目前，有關兩船避碰決策問題的理論和技術已在國內(nèi)外學者的共同努力下日趨成熟，并已取得了一些可喜成果[2][3][4]，但對多船會遇情況下的避碰決策問題，因國際海上避碰規(guī)則沒有給出具體的避讓指導意見，從而給多船避碰問題的決策和評價帶來了一定的困難。同時，由于船舶駕駛受駕駛員的經(jīng)驗和心里因素的影響很大，盡管許多學者近年來對此方面作了研究，但與全的愿望，陸續(xù)制定了具有法律規(guī)范和技術規(guī)則的則。如：1863年英國和法國為了保障海上安全和明事故后的責任，開始實行雙方共同商定的海上航行則逐漸為美、德、比利時、丹麥、日本和挪威等海運

5、其中的若干重要條款仍沿用至今。隨著國際貿(mào)易的飛速發(fā)展，海上船舶越來越多快，貿(mào)易航線上通航密度越來越大，船舶碰撞的事各締約國普遍接受和遵守的規(guī)則是1972年10月16～20日海協(xié)在倫敦制定的《1972年國際海上避碰規(guī)則公約》。因為該規(guī)則對公海、毗連區(qū)和領海內(nèi)一切水域中航行的所有船舶在下列幾方面都作了具體規(guī)定，如：安全航速、避免碰撞、在狹窄水道航行和分道通航的行動準則；船舶之間追越、對遇、交叉、讓路和直航時的責任；號燈、號型的設置位置和要求；各種聲響和燈光的含義等。該公約自1977年7月15日生效后，截至1984年8月31日，已有88個締約國接受了該公約。我國于1957年

6、、1975年和1980年也先后接受了1948年、1960年和1972年的國際海上避碰規(guī)則。2.2船舶避碰過程船舶在航行過程中，當發(fā)生兩船相遇并可能產(chǎn)生碰撞時，通常按如下步驟進行避讓處理[29]，如圖2-1所示。從圖中可以看出，船舶避讓過程主要有：①發(fā)現(xiàn)來船，收集信息；②根據(jù)來船情況確定安全通過距離；③判斷是否要采取避讓行動；④確定取行動的時機；⑤確定避讓行動的方式；⑥復航等六個步驟。中，第①步是基礎，它不僅幫助我們隨時確定或預測來船的運狀態(tài)，而且還幫助我們對來船的威脅態(tài)勢進行實時評估與預為本船的操縱和采取的避讓行為起輔助決策作用。通常情況下，船舶值班員可根據(jù)瞭望和雷達

7、探測設備等具收集本船舶向上的來船信息，經(jīng)分析和綜合處理后，判斷或測評估來船對本船產(chǎn)生的碰撞威脅。當發(fā)現(xiàn)來船對本船構成態(tài)勢具有威脅時，應根據(jù)國際船舶避碰準則和日常避碰積累經(jīng)驗盡早地告知船舶駕駛員做好避讓準備。如果沒有碰撞危則不必采取任何行動；否則駕駛人員應根據(jù)兩船可能的會遇態(tài)，依海上避碰規(guī)則確定需要采取的避讓操縱，直至駛過讓恢復本船航向后，該次避碰過程才算完畢。圖2-1船舶避讓過程2.3船舶碰撞危險國際海上避碰規(guī)則是根據(jù)碰撞危險來指導船舶避碰行動的，因為碰撞危險決定了避碰規(guī)則的使用時機。但在國際海上避碰規(guī)則中，并沒有給出碰撞危險明確的概念。這里，我們可