基于場論的水域船舶碰撞危險度研究.pdf

1、隨著海上交通日益密集以及船舶日益大型化，船舶碰撞事故的頻繁發(fā)生帶來的損失和危害愈加嚴(yán)重。因此，如何避免船舶碰撞一直是世界海事研究領(lǐng)域重點關(guān)注的焦點問題之一。盡管如今船舶交通服務(wù)在硬件方面已經(jīng)實現(xiàn)高度集成化、智能化，但是在船舶避碰支持上還遠(yuǎn)未達(dá)到對船舶碰撞的全局監(jiān)控水平。因此，需要一個改進(jìn)的船舶碰撞危險度模型利用現(xiàn)今豐富的數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)對水域宏觀船舶碰撞危險的評價和全局監(jiān)控。
　　基于以上目的，論文引入場論來構(gòu)建基于空間分布的船舶碰撞

2、危險度模型，即船舶安全場模型。首先，通過對比前人研究，參考“曲線擬合”和“模型分析”的方法構(gòu)建船舶碰撞危險度模型，使用DENCLUE核密度聚類算法作為空間函數(shù)構(gòu)造算法構(gòu)造船舶安全場模型，并確定由決定因子和影響因子組成的指標(biāo)體系。
　　然后，參考電場理論構(gòu)造出船舶安全場理論，推導(dǎo)出做功和能量理論。使用上述理論對船舶安全場勢函數(shù)模型進(jìn)行參數(shù)討論，發(fā)現(xiàn)了影響因子與模型邊界的解析關(guān)系。接著對人-船-環(huán)境-管理體系下19個影響因素進(jìn)行定量解

3、析，使用RBF徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模型覆蓋范圍與影響因子的非線性函數(shù)關(guān)系，由此解決了模型邊界定量問題;最后，完成船舶安全場在特定水域的實現(xiàn)及應(yīng)用。
　　最后的結(jié)果顯示，構(gòu)造出來的船舶安全場能夠從物理角度很好的解釋船舶碰撞及避碰行為，形成了基于場論的船舶碰撞致因理論和船舶避碰決策律。上述理論一方面能夠發(fā)現(xiàn)和解析水域中的碰撞危險，并且合理地指導(dǎo)避碰行動，特別是多船避碰行動;另一方面能夠在空間上和時間上實現(xiàn)對水域船舶碰撞危險度的評價，