[发明专利]基于船舶交通流的内河渡线会遇风险识别及决策方法

说明书

本发明提出一种基于船舶交通流的内河渡线会遇风险识别及决策方法，渡线方案即渡线间隔时长及渡线路径与船舶会遇风险感知和决策通过构建新的模型进行量化研究，构建基于视觉感知的船舶会遇风险模型，将之与传统模糊综合风险评价模型进行类比，对渡线方案与实际船舶交通流的会遇风险进行识别和决策，提出满足效率和安全的渡线方案，本发明对现有风险较大的渡线方案进行优化，并提出实际船舶交通流与渡线方案的匹配原则与量化计算方法。

技术领域

本发明属于船舶智能决策的技术领域，尤其涉及一种基于船舶交通流的内河渡线会遇风险识别及决策方法。

背景技术

长江最为我国重要的黄金水道，其船舶的交通流密度在运力和运量逐渐提升的基础上变得稠密。虽然在某些人口密集区域会有桥梁和隧道等形式的过河通道，但受水深条件及过河通道坡度及经济性等的影响，桥隧等过河方式并不一定适应所有水域，因而在一定时间范围内渡线的存在仍不可替代。连接长江两岸的渡船在日益增长的船舶交通流下不可避免地会与顺航道航行船舶之间产生会遇局面的频率有所增加，进而使得会遇风险不断提升。基于此，渡线在不同船舶交通流条件下产生的会遇风险会有较大差异。现行规划渡线的方式仅仅以点对点的方式进行，一般以“|”、“/”和“\”为主，极少数水域会出现“＞”或“＜”类型，而规划渡线线型一般以人口密集区和建设条件为依据，极少考虑到交通流对渡线的会遇风险影响。而渡线的时长间隔，除了考虑实际需要渡江人数外，还应考虑实际水域船舶交通流条件，应在安全和效率之间权衡。否则，密集的渡线计划与实际船舶交通流会形成较大会遇风险，需要进行风险识别与决策，确定基于效率和安全的最佳的渡线方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于船舶交通流的内河渡线会遇风险识别及决策方法，对渡线方案与实际船舶交通流的会遇风险进行识别和决策，提出满足效率和安全的渡线方案。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于船舶交通流的内河渡线会遇风险识别及决策方法，其特征包括如下步骤：

S1)确定基于视觉投影的船舶碰撞态势模型：

利用速度的叠加原理将本船的运动速度叠加至来船上，来船的运动速度为相对恒定合速度V，并且拟以相对恒定合速度通过船舶领域，两会遇船舶的连线的距离S为两船的相对距离，将本船与来船的相对速度与相对距离利用黎曼球面进行视觉投影，搭建出非欧空间下的船舶会遇模型，将实时的船舶碰撞风险进行可视化呈现；

S2)搭建二维平面横渡船渡江模型：

a、渡船A穿越长江下游上行船交通流会遇模型分析；

b、渡船A穿越长江上游下行船交通流会遇模型分析；

c、渡船A的横渡模型；

S3)渡船A穿越顺航道的船舶的会遇风险分析。

按上述方案，步骤S2中所述渡船A穿越长江与顺航道船舶交通流分析包括渡船A与顺航道的下游上行船舶的两船与船舶A抵达航道通航分隔带时会遇长江上游下行船舶两种会遇场景：

a、渡船A在长江北岸，长江北岸的航道宽度为渡船A距离航道内通航船舶的垂直距离为已知渡船A的船速为V_A，舶领域的半径为r。渡船A在渡江的过程中会遇船舶B与船舶C，船舶B与船舶C的船舶间隙为S₁，长江下游上行交通流前方的船舶B的船速为V_B与渡船A的相对距离为R₁，经速度的合成得到船舶B相对于渡船A的航速的航速为V_AB，后边船舶C的航速为V_C，与渡船A的相对距离为R₂，经速度的合成得到船舶C 相对于渡船A的航速为V_AC，假定下游上行交通流的流向为090°，渡船为了在密集交通流安全横渡应采取合适的渡船时机以及合适的横渡角θ₁；