[发明专利]一种在内河航行中船舶之间危险度的评估方法

说明书

本发明公开了一种在内河航行中船舶之间危险度的评估方法，采用速度障碍区侵入程度和速度障碍区侵入时间两个指标分别从航向和航速两个维度给出危险度值。弥补了现行船舶危险度评估方法缺少从航向维度进行危险度评估的缺陷，从而使得该方法可以应用于狭窄水道的船舶航行危险度评估。

技术领域

本发明公开了一种在内河航行中船舶之间危险度的评估方法，用于评估船舶在内河中航行时与他船之间的航行危险度，属于船舶航路安全航行技术领域。

背景技术

随着航运事业的不断发展船舶在航路中的安全航行日益受到人们的关注，特别是在内河行驶的船舶之间的危险度评估工作，一直缺乏一种切实可行的解决方案。现有的船舶危险度评估方法存在缺少从航向维度进行危险度评估的缺陷，导致在部分航行场景下会出现过早报警或过晚报警的问题。而且由于忽略了船舶尺寸因素对危险度评估的影响，其评估结果准确性进一步被降低。

发明内容

本发明公开了一种在内河航行中船舶之间危险度的评估方法，将本船与他船抽象为两个矩形目标，采用速度障碍法中构建速度障碍锥的方式，构建他船对本船形成的速度障碍区，依据本船航向与航速对速度障碍区的侵入程度和侵入时间，可以计算出速度障碍区侵入程度(简称：DVOI)和速度障碍区侵入时间(简称：TVOI)，通过这两个指标分别从航向和航速两个维度给出危险度值。

本发明所述的一种在内河航行中船舶之间危险度的评估方法，包括以下步骤：

步骤1：船舶尺寸建模

航行中的船舶用矩形表示，船舶领域用四个顶点：左上，右上，右下，左下表示，通过AIS获取船舶的MMSI号码、经纬度、航向、航速、航迹向、长度以及宽度；

通过公式(1)获得船舶经纬度对应的坐标(x,y)；

公式(2)计算参照点处纬圈半径和经圈半径r_orilat、r_orilon；

公式(3)计算船舶经纬度(λ_target，)与参考点经纬度(λ_ori，)间的经度和纬度差△_λ、

采用WGS84坐标系，椭球参数如下表1：

长半轴长a_e：6378137；短半轴b_e：6356752.314；扁率：1：298.257223563；

其中，是第一偏心率，

通过公式(4)获得极坐标系下船舶方向角度φ，其中θ_ori是AIS数据中的航向；

根据几何关系，可求得四个顶点的坐标：

船长为l，船宽为w，船舶位置为(x,y)，映射后船舶艏向角为φ；对任意象限，四个顶点通过公式(5)确定；

其中，公式(6)-(7)计算船舶前端和后端中点的横纵坐标x_fm,y_fm,x_am,y_am；