[发明专利]破冰船护航下的船舶间距离实时确定系统及方法

说明书

本发明公开了一种破冰船护航下的船舶间距离实时确定系统及方法，该方法包括：1)采集船舶航行区域的海冰环境数据以及破冰船和被护航船的船舶信息，根据极地冰域航行系统，计算船舶在特定冰情下的船舶建议速度；2)根据船舶航行速度的历史数据，提取破冰船护航下的船舶航行速度分布，得到拟合的速度分布；3)建立船舶跟驰间距仿真模型，计算最短安全跟驰距离；4)根据测距装置测得的实时跟驰距离，将其与仿真输出的最短安全跟驰距离比较，根据比较的结果进行预警。本发明有效地降低了破冰船护航下船舶之间的碰撞风险，保障了北极航线船舶航行安全，对北极航线船舶编队航行作业模式下跟驰距离的确定具有指导意义。

技术领域

本发明涉及船舶编队航行领域，尤其涉及一种破冰船护航下的船舶间距离实时确定系统及方法。

背景技术

目前，北极航道的商业化通航已成为可能，破冰船护航作业作为一种极地冰区典型的船舶团队作业模式，大大拓宽了极地冰区船舶通航的时间窗口。与此同时，极地冰区通航环境复杂多变，破冰船护航下的船舶碰撞事故频繁发生，极地船舶在编队航行中，船舶之间的跟驰距离是影响船舶碰撞的关键因素。由于海冰环境复杂多变，破冰船护航下船舶的跟驰距离没有科学的计算方法，主要是依靠引航员的经验来决定。若被护航船舶在破冰船开辟的冰间水道中跟驰距离过短，当破冰船撞上坚冰或者突然发生冰困，船舶极易发生碰撞；若被护航船舶的跟驰距离过大，冰间水道两侧碎冰会迅速充满整个航道再次冰封，后方低冰级船舶便会发生冰困。仅仅依靠引航员的经验来决定跟驰距离，作业危险性高，船舶安全无法得到有效保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种破冰船护航下的船舶间距离实时确定系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种破冰船护航下的船舶间距离实时确定方法，包括以下步骤：

1)采集船舶航行区域的海冰环境数据以及破冰船和被护航船的船舶信息，根据极地冰域航行系统，计算船舶在特定冰情下的船舶建议速度；

2)根据船舶航行速度的历史数据，提取破冰船护航下的船舶航行速度分布，得到拟合的速度分布；

3)建立船舶跟驰间距仿真模型，计算最短安全跟驰距离D；

4)根据测距装置测得的实时跟驰距离d，将其与仿真输出的最短安全跟驰距离D比较，根据比较的结果进行预警；

若最短安全跟驰距离D大于实际跟驰距离d，被护航船减速以远离破冰船；

若最短安全跟驰距离D等于实际跟驰距离d，被护航船保持航速

若最短安全跟驰距离D小于实际跟驰距离d，被护航船加速以靠近破冰船。

按上述方案，所述步骤1)中，船舶建议速度计算方法如下：

根据海冰环境数据计算海冰数值，计算公式为：

IN＝(C_aIM_a)+(C_bIM_b)+...+(C_nIM_n)

其中，C_a是表示a类海冰的海冰密集度(十进制)；IM_a是表示针对某一船舶在a类海冰的海冰乘数；C_n是表示第n类冰的海冰密集度；IM_n是表示针对某一船舶在n类海冰的海冰乘数；

根据海冰数值计算船舶在特定冰情环境下的船舶建议速度，计算公式为：

μ＝0.0027(IN)³+0.0398(IN)²+0.2489(IN)+3.8385。