[发明专利]一种开阔水域船舶避碰方法

说明书

本发明涉及一种开阔水域船舶避碰方法，包括以下步骤：根据两船的速度和距离建立碰撞圆，其中，所述碰撞圆是指两船所有可能碰撞点的集合；延长两船的航向线，两条航向线与碰撞圆相交的点作为可能碰撞点；分别以所有的可能碰撞点为圆心，设定距离参数为半径作圆，形成圆形的可能碰撞点分布模型；使一艘船的航向线远离另一艘船的可能碰撞点分布模型。本发明能够避免复杂函数计算。

技术领域

本发明涉及船舶避碰技术领域，特别是涉及一种开阔水域船舶避碰方法。

背景技术

船舶避碰遵循“瞭望-判断-行动-核查”这四个主要步骤，通过对多起船舶碰撞事故的研究与分析，发现80％以上的碰撞事故都是由于人为疏忽造成的，而人为疏忽往往出现在“瞭望”和“判断”这两个步骤，尤其是在开阔水域，更容易因为航行环境的影响引起疏忽从而造成碰撞事故。由此可见，通过现代化的设备及技术手段降低人为疏忽，是减少碰撞事故的有效措施。

为了更直观地展现船舶当前的碰撞危险情况以及可能采取的避让措施，SPERRY系统的ARPA最早提出了预测危险区域(PAD)的概念，当目标船保速保向且本船保速航行时，只要本船船首线避开PAD区域就可以安全通过目标船的船头或船尾。但PAD的形成过程涉及复杂函数计算，也不能评估不同方案产生的不同避让效果，不便于复杂局面时决策。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种开阔水域船舶避碰方法，能够避免复杂函数计算。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种开阔水域船舶避碰方法，包括以下步骤：

(1)根据两船的速度和距离建立碰撞圆，其中，所述碰撞圆是指两船所有可能碰撞点的集合；

(2)延长两船的航向线，两条航向线与碰撞圆相交的点作为可能碰撞点；

(3)分别以所有的可能碰撞点为圆心，设定距离参数为半径作圆，形成圆形的可能碰撞点分布模型；

(4)使一艘船的航向线远离另一艘船的可能碰撞点分布模型。

所述步骤(1)中建立碰撞圆时，以一艘船的位置为坐标原点，则另一艘船的位置坐标为(-a,0)，碰撞圆的圆心为半径为其中，k为位置坐标为(-a,0)的船与位置为坐标原点的船的速度比。

当两船速度相同时，碰撞圆的圆心距离坐标原点无穷远，半径无穷长，此时两船所有可能碰撞点的集合为两船连线的垂直平分线。

所述步骤(2)中，两船中速度较快的船的位置在碰撞圆外，其航向线与碰撞圆的交点为0-2个，两船中速度较慢的船的位置在碰撞圆内，其航向线与碰撞圆的交点有一个。

所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括对两船的可能碰撞点进行评估的步骤，具体为：当两船各自的可能碰撞点相互重叠时，则表示两船将在重叠的可能碰撞点上发生碰撞；当两船各自的可能碰撞点的距离小于第一阈值时，则表示两船存在碰撞危险；当两船各自的可能碰撞点的距离大于第二阈值时，则表示两船不存在碰撞危险；当两船各自的可能碰撞点位于两条船连线的两侧时，则表示态势明显；当两船中速度较快的船与碰撞圆没有交点时，则表示速度较慢的船没有追上速度较快的船的能力，不会产生碰撞。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过阿氏圆形成的原理构建避碰模型，该避碰模型能够对船舶所面临的各种局面进行动态分析，且避免了复杂函数的计算。

附图说明

图1是本发明构建的碰撞圆示意图；

图2是本发明中两船的可能碰撞点示意图，其中，(a)快船产生0个可能碰撞点，(b)快船产生1个可能碰撞点，(c)快船产生2个可能碰撞点，(d)慢船产生1个可能碰撞点；