航海模拟器中多物标雷达标绘评估系统的研究

论文摘要

为使雷达标绘评估更为客观合理,同时减轻教练员的负担,目前国内外的一些航海院校和研究机构对雷达标绘评估系统展开了相应的研究。但目前的研究大部分是基于单物标船的研究,对于多物标雷达标绘评估系统的研究还很少涉及。本文对多物标雷达标绘评估系统进行研究,已开发出一套比较实用合理的评估系统。为使本文开发出的系统客观合理,作者对各航海院校进行了广泛的调研,最终确定了评估系统中的评估要素。有了评估要素后,本文对多物标雷达标绘评估系统的开发进行了模块化设计,将系统分为计算模块、避让决策模块、评估模块和数据库管理模块四部分。根据系统读入数据以及学生输入数据,计算模块通过解算得出各船的运动要素及避碰危险度。避让决策模块则根据本文建立的多物标避让决策数学模型,解算出标准的避让决策。依据非参数分布假设检验的方法,本文建立了各评估要素的评估数学模型,这些模型共同构成了评估模块。通过上述三个模块的解算,即可利用加权平均法得出学生标绘训练的成绩。为了便于学生成绩的查找和管理,本文利用ODBC访问技术建立了学生信息数据库。该系统在大连海事大学航海技术研究所进行了合理性测试,经测试后该系统得出的学生标绘训练成绩基本上与教练员给出的成绩相符,达到了该系统设计的初衷,也为航海模拟器中智能避碰模块的开发打下了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 航海雷达/APAR模拟器的发展及其重要意义
• 1.1.2 STCW公约对航海雷达/ARPA模拟器的要求
• 1.1.3 航海雷达/APAR模拟器训练和评估现状分析
• 1.2 雷达标绘评估系统国内外研究现状
• 1.3 课题的提出
• 1.4 论文内容的组织和安排
• 第2章 雷达标绘基础
• 2.1 雷达标绘工具介绍
• 2.1.1 雷达标绘纸
• 2.1.2 雷达反射标绘器
• 2.2 相对运动雷达标绘方法
• 2.2.1 相对运动作图基本原理
• 2.2.2 相对运动作图求取他船运动要素
• 2.2.3 相对运动作图求取避让措施
• 2.2.4 多物标标绘
• 2.3 真运动雷达标绘方法
• 第3章 船舶避碰决策数学模型的建立
• 3.1 船舶避碰各阶段的划分
• 3.2 船舶会遇态势的划分
• 3.2.1 三种会遇态势
• 3.2.2 本文对会遇形势的划分
• 3.2.3 多船相遇
• 3.3 避碰危险度的确定
• 3.3.1 避碰危险度概述
• 3.3.2 考虑DCPA确定的避碰危险度
• 3.3.3 综合考虑DCPA和TCPA确定的避碰危险度
• 3.4 多船相遇时的避碰决策数学模型
• 3.4.1 层次分析法
• 3.4.2 避让重点船法
• 3.5 恢复原航向或航速的时机
• 第4章 评估要素及其标准值的求取
• 4.1 评估要素的确定
• 4.1.1 雷达标绘评估要素及标准调查
• 4.1.2 雷达标绘评估要素的确定
• 4.1.3 评估要素权重的分配
• 4.2 船舶运动要素的求取
• 4.3 标准会遇态势的求取
• 4.4 船舶避让幅度的求取
• 4.4.1 船舶采取转向避让时的转向角度
• 4.4.2 船舶采取变速避让时的变速幅度
• 4.5 恢复原航向或航速时机的求取
• 4.6 与其他船舶最后通过距离的求取
• 第5章 评估数学模型的探讨和建立
• 5.1 模糊综合评判模型
• 5.1.1 模糊综合评判模型
• 5.1.2 模糊综合评判步骤
• 5.1.3 评估模型的建立
• 5.1.4 模糊综合评判模型分析
• 5.2 基于数理统计的评估数学模型
• 5.2.1 非参数假设检验的概述及其原理
• 5.2.2 评估数学模型的建立
• 5.2.3 误差分布点的数学模型
• 5.2.4 评估成绩的确定
• 第6章 评估软件的设计和实现
• 6.1 雷达标绘评估系统的设计
• 6.1.1 评估系统模块化设计
• 6.1.2 评估系统流程图
• 6.1.3 评估系统的数据管理
• 6.2 雷达标绘评估系统的软件实现
• 6.2.1 评估系统的开发环境
• 6.2.2 评估系统的运行效果
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历