1.本发明涉及船舶避碰技术领域，具体而言，涉及一种航道交汇区的船舶避碰决策方法。
背景技术：2.进出港口的船舶途经交汇区时可能需要转弯或穿越对向航道通行。对于一些规模大的港口，交汇区水域附近设有锚地，靠泊和离泊的船舶增加了交通密度，加大了此水域内交通流的复杂程度。一方面航道交汇区交通流密集，地方海事局监管压力巨大，另一方面，交汇区内船舶进行避让的行动空间小，规避碰撞危险，保障通航安全，依赖船舶驾引人员的操船经验。由于以上因素，在交汇区内两船存在碰撞危险时，船舶避碰行动存在困难，体现在以下几个方面：
3.(1)船舶进出港口受《国际海上避碰规则》及“地方港规”的约束，同时一定程度上还需考虑地方“引航文化”。因此，航行在交汇区的船舶在避碰行动前要先按照相关规定划分避让的义务，即划分直航船(权利船)或让路船，合理认定避让的义务将影响到避让行动的有效性；
4.(2)在航道交汇区内船舶需要转向并入航道前往目的地。在会遇形成的初始阶段两船存在碰撞危险，但随着本船或危险目标船开始转向，两船的会遇可能发生变化：
①
碰撞危险可能会自然解除。如果危险目标船转向是一种利于规避碰撞的行动，将本船视作让路船过早采取避让措施并无必要，避让行动也可能使本船与周围正常航行的船舶构成新的碰撞危险；
②
目标船转向使两船会遇局面改变，可能导致原决策失效甚至加剧两船的碰撞危险程度，或者与其他目标船形成新的危险局面。
5.(3)船舶航行在港口水域速度受限、可航行空间受限，并且船舶尺寸庞大操纵性差，采用开阔水域单改向的避让方法规避碰撞危险存在困难。
6.急需一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，用于避免船舶在港口航道交汇区航行时发生碰撞事故。
技术实现要素：7.为了解决上述问题，本发明提供了一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，包括以下步骤：
8.通过传感器获取本船和目标船的航向、航速和位置信息，生成所述目标船与本船的相对航向、相对航速、相对方位和两船距离、目标船所在航道位置，以及本船的第一航行状态；
9.基于相对运动航向、相对方位、相对位置、目标所在航道位置，通过采集目标船的第二航行状态，判断当本船保持当前航行状态时是否在航道交汇区与目标船发生碰撞；
10.基于判断结果，通过识别分析所述第二航行状态，保持或改变所述第一航行状态，用于避免在航道交汇区发生碰撞，其中，航道交汇区包括但不限于十字交汇区。
11.优选地，在判断是否发生碰撞的过程中，相对运动航向包括第一航向和第二航向，其中，第一航向用于表示在0-180范围的两船相对运动航向，第二航向用于表示在180-360范围的两船相对运动航向；
12.基于所示第一航向和/或第二航向，判断是否发生碰撞。
13.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第一航向时，根据相对方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为保向保速时，则改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，改变所述第一航行状态的方法为减速或/和右让决策。
14.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第一航向时，根据相对位置、相对航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为减速和/或左转向时，则保持所述第一航行状态。
15.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第一航向时，根据相对位置、相对航道位置，通过改变第一航行状态和第二航行状态，避免发生碰撞，其中，改变第一航行状态和第二航行状态的第一方法为：
16.若所述第二航行状态识别结果为左转向，则控制所述第一航行状态为减速和/或左让策略；
17.若所述第二航行状态识别结果为减速，则控制所述第一航行状态为加速和/或右让策略；
18.若所述第二航行状态识别结果为加速左转向或加速，则控制所述第一航行状态为减速和/或左让策略；
19.若所述第二航行状态识别结果为右转向，则控制所述第一航行状态为加速和/或右让策略；
20.若所述第二航行状态识别结果为减速右转向或加速右转向，则控制所述第一航行状态为右让策略；
21.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第二航向时，根据相对位置、相对航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为保向保速时，则改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，改变所述第一航行状态的方法为减速或小幅度右让决策。
22.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第二航向时，根据相对位置、相对航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为加速或小幅度左转，则保持第一航行状态，改变所述第二航行状态，避免发生碰撞。
23.优选地，在避免发生碰撞的过程中，当本船和目标船的相对运动航向为第二航向时，根据相对位置、相对航道位置，识别分析所述第二航行状态，改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，根据所述第二航行状态识别结果和改变所述第一航行状态方法为：：
24.若所述第二航行状态识别结果为仅加速或右转加速或仅右转，则控制所述第一航行状态为减速和/或右让策略；
25.若所述第二航行状态识别结果为仅左转或右转减速，则控制所述第一航行状态为左让或/和加速策略；
26.若所述第二航行状态识别结果为减速左转或仅减速，则控制所述第一航行状态为
加速和/或左转策略；
27.优选地，在多船会遇避免发生碰撞的过程中，存在多个危险目标船时，调用多船会遇避让重点船模型，识别分析避让重点船的动向，控制所述第一航行状态，避免碰撞；。
28.本发明公开了以下技术效果：
29.本发明解决了基于避让时机异常变化规律识别目标动向的方法以及各方向船舶之间会遇态势的识别方法。
30.本发明解决了航道交汇区的船舶避碰决策知识库构建方法。
31.本发明解决了航道交汇区多船会遇避让问题。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明所述的本船与目标船在吴淞口警戒区附近会遇详情；
34.图2是本发明所述的进入吴淞警戒区坐标范围的本船决策信息；
35.图3是本发明所述的0《cr[i]《180本船直行目标船减速实验；
[0036]
图4是本发明所述的0《cr[i]《180本船直行目标船右转弯实验；
[0037]
图5是本发明所述的0《cr[i]《180目标船减速与右转使本船tsd变化对比；
[0038]
图6是本发明所述的航道交汇区交通流及编码示意图；
[0039]
图7是本发明所述的0《cr[i]《180本船直行目标船减速几何分析；
[0040]
图8是本发明所述的0《cr[i]《180本船直行目标船右转弯几何分析；
[0041]
图9是本发明所述的0《cr[i]《180本船直行目标船左转弯几何分析；
[0042]
图10是本发明所述的0《cr[i]《180对遇局面目标船左转弯几何分析；
[0043]
图11是本发明所述的180《cr[i]《360本船直行目标船减速几何分析；
[0044]
图12是本发明所述的180《cr[i]《360本船直行目标船左转弯几何分析；
[0045]
图13是本发明所述的180《cr[i]《360本船直行目标船右转弯几何分析。
具体实施方式
[0046]
下为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0047]
如图1-13所示，本发明提供了一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，具体包括以下过程：
[0048]
1、航道交汇区识别模型方法
[0049]
在港口水域内，航道交汇区通常为受vts中心监管的警戒区。基于避碰算法在此区域的特殊性，需要划分本船及目标船的避让责任，并且将两船会遇态势组合进行分类，从而正确提取避碰决策。因此算法需要界定此区域范围以判断当前本船是否已进入该区域，而不能以航行指南或《避碰规则》中的具体经纬坐标连线范围作为判断条件。如图1所示，图中本船当前航行在外高桥航道且尚未进入《上海港通航指南》中吴淞口警戒区的实际范围，此时已与从黄浦江驶出的目标船构成潜在碰撞危险，两船间距大约4海里。
[0050]
实际上，图1场景在算法中应认定本船与目标船已属于在航道交汇区范围内会遇，并开始进行下一步本船及目标船动向识别。若以相关航路指南提供的经纬坐标连线范围作为本船进入地理航道交汇区判断条件，两船危险等级及决策信息如图2所示，本船进入吴淞警戒区(地理航道交汇区)范围，此时两船碰撞危险等级为4级(紧迫危险)，图中以红色矢量线所示，表明本船已经错过避让危险目标船的最晚行动时机，此时需要与目标船采取协调避让行动才能避免碰撞危险。
[0051]
综上分析，显然以经纬坐标范围作为判断本船进入航道交汇区的客观条件不具合理性。因此，在算法中需要合理外扩航道交汇区的范围以确保本船尽早采取合适的避碰决策，以避免在地理航道交汇区范围内陷入紧迫危险。
[0052]
判断本船是否进入算法定义的航道交汇区方法为：根据航道交汇区范围确定其中心的经纬坐标，作为航道交汇区圆心，并定义为(alzlon，alzlat)，alz为警戒区(alert zone)。依据航道交汇区船舶的航行速度，通过仿真实验记录本船与目标船构成潜在碰撞危险的1级危险的本船经纬度pointa(lona，lata)，求出本船当前与警戒区中心的距离d1；同理可计算本船与每个航道目标船构成1级危险的本船经纬度及距离d2和d3，并取dc＝max{d1,d2,d3}作为判断本船是否已经处在航道交汇区的碰撞预警范围，定义dc为算法定义的航道交汇区半径。当本船与(alzlon，alzlat)的距离dis《dc，表示此时本船已进入航道交汇区船舶碰撞危险预警范围内，需要调用航道交汇区避碰决策知识库中的避让方法进行碰撞危险等级计算。因此，每个港口需要预先构建航道交汇区特征数据库，提供每个航道交汇区的中心位置及其半径，算法执行过程根据船舶所在航道读取即将通过的航道交汇区中心坐标及半径，进行相应计算及判断是否已经进入航道交汇区。
[0053]
2、航道交汇区目标会遇态势识别方法
[0054]
为了区分本船与各航道上目标船构成的会遇局面，首先将进入交汇区内的船舶进行编码，使本船与各个方向上的交通流都有一个明确的编号，编码是为方便写成计算机语言，且可以当作避让知识库的索引，如下图6所示。
[0055]
os表示本船，ts表示目标船。以本船所在航道为第1位置，按照顺时针方向，依次赋值标识符号，分别为第2位置、第3位置以及第4位置；第二数字位，表示本船或目标船动向：1表示直线通行，2表示船舶左转向，3表示船舶右转向。例如os11表示本船当前处于第1位置，将在直线通过航道交汇区，ts22表示目标船当前处于第2位置，正在左转向，将本船与目标船的编码与数字位进行组合，可以得到当前本船及目标船的位置及运动状态信息。编码名称定义为目标会遇态势tes(target encounter situation)，进行4个数字位赋值，前两位表示本船位置及其动向，后面两位表示目标船位置及其动向。例如：tes1122，表示两船的会遇局面为左交叉，本船在第1航道位置直线通行，目标船在第2航道位左转向。每一组4位数的编号索引都有与之对应的避碰决策，算法识别出本船及目标船位置、动向后，形成4位编
码索引，并根据索引提取决策。
[0056]
3、本船动向识别方法
[0057]
为了有效划分目标船的会遇局面，需要判断本船是否在航道交汇区内的动向。当本船进入航道交汇区，只要判断本船所在位置到下一个转向点的距离是否超过航道交汇区的范围，即2倍的交汇区半径，若超过，则认为本船直行穿越航道交汇区，否则需进一步判断左转弯或右转弯，具体模型方法如下：
[0058]
本船与目标船构成潜在碰撞危险时的本船所在位置经纬度为pointa(lona，lata)，本船下一转向点的经纬度为pointb(lonb，latb)，求出当前本船到下一个转向点的距离r_nextwaypoint。已知本船的下一段航路航向为next_c0，本船当前航向为c0。通过判断r_nextwaypoint与dc的大小关系，若r_nextwaypoint≥dc表明本船的转向点在航道交汇区外，否则计算本船下一段航路的航向与当前航向的差值，判断本船在航道交汇区内的动向。
[0059]
4、基于避让时机异常变化规律识别目标动向的方法
[0060]
目标船转向导致本船避让时机(tsd)的变化特征：当目标船保向保速航行时，避让时机tsd应按照1秒的步长衰减，当tsd＝0时，本船按照避碰决策执行避让行动。当目标船保速改向时，目标船转向与本船初始避碰决策使两船相对运动线旋转方向不一致时初始决策失效，此时，目标船转向将导致本船初始决策的tsd值大幅度减小；若目标船转向与本船初始避碰决策使两船相对运动线旋转方向一致时，则目标船转向导致本船初始决策的tsd值大幅度增长。
[0061]
当本船直行通行时，利用上述目标船转向导致本船避让时机(tsd)的变化规律可判断目标船是否正在转向驶入其他航道。目标船变速时亦会导致本船的tsd异常变化。若要精确判断目标船动向，需要确定目标船减速及转向所导致的tsd变化的幅度。
[0062]
当两船相对运动航向属于0《cr[i]《180，本船保向保速直行，目标船减速或目标船右转的相对运动解析几何如图7、图8所示。
[0063]
图7中，os表示本船，ts表示目标船。表示本船速度矢量线，表示本船减速左改向的矢量线，表示目标船速度矢量线，表示目标船减速后的速度矢量线。rml表示本船与目标船的原相对运动线，nrml1表示目标船减速后与本船的新相对运动线，nrml2表示本船减速左改向后与目标船的新相对运动线。若目标船减速时，本船采取减速左改向的避让措施，nrml2逆时针向上偏移，nrml1顺时针向下偏移，因此，当0《cr[i]《180时目标船减速与本船拟采取避碰决策的新相对运动线旋转方向相反，导致本船避让时机tsd值大幅度减小，避让效果不明显。
[0064]
图8中，若目标船向右改向时，本船采取减速左改向的避让措施，此时，nrml2逆时针向上偏移，nrml1顺时针向下偏移，当0《cr[i]《180时目标船右转弯与本船拟采取避碰决策的新相对运动线旋转方向相反，本船避让时机导致本船避让时机tsd值大幅度减小，避让效果不明显。
[0065]
设置仿真实验，验证图7和图8规律，即观察0《cr[i]《180时目标船减速或右转导致本船tsd的变化特征。仿真实验如图3、图4所示。
[0066]
图3中，目标船与本船同为搭载辅助避碰决策系统的智能船，两船相距大约6.3海
里。目标船作为让路船减速避让本船，避让时机tsd约0.7分钟；本船作为直航船拟采取减速2节并左让15度避让目标船，本船避让时机tsd大约17分钟。
[0067]
设置图4与图3相同的会遇态势，目标船采取立即向右改向，本船作为直航船拟采取减速2节左让15度的避碰决策，避让时机tsd大约8分钟，随着目标船改向幅度的增加，两船相对运动线向顺时针向下偏移。
[0068]
从图3和图4中仿真平台导出记录的目标船减速或右转后本船tsd数据。当相对运动航向属于0《cr[i]《180时目标船减速与目标船向右改向导致本船tsd幅度变化，如图5所示。
[0069]
图5中，纵轴为本船tsd损失幅度，单位为分钟，横轴为运行时间，单位为秒。蓝色线为目标船减速导致本船tsd变化幅度，红色线为目标船右转弯导致本船tsd变化幅度。当相对运动航向0《cr[i]《180若目标船保向保速，本船与目标船同为保向保速航行时，tsd以0.0167分钟(1秒)的步长规律损失，当目标船开始减速时，tsd损失幅度增加，本船tsd损失大约为0.05分钟(3秒)，由于减速是线性过程，因此目标船减速使本船tsd的损失较为平缓；当目标船开始右转弯时，本船tsd损失幅度呈现陡增，最大至0.2分钟(12秒)。左交叉局面，目标船右转弯比目标船减速使本船tsd损失幅度更大。为区别目标船减速，目标船转弯判断阈值应大于目标船变速使本船tsd变化的幅度。
[0070]
假设old_tsd为上一时刻的避让时机，tsd为当前时刻的避让时机，将上一时刻的避让行动时机与当前时刻的避让行动时机相减，差值td(time difference)＝old_tsd-tsd，单位为秒。若td不等于1，即表示目标船当前正在进行转向。结合两船相对航向cr，综合判断出目标船的运动状态，并以变量cd(crouse difference)表示，cd为-1表示目标船左转向，cd为1表示目标船右转向，cd为0表示目标船保向保速直线通行。当目标船左转向，本船避让行动时机停止衰减并增加：td《5，cd为-1；当目标船右转向时，本船避让行动时机大幅损失：td》5，cd为1；当目标船为保向保速直线通行时，td＝1，cd为0。当两船相对运动航向属于0《cr[i]《180，本船直行，目标船左转弯相对运动解析几何如图9所示。
[0071]
图9中，nrml2逆时针向上偏移，nrml1同样逆时针向上偏移，因此当0《cr[i]《180时目标船左转弯与本船拟采取避让决策的新相对运动线旋转方向相同，本船避让时机tsd值大幅增加。
[0072]
因此当0《cr[i]《180时，两船会遇局面为左交叉时，本船为直线航行，目标船保向保速、减速、右转弯与左转弯使本船拟采取避让决策的避让时机tsd变化规律为：
[0073]
(1)目标船保向保速，仅本船拟实施原决策的新相对运动线偏移，本船tsd按照1s正常衰减，直至tsd＝0，本船采取避让措施。
[0074]
(2)目标船减速与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相反，本船tsd异常变化(衰减幅度增大)，避让效果相互抵消；
[0075]
(3)目标船向右改向与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相反，本船tsd异常变化(衰减幅度增大)，避让效果相互抵消；
[0076]
(4)目标船左转弯与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相同，本船tsd异常变化(衰减幅度负增大)，避让效果较好；
[0077]
当0《cr[i]《180时，还存在另外一种情况，即tes1132，两船会遇局面为左舷对遇，几何分析如图10所示。
[0078]
图10中，nrml1、nrml2逆时针向上偏移，nrml3顺时针向下偏移，因此当0《cr[i]《180时两船会遇局面为左舷对遇时，目标船左转弯与本船拟采取避让决策的新相对运动线旋转方向相反，导致本船避让时机tsd值大幅度减小，最终的避让效果不明显。
[0079]
当两船相对运动航向属于180《cr[i]《360，本船直行，目标船减速相对运动解析几何如图11所示。
[0080]
图11中，nrml2顺时针向上偏移，nrml1逆时针向下偏移，因此当180《cr[i]《360时目标船减速与本船拟采取避让决策的新相对运动线旋转方向相反，本船避让时机导致本船避让时机tsd值大幅度减小，避让效果不明显。。
[0081]
当两船相对运动航向属于180《cr[i]《360，本船直行，目标船左转弯相对运动解析几何如图12所示。
[0082]
图12中，nrml2顺时针向上偏移，nrml1逆时针向下偏移，因此当180《cr[i]《360时目标船左转弯与本船原决策拟采取避让决策的新相对运动线旋转方向相反，导致本船避让时机tsd值大幅度减小，最终的避让效果不明显，与目标船减速的规律一致。
[0083]
当两船相对运动航向属于180《cr[i]《360，本船直行，目标船右转弯相对运动解析几何如图13所示。
[0084]
图13中，nrml2顺时针向上偏移，nrml1同样顺时针向上偏移，因此当180《cr[i]《360时目标船右转弯与本船拟采取避让决策的新的相对运动线旋转方向相同，导致本船避让时机tsd值大幅度增加。
[0085]
因此当180《cr[i]《360时，两船会遇局面为右交叉，本船为直线航行，目标船减速、左转弯与右转弯使本船避让时机变化的规律为：
[0086]
(1)目标船保向保速，仅本船拟实施原决策的新相对运动线偏移，本船tsd按照1s正常衰减，直至tsd＝0，本船采取避让措施。
[0087]
(2)目标船减速与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相反，本船tsd异常变化(衰减幅度增大)，避让效果相互抵消；
[0088]
(3)目标船向左改向与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相反，本船tsd异常变化(衰减幅度增大)，避让效果相互抵消；
[0089]
(4)目标船右改向与本船拟实施原决策的新相对运动线偏移方向相同，本船tsd异常变化(衰减幅度负增大)，避让效果较好。
[0090]
5、航道交汇区的船舶避碰决策流程
[0091]
步骤一：获取本船和目标船的航向、航速和位置信息，计算出目标船对本船的相对航向、相对航速、相对方位、两船的距离以及目标船所处航道，判断目标船与本船是否构成碰撞危险；
[0092]
步骤二：若是，则通过航道交汇区识别模型，判断本船和目标船是否处于算法定义的航道交汇区，进入步骤三；若否，则返回步骤一；
[0093]
步骤三：若是，则通过交汇区本船动向判别和目标船动向识别方法，判断本船和目标船动向，进入步骤四；若否，则调用非航道交汇区的避碰决策方法；
[0094]
步骤四：基于本船和目标船所在航道和步骤三的判断结果，通过航道交汇区会遇态势识别方法，获得目标船会遇态势，进入步骤五；
[0095]
步骤五：若是多船会遇，调用多船会遇避让重点船模型，确定避让重点船，进入步
骤六；
[0096]
步骤六：针对多船会遇避让重点船或两船会遇单船，调用航道交汇区避碰方案知识库生成相应的避让方案。
[0097]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
技术特征：1.一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于，包括以下步骤：获取本船和目标船的航向、航速和位置信息，生成所述目标船与本船的相对航向、相对航速、相对方位和两船距离、目标船所在航道位置，以及所述本船的第一航行状态；基于目标船与本船的相对航向、相对方位和距离、目标船所在航道位置，通过采集所述目标船的第二航行状态，分析判断当所述本船保持所述第一航行状态时是否与所述目标船发生碰撞；基于判断结果，通过识别分析所述第二航行状态，保持或改变所述第一航行状态，用于避免在所述航道交汇区发生碰撞。2.根据权利要求1所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在判断是否发生碰撞的过程中，所述相对运动航向包括第一航向和第二航向，其中，所述第一航向用于表示在0-180范围的两船相对运动航向，所述第二航向用于表示在180-360范围的两船相对运动航向；基于所示第一航向和/或所述第二航向，判断是否发生碰撞。3.根据权利要求2所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第一航向时，根据所述相对方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为保向保速时，则改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，改变所述第一航行状态的方法为减速或/和右让决策。4.根据权利要求3所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第一航向时，根据所述相对方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为减速和/或左转向时，则保持所述第一航行状态。5.根据权利要求2所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第一航向时，根据所述方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态，改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，根据所述第二航行状态识别结果和改变所述第一航行状态方法为：若所述第二航行状态识别结果为左转向，则控制所述第一航行状态为减速和/或左让策略；若所述第二航行状态识别结果为-减速，则控制所述第一航行状态为加速和/或右让策略；若所述第二航行状态识别结果为加速左转向或仅加速，则控制所述第一航行状态为减速和/或左让策略；若所述第二航行状态识别结果为仅右转向，则控制所述第一航行状态为加速和/或右让策略；若所述第二航行状态识别结果为减速右转向或加速右转向，则控制所述第一航行状态为右让策略。6.根据权利要求5所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第二航向
时，根据所述相对方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为保向保速时，则改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，改变所述第一航行状态的方法为减速或小幅度右让决策。7.根据权利要求6所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第二航向时，根据所述相对方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态为加速或小幅度左转，则保持第一航行状态，改变所述第二航行状态，避免发生碰撞。8.根据权利要求7所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在避免发生碰撞的过程中，当所述本船和所述目标船的相对运动航向为所述第二航向时，根据所述方位、相对距离和所述目标船所在航道位置，通过识别分析所述第二航行状态，改变所述第一航行状态，避免发生碰撞，其中，根据所述第二航行状态识别结果和改变所述第一航行状态方法为：若所述第二航行状态识别结果为仅加速或右转加速或仅右转，则控制所述第一航行状态为减速和/或右让策略；若所述第二航行状态识别结果为仅左转或右转减速，则控制所述第一航行状态为左让或/和加速策略；若第二航行状态识别结果为减速左转或仅减速，则控制所述第一航行状态为加速和/或左转策略。9.根据权利要求2所述一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，其特征在于：在多船会遇避免发生碰撞的过程中，存在多个危险目标船时，调用多船会遇避让重点船模型，识别分析避让重点船的动向，控制所述第一航行状态，避免碰撞。
技术总结本发明公开了一种航道交汇区的船舶避碰决策方法，包括以下步骤：获取本船和目标船的航向、航速和位置信息，生成所述目标船与本船的相对航向、相对航速、相对方位、两船距离、目标船所在航道位置，以及所述本船的第一航行状态；通过采集目标船的第二航行状态，判断本船是否在航道交汇区与目标船构成碰撞危险；通过识别本船和目标船动向，通过保持或改变第一航行状态避免碰撞事故的发生。本发明构建了航道交汇区识别模型和目标会遇态势识别模型，提出基于避让时机异常变化规律识别目标动向的方法以及各方向船舶之间会遇态势的识别和避让义务的划分方法、航道交汇区的船舶避碰决策知识库构建方法，解决了航道交汇区多船会遇避让问题。问题。问题。
技术研发人员：李丽娜 欧阳志浩 罗艳雯 陈国权 王兴华 鲜波 房海鹏 邓皓骏 张宇航
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/11/1
