内河桥区和弯道水域船舶操纵避障仿真训练系统的研究与实现

论文摘要

近年来随着我国经济的快速发展,内河航运量越来越大,船舶航行密度越来越高,由此造成的内河船舶航行环境也愈发严峻,对船员的驾驶能力要求越来越高。然而,由于目前船员大型船模仿真设备数量有限,使得船员仿真培训的时间和机会不足。因此,迫切需要一种更具普适性的、在个人电脑上就能实现船舶操纵仿真功能的系统,作为大型船舶模拟器培训教学功能的补充手段。基于上述需求,本文提出了一种针对内河桥区和弯道等典型场景的船舶驾驶仿真训练系统,用于重点提升船员应对复杂航行环境的船舶操纵能力。本文完成的主要研究工作如下:(1)研究了船舶运动模型,分析影响船舶运动模型旋回试验结果的水动力系数,提出了基于误差反馈和基于差分进化算法的船舶参数调整算法并验证;考虑风浪流和浅水效应,建立内河船舶运动模型,为船舶操纵仿真训练系统提供了更加精确的船舶运动状态信息。(2)以内河船舶运动模型为基础,分析了桥区水域安全距离和船桥安全距离;针对内河桥区水域的航道特点和航行特点,建立了内河桥区水域船舶操纵模型并验证,为系统内河桥区水域船舶操纵仿真训练提供理论基础。(3)针对内河弯道水域中航行环境复杂、航道受限、避让困难等特点,以船舶安全通过弯道水域、实际转向角、转向点之间限制距离、船舶大小尺寸等为约束条件,提出一种基于船舶虚拟航标点的弯道水域船舶操纵模型。采用差分进化算法对所建立的内河弯道水域船舶操纵模型进行求解并验证,为系统内河弯道水域船舶操纵仿真训练提供理论基础。(4)基于.NET MVC框架、Windows图形界面开发框架及数据库等关键技术,设计并实现了内河桥区和弯道水域船舶操纵避障仿真训练系统。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贺勇

导师: 陈德军

关键词: 内河桥区水域,内河弯道水域,船舶运动模型,仿真训练

来源: 武汉理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,船舶工业

单位: 武汉理工大学

基金: 危险品货物水路运输安全风险防控技术研究与示范项目(NO.2018Z01)

分类号: U675.96;O242.1

DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.000122

总页数: 88

文件大小: 2626K

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