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第17卷 第1期 中 国 水 运 Vol.17 No.1 2017年 1月 China Water Transport January 2017收稿日期：2016-11-15作者简介：苑 冰，宁波大港引航有限公司。
ECDIS 在船舶避碰系统中的应用研究苑 冰（宁波大港引航有限公司，浙江 宁波 315040）摘 要：作为检测和识别船只的主要设备，雷达对在海上航行的船只的重要性不言而喻。
但是另一方面，雷达的效果也受到了多种因素的影响，往往难以达到预期的效果。
随着科技的发展，电子海图技术应运而生，为船只的安全航行提供了新的保障。
本文将简述ECDIS 的由来及发展，基于船舶避碰系统的实现流程进行了两船会遇情景的模拟仿真实验，希望对ECDIS 的推广运用有所裨益。
关键词：ECDIS；船舶；避碰系统；模拟仿真中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）01-0076-02一、ECDIS 的由来及发展电子海图的发展大致经历了三个阶段：第一阶段：纸质海图等同物。
随着全球贸易的进一步发展 ，海上贸易也进入了繁荣时期，为了航行的便利，不少船只开始尝试将纸质海图导入电脑中，利用电脑程序模拟进行海图作业。
第二阶段：电子海图功能的进一步丰富。
传统的电子海图的功能已经渐渐难以满足大航海时代的需求，电子海图的功能开始得到了进一步的丰富，船位、航线、航次计划等信息开始被加入电子海图，成为了当前船只航行的主要辅助工具。
第三阶段：航行信息系统。
如今的船只航行面临的情况更加复杂多变，对于电子海图进行组合式、集成式的开发成为了航行信息系统出现的初衷。
多功能船用电子海图系统开始被人们所接受，这样的航行信息系统同时与雷达、定位仪、计程仪等各种航行设备接驳，实现了一体化操作，极大地方便了航运。
而ECDIS 系统则是对于航行信息系统的进一步延伸和发展，自国际海事组织（IMO）和国际海道测量组织（IHO）提出ECDIS 系统的框架以来，历经十余年的发展，ECDIS 的各类规范和标准不断地建立、更新和完善[1]。
船舶自主避碰技术的设计与实现船舶自主避碰技术是船舶导航和安全的重要组成部分，通过利用自动化技术，船舶可以自主识别周围的其他船只，并根据分析结果来决定下一步的行动。
这种技术可以提高船舶的安全性和航行效率，减少意外事件的发生，达到更快、更安全的航行目标。
本文将对船舶自主避碰技术的设计与实现进行探讨。
一、船舶自主避碰技术的原理船舶自主避碰技术是建立在自动化导航和人工智能技术之上的。
它的原理很简单，就是通过传感器和电脑控制技术来判断周围环境，并根据允许的规则和指令决定行动策略。
船舶自主避碰技术的核心是利用雷达、卫星、摄像头等传感器，对周围的环境进行感知和识别，然后将识别结果发送到船舶控制系统。
系统利用预设的规则和算法对数据进行分析，确定行动策略，避免与其他船只相撞。
二、船舶自主避碰技术的设计思路船舶自主避碰技术的设计需要考虑到以下几个方面：1.系统架构设计。
这里的系统架构设计包括硬件设计和软件设计。
硬件设计方面需要考虑安装传感器的位置和数量，并确保传感器的高质量信号被传递给计算机。
软件设计方面需要考虑如何编写高效的、可靠的算法和规则，以便在短时间内做出正确的决策。
2.环境建模。
环境建模是指船舶自主避碰系统需要建立一个环境模型，例如将周围的海域、陆地等进行三维建模，这样能够对周围环境有一个直观的感觉，便于分析和判断。
3.行动规划。
行动规划是指根据环境模型进行数据分析，并确定行动方案的过程。
这是整个系统中最复杂的一部分，需要融合多种技术，包括卫星定位、目标跟踪和动态路径规划等。
4.控制算法。
当系统检测到危险情况时，需要立即采取行动避免碰撞。
这必须通过严密的控制算法来实现，确保船舶的安全和稳定。
三、船舶自主避碰技术的实现方法船舶自主避碰技术的实现方法可以分为以下几个步骤：1.传感器安装。
首先，需要在船上安装雷达、卫星、摄像头等传感器，以便采集周围环境的数据。
2.数据转化。
传感器收集的数据需要进行数字化转换，以便计算机更好地处理和分析。
基于智能算法的船舶自主避碰与导航系统设计船舶自主避碰与导航系统是船舶领域中的重要课题，其设计和实现对于船舶的安全行驶至关重要。
近年来，随着智能算法的发展和应用，基于智能算法的船舶自主避碰与导航系统设计逐渐成为研究热点。
本文将从系统的设计思路、智能算法的选择以及实验结果等方面进行详细介绍。
首先，基于智能算法的船舶自主避碰与导航系统设计需要考虑到船舶的自主性和避碰的准确性。
在设计思路上，可以将系统分为感知与决策两个部分。
感知部分通过实时监测船舶周围的环境信息，如雷达、卫星导航系统、相机等感知设备，获取其位置、速度、航向等数据。
决策部分则根据感知信息进行决策，选择合适的航行路径，避开可能存在的障碍物。
智能算法的选择是设计的关键。
常见的智能算法包括遗传算法、模糊逻辑、神经网络等。
遗传算法可以模拟生物进化过程，通过选择、交叉和变异等操作，寻找到最优的航行路径。
模糊逻辑可以处理模糊不确定的信息，根据船舶的位置、速度等信息，进行模糊推理，得出最合理的行动方案。
神经网络可以通过训练学习，自动识别和预测船舶的行为，从而做出适应性调整。
在实验部分，设计者可以利用仿真软件或实际的船舶模型进行验证。
首先，构建合适的环境场景，包括多艘船舶的运行状态、海浪、风力等外部干扰因素。
然后，使用智能算法设计的船舶自主避碰与导航系统进行实验，观察其对多情景的避碰行为和导航指导的效果。
通过比较不同算法的表现，找到最优的设计方案。
除了系统设计和实验验证，还需要考虑到系统的性能和可扩展性。
性能方面，需要确保系统的实时性和稳定性，以便在真实场景中能够及时响应和应对。
可扩展性方面，可以考虑将系统与其他船舶信息处理系统、交通管理系统等进行集成，从而实现更加智能化的航行管理。
总结起来，基于智能算法的船舶自主避碰与导航系统设计是一个复杂而关键的课题。
在设计思路上分为感知和决策两个部分，选择合适的智能算法进行决策。
通过设计合理的实验方案，验证系统的有效性和可行性。
浅析GIS在船舶避碰决策中的应用摘要：随着现代航运业的发展，船舶的大型化、高速化日益明显，在海上航行的船舶会遇时，须分析会遇海域内其他船舶的航行动态、水文、气象、管理规定等多方面因素来决定避碰策略。
目前船舶装备的现代导助航设备主要包括雷达、GPS、船载AIS、ECDIS等电子仪器，这在一定程度上大大减小的了船舶驾驶员的工作强度。
GIS在船舶避碰中的应用将进一步帮助船舶驾驶员确定船舶会遇时的有效避碰策略，保障海上船舶的航行安全，同时也提高了航运企业的运营效率。
Abstract: With the development of modern shipping industry, the ship's large-scale, high-speed has become increasingly evident.When the ships encounter at sea, the following factors in the encountered area should be analyzed to determine strategy for preventing collision,such as the states of other ships,hydrology, meteorology, regulations and so on.The current navigational equipments equipped in ships mainly include radar, GPS, AIS, ECDIS and other electronic equipments,which greatly reducing the work intensity of the crew. Application of GIS in ship collision preventation will further help the drivers to determine the effective strategies for preventing collision when the ships will encounter,in which way can protect the safety of navigation of ships at sea,as well as improve the operational efficiency of shipping enterprises.关键词：GIS 避碰航行安全0 引言随着信息技术和计算机技术在航海上的大范围应用，智能航海也越来越多的成为现代科技工作者的研究方向，通过研究船舶智能避碰系统来选择船舶会遇局面下的最优避碰方案，可大幅度提高船舶避碰时的操船效率，保证航行的安全。
前言该毕业设计介绍了基于AIS的船舶避碰数据采集系统的设计。
AIS数据采集是AIS系统的部分功能，AIS数据采集系统得到的信息进行处理，得出最佳避碰方案，然后发送到屏幕上显示，供驾驶员参考。
作为AIS系统功能部分，介绍AIS系统就很有必要。
AIS ( Automatic Identification System)是工作在VHF海上频段的船舶和岸基广播数据传输系统。
它是一种可在船与船之间以及船与岸之间交换数字信息的工具。
设置AIS有利于自动船舶识别、避免船舶碰撞、协助目标跟踪、减少话音报告、简化信息交换并提供附加信息以帮助了解船舶交通状况。
目前，AIS 已成为海船上必不可少的配置，作为雷达的补充，用作船舶之间避碰和自动交换信息的重要助航工具。
AIS可使VTS ( Vessel Traffic Service)改善和加强对船舶交通的服务管理功能，可使港航部门获取有关船舶的装载货物、航行计划、实际位置等信息。
此外，AIS还可在航标和搜寻救助等方面有着重要的作用。
AIS发展过程中较早的一种方法是基于VHF数字选择呼叫(DSC-digital selective calling)技术开发而成的，称为自动应答系统(Transponder System )。
其基本方法是在70频道上以DSC方式自动发出询问信息，接收到询问信息的接收机(装在船舶或岸台上的AIS设备)根据询问方要求的频道，将本船的识别码、船名、船位、航向、航速、吃水等信息自动传给询问方，这样便实现了自动应答功能。
AIS作为通信导航系统或设备，经历了一个从不完善到逐步完善的过程，IMO海安会及其它的国际组织，不断制定和补充相应的标准，同时对AIS 的研究也在不断地向前推进。
目前AIS设备在我国的应用也得到了广泛的实施。
随着船舶识别网络系统在珠江口水域运行成功，海事部门实现了对船舶实施网络化、自动化监管。
最近南通辖区通常、通沙、海太三条主力渡线21艘渡船也全部安装了船舶自动识别系统。
无人驾驶船舶的自动导航与避碰技术研究一、引言无人驾驶船舶的自动导航与避碰技术是近年来航海领域的研究热点之一。
随着科技的不断进步，人工智能、自动化技术等在无人驾驶领域的应用越来越广泛。
无人驾驶船舶作为一种新兴的交通工具，具有减少事故风险、提高运输效率等优势，正逐渐引起人们的关注。
本文将对无人驾驶船舶的自动导航与避碰技术进行深入研究，并探讨其应用前景及存在的挑战。
二、无人驾驶船舶概述1. 无人驾驶船舶概念及分类随着科技进步和社会需求变化，传统有人操控的航海方式逐渐不能满足需求。
无人驾驶技术应运而生，为海上交通带来了新机遇。
无人驾驶船只是指在没有乘员操控下进行自主导行和作业任务完成，并能根据环境变化做出相应决策和调整行为。
根据用途不同，无人驾驶船舶可以分为货运船、客运船、科考船等多种类型。
无人驾驶货运船可以用于海洋物流，提高海上运输效率；无人驾驶客运船可以用于海上旅游等领域；科考船的无人化将提高海洋科学研究的效率和安全性。
2. 无人驾驶船舶的优势与挑战与传统有人操控的航行方式相比，无人驾驶船只具有以下优势：（1）降低事故风险：无人驾驶技术能够减少由于操作失误、疲劳等因素导致的事故风险；（2）提高运输效率：自动导行系统能够根据实时数据进行路径规划和调整，减少时间和能源消耗；（3）节约成本：自动化系统能够减少乘员工资、福利等成本支出；（4）适应恶劣环境：在恶劣天气或环境条件下，无人驾驶技术能够更好地应对挑战。
然而，与此同时，无人化技术在实践中也面临一些挑战：（1）技术难题：无人驾驶船舶需要具备高精度的定位、感知、决策和控制能力，技术上的难度较大；（2）法律法规：无人驾驶船舶的法律法规尚不完善，相关和标准需要进一步制定；（3）安全保障：无人驾驶船舶的安全保障问题是一个重要的挑战，如何防止黑客攻击和故障应急等问题需要解决。
三、无人驾驶船舶自动导航技术研究1. 传感器技术传感器是实现无人驾驶船只自动导行的重要组成部分。
电子海图在船舶安全保障中的作用摘要：电子海图信息系统在船舶航行中,主要是提供稳定、安全的航行线路,确保船舶航行的安全性和稳定性。
但在船舶航行期间,受到海上不利因素的影响,其安全性和稳定性就会下降,严重的话会导致航行事故的发生。
本文探讨了电子海图信息系统,分析了电子海图信息系统在船舶航行安全中的保障作用，希望能为船舶安全平稳航行提供一些参考。
关键词：电子海图；船舶航行；安全和保障一、引言船舶属于海上的一种重要的交通运输工具,并且在航行的时候,很容易受到海上环境的影响,导致船舶的安全性和稳定性受到威胁。
基于此,为了保证船舶航行的稳定性和安全性,逐渐将电子海图信息系统运用到其中,主要根据海上环境进行优化, 为船舶提供优质的海上航行路线和航行信息,以此保证船舶航行的稳定性和安全性。
同时,电子海图信息系统在船舶航行运用的时候,对其功能逐渐趋向于完善,并且集合了多种技术手段,为船舶航行的发展, 给予了重要的技术支持。
二、电子海图显示系统（一）电子海图的定义所谓电子海图（见图1），即各种数字式海图及其应用系统的统称。
它一般分为两大类：一类主要是由政府部门牵头，在规定的航区内进行测量并绘制的海图，叫做官方海图。
另一类是由民间组织进行测量并绘制的海图，叫做非官方海图。
通常情况下，官方海图的准确性比民间海图要高。
但无论是官方海图还是非官方海图，电子海图都具有两种形式，即基础数据和更新数据。
无论是更新数据还是基础数据，都必须以标准的格式进行数据处理，从而使不同国家的航道机构所制作的电子海图能够全球通用。
更新数据和基础数据一起为电子海图显示信息系统所接收，形成反映一定海域内的最新信息。
从而为航海人员提供信息平台，使其能够更加直观、方便地了解船舶航行海域的现实状况，保证船舶航行安全。
图1 电子海图（二）电子海图的起源为了实现航海技术的自动化及信息化，1986 年7月，IMO和IHO合作成立了电子海图协调小组（HGE），开始共同研究开发电子。
新型航海技术对船舶避碰自动化的影响研究随着科技的发展，航海技术也在不断更新和进步。
新型航海技术的应用对船舶的避碰自动化产生了深远的影响，提高了船舶的安全性和效率，降低了事故的发生率，对航海业的发展具有重要意义。
本文将探讨新型航海技术在船舶避碰自动化方面的影响，并对未来的发展趋势进行展望。
1. 智能雷达系统的应用传统的雷达系统主要依靠船员的观察和操作，存在主管疲劳、视线受阻等问题，容易造成船舶交通事故。
而智能雷达系统的应用可以通过高精度的传感器和人工智能算法，实现对海上船舶的实时监测和识别，提高了避碰决策的准确性和及时性，降低了人为因素对避碰决策的影响。
2. 卫星导航系统的改进随着卫星导航技术的不断完善，航海领域出现了一系列新的卫星导航系统，如GPS、GLONASS、Beidou等，这些卫星导航系统在提高船舶定位精度和航行安全性方面发挥了重要作用。
通过这些系统，船舶可以实现全球范围的精准定位和导航，为避碰自动化提供了更加可靠的基础数据，大大降低了事故的风险。
3. 人工智能技术的应用人工智能技术在船舶避碰自动化方面的应用也日益广泛。
通过机器学习和深度学习技术，船舶可以实现自主感知、分析和决策，从而更加准确地判断其他船舶的行驶轨迹和速度，以及进行相应的避碰动作。
人工智能技术不仅提高了船舶自主避碰的能力，还可以根据历史数据进行预测分析，进一步降低事故的发生概率。
二、新型航海技术对航海业的影响1. 提高了航海安全性新型航海技术的应用大大提高了船舶的安全性。
智能雷达系统、卫星导航系统和人工智能技术的结合，使船舶在避碰过程中可以更加准确地感知和判断周围环境，减少了人为因素对避碰决策的影响，从而降低了船舶交通事故的发生率，保障了航海的安全。
2. 提高了船舶的运输效率新型航海技术的应用不仅提高了船舶的安全性，还提高了船舶的运输效率。
通过智能雷达系统和人工智能技术，船舶可以更加准确地预测其他船舶的行驶轨迹和速度，从而在避碰过程中可以更加合理地调整航行路径和速度，避免不必要的停船和等待，提高了船舶的运输效率。
基于新航海技术的船舶避碰自动化探讨摘要：近几年来，在科学技术大力发展的背景下，航海事业也得到了很大的发展。
根据相关的调查得知。
在船舶碰撞事件中，人为因素是主要的影响因素。
但是，要想彻底地规避和防范人为因素，也是不可能的。
因此，就必须要实现船舶规避自动化。
在本文中，就针对这方面的内容进行了探讨。
关键词：新航海技术船舶碰撞自动化在当前社会中，航海事业已经有了很大的发展。
在科学技术大力发展的背景下，计算机技术、海洋科技技术等各种先进的技术也开始在航海事业中得到了非常广泛的应用。
但是，在实际情况中，船舶在海上航行的过程中却经常发生碰撞事件，往往都会造成十分严重的伤亡。
而且，这样还会在一定程度上加剧海洋污染。
因此，在现实情况中，为了能够更好地规避船舶碰撞事件，那么在运用新航海技术的基础上，也需要加强对船舶避碰自动化的研究。
一、关于船舶避碰和船舶避碰自动化的相关内容1.关于会影响到船舶避碰的主要因素。
根据相关的调查可以知道，在现实情况中，很多的船舶避碰问题都是人为因素导致的。
因此，若是想要有效地避免人为因素的影响，则需要采取针对性的措施来予以解决。
对此，主要可以从以下两个方面来进行：（1）加强对海员的培训，包括知识和技能两方面，积极地提高他们的责任心、综合素质以及业务能力。
（2）积极地引进更加先进的科学技术，提高船舶的自动化程度，实现船舶避碰的自动化。
从实际情况来看，相对于其他的职业来说，航海职业的性质是比较特殊的，海员的工作环境也比较艰苦，所以这种工作的流动性也比较大。
而且，也很少有人愿意终身从事这一行业，而这也就导致航海工作中长期面临着海员年龄小、经验不足以及技术水平不高等现象，不利于船舶的安全驾驶，也是影响船舶避碰的主要因素。
2.关于船舶避碰自动化所存在的问题。
从实际情况看，在当前社会中，基于航行水域船舶避碰自动化的问题其实很多都已经得以解决。
但是，要想收获到好的效果，还需要进一步完善。
在实际工作中，由于船舶避碰自动化会受到水面地下物标信息探测可靠性的影响，所以其在受限水域自动避碰决策中也会存在着很多的问题。
