【技术实现步骤摘要】
一种智能船舶避碰能力评估系统
[0001]本专利技术属于船舶领域，涉及一种船舶评估系统，更具体地，涉及一种智能船舶避碰能力评估系统。
技术介绍
[0002]近年来，智能船舶越来越多的被人提起，全世界很多国家早已开始智能船舶技术的相关研发。我国对智能船舶相继提出了多个相关的政策性文件，为智能船舶的发展提供了新的方向，越来越多的科研院所、高校及公司已经加入到智能船舶技术的研究当中。
[0003]由于船舶的特殊性，使得避碰成为船舶航行过程中的一个至关重要的因素。自主避碰技术作为保证智能船舶安全性的重要一环，更应该受到重视。只有对自主避碰进行全面、客观、有效的测试，才能保证智能船舶能够实现安全可靠的运营。
[0004]如何针对得到的测试数据进行评价，得到准确可靠的评价结果是智能船舶能够保证其安全性的关键。但是，现阶段还没有一种评估系统能够对避碰测试结果完成可靠评估。
[0005]因此，一种能够正确评估测试结果的智能船舶避碰能力评估系统成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提出了一种能够正确评估避碰测试结果的智能船舶避碰能力评估系统，其能够全面评估智能船舶的自主避碰能力，并为智能船舶的其它技术评估提供思路和方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种智能船舶避碰能力评估系统，其包括数据采集模块、数据分析处理模块、评估模块和成绩判定模块，其特征在于，>[0009]所述数据采集模块与来自避碰功能虚拟仿真系统的数据源或避碰实船测试系统的数据源相连接，以采集船舶基本性能数据、感知模块数据、认知模块数据、决策模块数据、控制模块数据和效果数据；
[0010]所述数据分析处理模块用于将采集到的数据进行处理和分析，以获得效率性评估指标的各影响因素的数据、安全性评估指标的各影响因素的数据、经济性评估指标的各影响因素的数据、生态性评估指标的各影响因素的数据和社会性评估指标的各影响因素的数据；
[0011]所述评估模块利用所述数据分析处理模块处理后的数据进行效率性评估指标、安全性评估指标、经济性评估指标、生态性评估指标和社会性评估指标的计算，得到各项评估指标的评估分数；
[0012]所述成绩判定模块用于将所述评估模块得到的各项评估指标的评估分数以加权的方式进行综合处理，得到百分制的最终评估分数。
[0013]优选地，其中，所述船舶基本性能数据包括船长、船舶回转性指数和应舵指数；所
述感知模块数据包括船舶周围的环境数据、海况数据、船速数据、航向数据、船舶六自由度姿态数据、他船位置数据和他船状态数据；所述认知模块数据包括船舶与碍航物的相对距离数据、船舶态势判断数据以及船舶与碍航物的会遇时间数据；所述决策模块数据包括船舶航速数据、船舶航向数据和船舶期望位置数据；所述控制模块数据包括船舶舵角和船舶主机功率；所述效果数据包括避碰完成时间、避碰过程经过的总里程和避碰决策命令更新时间。
[0014]优选地，其中，所述船舶周围的环境数据包括能见度数据和测试时间数据；所述海况数据包括风速等级数据和波浪等级数据；所述船舶六自由度姿态数据包括船舶横摇数据、纵摇数据、艏摇数据、横荡数据、纵荡数据和垂荡数据；所述他船状态数据包括他船航速数据和他船航向数据。
[0015]优选地，其中，获得的效率性评估指标的各影响因素的数据包括避碰完成时间、避碰过程经过的总里程和避碰决策命令更新时间。
[0016]优选地，其中，获得的安全性评估指标的各影响因素的数据包括：
[0017](1)、t时刻的船舶方位变化率r
t
[0018][0019]其中：表示t时刻的船舶艏向角，表示t
‑
Δt时刻的船舶艏向角，Δt表示两次采样的时间间隔；
[0020](2)、船舶航迹偏移量|AB|
t
[0021][0022]其中：B代表船舶当前位置点A在全局路径航线上的垂直投影点，(x
t
,y
t
)为A点的高斯平面直角坐标，(X
t
,Y
t
)为B点的高斯平面直角坐标；
[0023](3)、航线转向角
[0024]航线转向角是船舶相邻两段局部规划航线的夹角角度θ，
[0025][0026]其中：k2表示前一段的局部规划航线的斜率，k1表示后一段的局部规划航线的斜率；
[0027](4)、局部路径航道宽度与船宽的比值a
[0028]a＝B/b
[0029]其中：B为船宽，b为航道宽度；
[0030](5)、局部路径航道水深与船舶吃水的比值c
[0031]c＝d/D
[0032]其中：d为船舶吃水，D为航道水深。
[0033]优选地，其中，获得的经济性评估指标的各影响因素的数据为耗油量S，
[0034][0035]其中：P
ME
为实际主机功率，SFOC
ME
为主机燃油消耗率，P
AE
为实际副机功率，SFOC
AE
为
副机燃油消耗率，t为船舶的航行时间。
[0036]优选地，其中，获得的生态性评估指标的各影响因素的数据包括：
[0037](1)、废气排放量
[0038][0039]上式适用于主机NO
x
、HC排放因子和副机NO
x
、HC、CO、CO2排放因子的计算；
[0040][0041]上式适用于主机CO、CO2排放因子的计算；
[0042]其中：为编号为i的主机或副机排放的废气成分编号为k的排放因子，FL为主机负荷百分比，a,b,c为拟合系数；
[0043](2)、废水排放量P
[0044]P＝DR*t
[0045]其中：DR为排放速率，t为船舶的航行时间。
[0046]优选地，其中，获得的社会性评估指标的各影响因素的数据为人员满意度，所述人员满意度是指人员对船舶所处环境安全度的估计，包括三方面的内容，分别是环境因素、船舶因素和人为因素，其中，
[0047]环境因素的权重为：
[0048][0049]其中：f
v
为不同能见度下船舶航行安全系数，为f
v
的权重系数，f
F
为不同风浪等级下船舶航行安全系数，为的f
F
的权重系数，f
d
为不同测试时间段内的安全系数，为f
d
的权重系数；
[0050]船舶因素权重为：
[0051][0052]其中：f
L
为不同船舶长度下船舶航行安全系数，为f
L
的权重系数，f
R
为不同会遇船舶间距下船舶航行安全系数，为f
R
的权重系数，f
B
为会遇船舶不同相本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能船舶避碰能力评估系统，其包括数据采集模块、数据分析处理模块、评估模块和成绩判定模块，其特征在于，所述数据采集模块与来自避碰功能虚拟仿真系统的数据源或避碰实船测试系统的数据源相连接，以采集船舶基本性能数据、感知模块数据、认知模块数据、决策模块数据、控制模块数据和效果数据；所述数据分析处理模块用于将采集到的数据进行处理和分析，以获得效率性评估指标的各影响因素的数据、安全性评估指标的各影响因素的数据、经济性评估指标的各影响因素的数据、生态性评估指标的各影响因素的数据和社会性评估指标的各影响因素的数据；所述评估模块利用所述数据分析处理模块处理后的数据进行效率性评估指标、安全性评估指标、经济性评估指标、生态性评估指标和社会性评估指标的计算，得到各项评估指标的评估分数；所述成绩判定模块用于将所述评估模块得到的各项评估指标的评估分数以加权的方式进行综合处理，得到百分制的最终评估分数。2.根据权利要求1所述的智能船舶避碰能力评估系统，其特征在于，所述船舶基本性能数据包括船长、船舶回转性指数和应舵指数；所述感知模块数据包括船舶周围的环境数据、海况数据、船速数据、航向数据、船舶六自由度姿态数据、他船位置数据和他船状态数据；所述认知模块数据包括船舶与碍航物的相对距离数据、船舶态势判断数据以及船舶与碍航物的会遇时间数据；所述决策模块数据包括船舶航速数据、船舶航向数据和船舶期望位置数据；所述控制模块数据包括船舶舵角和船舶主机功率；所述效果数据包括避碰完成时间、避碰过程经过的总里程和避碰决策命令更新时间。3.根据权利要求2所述的智能船舶避碰能力评估系统，其特征在于，所述船舶周围的环境数据包括能见度数据和测试时间数据；所述海况数据包括风速等级数据和波浪等级数据；所述船舶六自由度姿态数据包括船舶横摇数据、纵摇数据、艏摇数据、横荡数据、纵荡数据和垂荡数据；所述他船状态数据包括他船航速数据和他船航向数据。4.根据权利要求3所述的智能船舶避碰能力评估系统，其特征在于，获得的效率性评估指标的各影响因素的数据包括避碰完成时间、避碰过程经过的总里程和避碰决策命令更新时间。5.根据权利要求4所述的智能船舶避碰能力评估系统，其特征在于，获得的安全性评估指标的各影响因素的数据包括：(1)、t时刻的船舶方位变化率r
t
其中：表示t时刻的船舶艏向角，表示t
‑
Δt时刻的船舶艏向角，Δt表示两次采样的时间间隔；(2)、船舶航迹偏移量|AB|
t
其中：B代表船舶当前位置点A在全局路径航线上的垂直投影点，(x
t
,y
t
)为A点的高斯平面直角坐标，(X
t
,Y
t
)为B点的高斯平面直角坐标；
(3)、航线转向角航线转向角是船舶相邻两段局部规划航线的夹角角度θ，其中：k2表示前一段的局部规划航线的斜率，k1表示后一段的局部规划航线的斜率；(4)、局部路径航道宽度与船宽的比值aa＝B/b其中：B为船宽，b为航道宽度；(5)、局部路径航道水深与船舶吃水的比值cc＝d/D其中：d为船舶吃水...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，姜雨函，朱慎超，曹志伟，刘健，刘帆，
申请(专利权)人：智慧航海青岛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。