在船舶避碰的基本过程可知,要想实现船舶自动避碰,首先是需要有提供本船和目标船信息的设备,就传感器部分;第二需要有完成信息的处理计算、分析判断和确定避碰方案的避碰计算机系统;另外还有输入输出接口、存储本船和目标信息以及电子海图信息的数据库与自动避碰智能软件;最后需要有实施避碰方案的操船机构部分,自适应舵或智能舵和主机以及被控对象部分即船舶。
现在有的船舶自动避碰系统的研究中所使用的传感器设备,通常就是雷达或自动雷达标绘仪(ARPA)、陀螺仪与计程仪以及后来出现的AIS系统。利用雷达获得目标船的相对位置信息,利用陀螺仪和计程仪获得船舶的航向和航速信息,作为避碰信息的部分原始数据。避碰计算机系统首先由其输入接口对避碰信息的原始数据进行必要的预处理和数字化处理;然后在由智能避碰软件在对目标信息进行滤波处理的基础上应用数理分析与专家系统原理相结合的方法实现信息的计算处理、分析分类、危险判断与确定避碰方案;最后通过计算机系统的输出接口将避碰方案经过必要的数据转换处理后,传送到操船机构,实施避让方案。现有的船舶自动避碰系统存在的主要问题是传感器的局限性和智能避碰软件功能的扩展和完善问题。AIS技术的日益成熟和普及将成为解决以上问题的一种有效方法。
现在,用在海上避碰最得力的工具是ARPA,它具有较强避碰功能,不过不能识别目标船。现有传感器的局限性主要还表现在雷达或ARPA获取目标信息的可靠性问题,例如处于海浪、雨雪与阴影盲区的目标,雷达探测不到;即便是ARPA,在对雷达探测的目标进行滤波和平滑处理过程中,团受信息处理技术的局限性而存在“误、漏、丢”目标的现象。可以说,雷达或ARPA的局限性直接影响到船舶自动避碰技术的实现进程,是自动避碰系统的瓶颈。
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