摘要：针对岛礁区-定线制水域的自主航行决策问题，以担杆水道为研究对象，提出符合《避碰规则》和良好船艺的自主航行决策方法。通过解析电子海图和历史AIS数据构建数字化交通环境，基于三自由度MMG模型进行船舶操纵推演，设计OP-PID航向控制器和改进ELOS制导方法，以实现自动航行。结合自然和交通环境，进行会遇局面辨识和碰撞危险度识别，并计算避让时机和幅度。仿真实验结果表明，自动航行模型在大角度转向时仍能稳定跟踪计划航线，偏差距离在5m以内；在AIS数据仿真中，本船通过两次右转成功避让4艘目标船；在手动设置目标船的仿真中，本船针对不同会遇局面采取相应避让措施，并最终恢复计划航线。研究成果为岛礁区-定线制水域的自主航行提供了有效决策方法。
文章目录
1 岛礁区-定线制水域数字化交通环境
1.1 研究水域
1.2 数字化交通环境构建
1.2.1 静态交通环境构建
1.2.2 动态交通环境构建
2 自动航行模型
2.1 MMG模型
2.2 OP-PID航向控制器
2.3 改进的ELOS制导方法
2.4 自动航行模型
3 岛礁区-定线制水域航行决策
3.1 碰撞危险辨识
3.1.1 会遇局面辨识
3.1.2 船舶碰撞危险度
3.2 避碰方法
3.2.1 静态障碍物避碰
3.2.2 目标船避碰
3.3 航行决策方法
4 仿真实验及分析
4.1 基于AIS目标船数据仿真
4.2 基于手动目标船数据仿
