Ship collision avoidance decision model and simulation based on collision circle

• Autorzy: Zhang J. , Hu Q. , Liao B.

Identyfikatory

DOI

10.12716/1001.13.02.08

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to give consideration to both comprehensive evaluation and efficient decision-making in collision avoidance decision-making process, a collision avoidance decision-making model based on collision circle is proposed by introducing the concept of collision circle. Firstly, the factors causing ship collision are analyzed. Secondly, the static and dynamic characteristics of collision circles are analyzed and summarized by using collision circle simulation cases. Thirdly, based on the static characteristics, a reasonably distributed collision avoidance decision model of (Possible Point of Collision,PPC) was established. Finally, the spatial data operations core algorithm (Java Topology Suite, JTS) is used for logical operation and visualization, so as to realize the ship collision avoidance evaluation and decision. The decision model was used to verify the accident scenario of "SANCHI", and the results showed that the obtained collision avoidance scheme was reasonable and in line with the "International Regulations for Preventing Collisions at Sea" and safety requirements, thus providing a reference for maritime operators to avoid collisions between ships.

Słowa kluczowe

EN

collision avoidance; anti-collision; collision circle; decision model; ship collision avoidance decision model; Possible Point of Collision (PPC); Java Topology Suite (JTS); colregs

• Wydawca: Faculty of Navigation, Gdynia Maritime University
• Czasopismo: TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 13, no. 2
• Strony: 325--334
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zhang J.

• Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai, China 

autor

Hu Q.

• Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai, China 

autor

Liao B.

• COSCO Shipping Seafarer Manangement CO,LTD, Shanghai, China 

Bibliografia

• [1] Huang  Ying,  Li  Lina,  Chen  guoquan.  Design  and  application  of  decision  support  module  for  collision  avoidance  of  urgent  danger  [J].  Journal  of  jimei  university: natural science edition, 2011, 16(6).  
• [2] Wu  Zhaolin.  Selection  of  collision  avoidance  actions  based on PAD information and improvement of PAD  graphics  [J].  Journal  of  dalian  maritime  university,  1986(4):16‐26.  
• [3] Fang  Xianglin,  Fu  Wanxuan.  Danger  zone  model  for  velocity  ratio  circle  prediction  and  its  application  in  ARPA system [J]. China maritime, 1984(2):5‐17.  
• [4] Wang  Renqiang,  Zhao  Yuelin,  Xie  Baofeng.  Mathematical  model  of  collision  avoidance  in  ship  dynamic  steering  [J].  Journal  of  dalian  maritime  university, 2014, 40(1):17‐20.  
• [5] He Yixiong, Huang Liwen, Mou Junmin, et al. Automatic  collision avoidance action plan for give‐way vessels in  cross‐encounter  situation  [J].  Journal  of  Harbin  engineering university, 2015(08):1024‐1029.  
• [6] Xiong  Yong,  He  Yixiong,  Huang  Liwen.  Multi‐ship  automatic collision avoidance control method based on  speed obstacle [J]. China maritime, 2015, 38(3).  
• [7] Chen Yaojie, Li Shuang, Fan Huan, et al. Research on  multi‐ship  automatic  collision  avoidance  based  on  velocity  vector  coordinate  system  [J].  Computer  simulation,2015,32(6):420‐424.  
• [8] Liao Bingjun. Introduction to safety situation diagram  avoidance method [J]. Navigation technology,2018.  
• [9] Hu  Shenping.  Classification  and  quantification  of  collision avoidance stage in ship encounter process [J].  China maritime industry, 2001(2):83‐87. 
•   [10] Hu Qiaoer, Hu Qinyou. Design and analysis of ship  collision  avoidance  simulation  system  based  on  negotiation [J]. China maritime, 2009, 32(1):54‐59.  
• [11] You Y, Rhee K. Development of the collision ratio to  infer the time at which to begin a collision avoidance of  a ship[J]. Applied Ocean Research, 2016, 60:164‐175. 
• [12] Ma Wenyao, Wu Zhaolin, Yang Jiaxuan, et al. Decision  support  for  collision  avoidance  path  planning  of  artificial fish swarm algorithm [J]. China maritime, 2014,  37(3):63‐67.  
• [13] Ni Shengke, Liu Zhengjiang, Cai Yao, et al. Collision  avoidance decision support for ships based on genetic  algorithm [J]. Journal of Shanghai maritime university,  2017(1).  
• [14] Yu Jiagen, Liu Zhengjiang, Bu Renxiang, et al. Collision  avoidance decision of ship steering based on simulation  physics  optimization  algorithm  [J].  China  maritime,  2016, 39(1):36‐38.  
• [15] Yang  Baicheng,  Zhao  Zhilei.  Multi‐ship  collision  avoidance  decision  based  on  improved  simulated  annealing  algorithm  [J].  Journal  of  dalian  maritime  university, 2018, 44(2). 
• [16] Wang Deyan, liu Yian. Application of particle swarm  optimization in multi‐ship collision avoidance decision  [J]. Computer engineering and design, 2009, 30(14):33803382.  
• [17] Shen Haiqing, Guo Chen, Li Tieshan, et al. Intelligent  collision  avoidance  navigation  method  for  unmanned  ships  considering  rules  of  navigation  experience  [J].  Journal  of  Harbin  engineering  university,  2018,  260(06):48‐55. 
• [18] Huang Y, P. H. A. J. M. van Gelder, Wen Y. Velocity  obstacle  algorithms  for  collision  prevention  at  sea[J].  Ocean Engineering, 2018, 151:308‐321. 
• [19] Liu Renwei, Xue Yanzhuo, Liu Yang, et al. Automatic  collision  avoidance  model  and  its  application  in  restricted  waters  [J].  Journal  of  Harbin  Institute  of  Technology, 2018(3).  
• [20] Li Lina, Xiong Zhennan, Gao Yansong, et al. Generation  and  optimization  method  of  single  ship  collision  avoidance  intelligent  decision  [J].  Information  and  control, 2002, 32(2):189‐192. 
• [21] Zhuo Yongqiang , and T. Tang . ʺAn intelligent decision  support  system  to  ship  anti‐collision  in  multi‐ship  encounter. ʺ World Congress on Intelligent Control &  Automation IEEE, 2008.  
• [22] LAZAROWSKA  A.  Ant  Colony  Optimization  based  Navigational  Decision  Support  System  [J].  Procedia  Computer Science, 2014, 35:1013‐1022.  
• [23] Zhao  jin‐song,  wang  feng‐chen,  et  al.  Collision  and  collision  avoidance  rules.  Dalian  maritime  university  press, 1997.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).