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船舶异常行为的界定与仿真分析 　　x摘 要：参考了内河桥区船舶的通航规范，针对现下的船舶在内河桥区航道所有可能产生的异常航迹，提出了以视频检测为基础的内河桥区船舶异常行为模型，与此同时，为了判断船舶航行行为的异常与否，首先制定了指标信息，主要包括船舶航速、船舶领域、船队大小、运动方向、风力、能见度、浪高和人为因素。此种方法的优点是处理速度快、实现简单，还能够准确快速地判断是否属于异常航迹。 　　关键词：船舶 异常模型 判定准则 仿真分析 　　中图分类号：U692 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0142-02 　　1 船舶异常行为准则 　　船桥相撞事故在我国总是频繁的发生。据不完全统计，从1968―1995年南京长江大桥共发生重大撞桥事故25起；建桥至今武汉长江大桥已发生撞桥事故81起；更有甚者在2007年6月中旬，九江大桥坍塌也是因被船只撞击导致的。根据资料来看，在汛期顺流航行时发生船桥相撞事故的比例为65%；在航道弯曲度大的桥区河道中和水流方向与桥轴法线方向之间的夹角处发生事故的比例有60%；人为过失因素有关的事故率有70%。 　　自然和人为因素都会影响内河桥区船舶的安全航行。现以上海黄浦江段奉浦大桥水域为例进行讨论，结合《上海黄浦江通航安全管理规定》（以下简称《规定》）[1]，遵循分道通航、大船小船分流、各自靠右航行的原则，假定影响船舶安全航行的因素并可定为评判准则的主要有船队大小、运动方向、能见度、船舶航速、风力、浪高、船舶领域和人为因素这八个方面。 　　1.1 船舶航速 　　影响船舶安全航行的重要因素是航速，在天气不好的时候，如雾天、可视距离短、能见度低的情况下，引发船舶事故的罪魁祸首主要更是航速。小于等于8节约4 m/s的船速是船舶正常航行时的船速，在桥区河道上小于等于5，节约2.6 m/s的速度是安全航速，这是由于船只进入桥区河道前需要提前减速，同时船只在桥区河道上不得无故任意停船，主要是为了对其他船舶的正常通行不产生影响，所以，根据上述内容船只的航行速度的安全行驶范围为0V船2.6m/s。 　　1.2 能见度 　　根据资料表明，70%的碰撞事故发生是能见度不良导致的，不良的能见度在《航道与引航》中被界定在50～2000 m之间的能见距离。在《规定》中，黄浦江水域的能见度不足100 m的情况下，严禁所有船只的通行；不足500 m的，严禁大型船只通行；不足1000 m的，船只应当缓速慢行通过。所以，禁止船舶过桥的安全视距是在100～500 m之间时。 　　1.3 运动方向 　　为减少甚至避免船相撞和船撞桥等事故的发生，船舶要遵循各自靠右航行、分道通航、大船小船分流的原则。按照《长江江苏段船舶定线制规定》第十九条所说的：横越的船舶要在不妨碍其他船只行驶时，尽可能与通航分道成直角就近进行，同时需要注意周围环境和航道情况。同时，《规定》中也对船只可掉头的区域和横穿航道的行为等有着明确的说明。 　　1.4 船队大小 　　为了达到省时省力的目的，多有拖带船队和顶推船队在内河水路中行驶，这种情况下船队的装货高度、总长度及宽度都会对桥梁和其他甚至自身船只的行驶造成一定程度的影响。因此，参考后在这里设定，船只载货后总长应小于等于165 m，宽度小于等于32 m，高度需小于等于29.5 m，对船只的长宽高数据进行实时监控可以根据检测阶段测量出的船只尺寸进行。 　　1.5 船舶领域 　　船舶领域的概念在1963年被著名学者藤井弭平提出，其开创了日本的海上交通工程学。从几何学的概念上来说船舶碰撞就是指会遇船舶的距离为零。假如船只与船只之间总是保持一定的安全距离，那么则可以确保船只安全有效的航行并防止碰撞事故的发生。这一安全距离即船舶领域半径[2]，在避碰规则中我们可以理解为“宽”的概念。船舶的航道宽度、动态及静态特性、风流等因素对船舶领域有着重大的影响。根据经验，在内河桥区河道上，船只的基本领域长度可以定为3 m，综合考虑船速、风、流等因素后，船舶领域长度可以增加到4 m。 　　1.6 风力 　　船舶交通安全和效率会在大风和台风天气中收到很大的影响，比如造成航行船只发生偏航的大风，偏航会产生巨大的危害，特别是在航道受限水域。船舶产生摇摆是由大风引起的水面波浪造成的，大风还能使船员对船只的操纵能力受到一定程度的限制，还影响船员观察周围环境情况。我们知道4～5级的风浪在长江下游就会对船队的行驶造成一定的阻碍影响，而当大风浪达到5～6级以上时就会对船队的行驶起到很大的威胁作用。根据浦福式风级表我们可以知道，5级大风的风速V5大约为8～10.7 m/s。故此，在这里我们规定V风9m/s为风力的安全范围。 　　1.7 浪高 　　浪头越来越大主要是由风力越来越强引起