基于几何分析的受限水域 MASS 航线决策安全评估框架
系统与控制
2025-01-14 v1 系统与控制
摘要
为了提高海上自主水面船舶 (MASS) 在受限水域航行的安全性，本文旨在开发一个基于几何分析的航线安全评估 (GARSA) 框架，专门为其在不规则形状航道中的航线决策而设计。该框架利用线和点几何元素定义航道边界，能够构建动态宽度表征函数，以量化复杂航道沿线的空间安全性。开发了一种迭代方法来计算该函数，实现了航道的抽象空间属性表示。在此基础上，我们引入了一个平衡全局航行安全和局部风险的航行安全指数，以确定最安全的航线。为了适应船舶运动学约束，使用动态窗口法进行路径修改。在模拟汉堡港环境中进行的案例研究表明，GARSA 能够以自主方式有效识别安全航线并避免进入狭窄水域的风险，从而在受限水域 MASS 的航线决策中优先考虑安全性。
引用
@article{arxiv.2501.06670,
title = {A Geometric Analysis-Based Safety Assessment Framework for MASS Route Decision-Making in Restricted Waters},
author = {Zilong Xu and Zihao Wang and He Li and Dingli Yu and Zaili Yang and Jin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.06670},
year = {2025}
}