基于ArcGIS的船舶避臺(tái)航線規(guī)劃系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和航運(yùn)事業(yè)的進(jìn)步，大運(yùn)輸量的海洋船舶運(yùn)輸在國(guó)際貿(mào)易中逐漸開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位。在海洋運(yùn)輸中航線的規(guī)劃與選擇，既要保證在各種環(huán)境條件下航行的安全又要使航線的距離最短從而達(dá)到船舶的消耗最小。在現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)等海洋信息技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，我們能夠使用電子海圖等工具掌握全部的海洋信息從而實(shí)現(xiàn)航線的具體規(guī)劃。全世界每年都會(huì)有數(shù)十個(gè)臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生，臺(tái)風(fēng)對(duì)船舶海洋航行的安全構(gòu)成了巨大的威脅，因臺(tái)風(fēng)造成的船舶事故時(shí)有發(fā)生。因此非常有必要將

2、臺(tái)風(fēng)信息與電子海圖的海洋信息結(jié)合，通過(guò)地理信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在有臺(tái)風(fēng)情況下的安全與經(jīng)濟(jì)航線的自動(dòng)規(guī)劃。
　　本文以海洋安全與經(jīng)濟(jì)航線規(guī)劃研究為目的，分別對(duì)無(wú)臺(tái)風(fēng)情況下的航線規(guī)劃與有臺(tái)風(fēng)情況下的避臺(tái)措施進(jìn)行了分析。在無(wú)臺(tái)風(fēng)情況下的航線規(guī)劃中，首先對(duì)島嶼等障礙物用凸多邊形包圍盒進(jìn)行簡(jiǎn)化，分別求取起點(diǎn)與終點(diǎn)到障礙物的切線和障礙物之間的內(nèi)外公切線，構(gòu)建基于切線圖的航路網(wǎng)絡(luò)模型，從而將航線規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)換成求切線集與障礙物凸多邊形邊界線所組成的有向

3、圖的最短路徑問(wèn)題，然后根據(jù)海洋航行中障礙物凸多邊形的特點(diǎn)對(duì)圖論Dijkstra算法鄰接矩陣進(jìn)行改進(jìn)，可以更高效的搜索出最優(yōu)航線。在有臺(tái)風(fēng)情況下的避臺(tái)策略中，當(dāng)船舶安全避開(kāi)臺(tái)風(fēng)后需要選擇合適的時(shí)機(jī)、地點(diǎn)與航線回復(fù)到原航線，原航線即無(wú)臺(tái)風(fēng)情況下規(guī)劃的最優(yōu)航線，本文根據(jù)船舶與臺(tái)風(fēng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，對(duì)船舶保速改變航線方向的避臺(tái)措施進(jìn)行了分析，主要包括是否需要避臺(tái)的判斷、避臺(tái)時(shí)機(jī)的選擇、保速變向使船舶剛好在臺(tái)風(fēng)前和臺(tái)風(fēng)后通過(guò)的船舶航向計(jì)算、復(fù)航時(shí)機(jī)

4、的計(jì)算以及復(fù)航航線的選擇等方面。
　　本系統(tǒng)以.NET為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以 ArcGIS Engine為二次開(kāi)發(fā)組件，并采用DevExpress控件進(jìn)行頁(yè)面的布局。本系統(tǒng)所使用的電子海圖原始數(shù)據(jù)為美國(guó)太空總署與國(guó)家測(cè)繪局聯(lián)合測(cè)量，電子海圖數(shù)據(jù)比較精確。本系統(tǒng)對(duì)構(gòu)建的切線圖航路網(wǎng)絡(luò)模型、采用改進(jìn)Dijkstra算法鄰接矩陣后生成的最優(yōu)航線、船舶按照規(guī)劃的航線行駛過(guò)程以及避臺(tái)過(guò)程進(jìn)行了演示。本系統(tǒng)建立了避臺(tái)航線規(guī)劃系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，生成了各種避臺(tái)