三维虚拟船舶系泊操纵评估系统

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0613

中国安全科学学报 ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (5): 147-154.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0613

三维虚拟船舶系泊操纵评估系统

蒋效彬¹^,²(), 金春燕¹, 任鸿翔³, 张志恒¹^,^**()

1 上海海事大学商船学院,上海 201306
2 宁波大学海运学院,浙江宁波 315211
3 大连海事大学航海学院,辽宁大连 116026

收稿日期:2023-11-24 修回日期:2024-02-24 出版日期:2024-05-28
通讯作者:
**张志恒(1991—),男,河南漯河人,博士,讲师,主要研究方向为船舶运动建模与控制方面的研究。E-mail:zhzhang@shmtu.edu.cn。
作者简介:
蒋效彬 (1989—),男,上海人,博士,讲师,主要从事虚拟现实、航海仿真、系统评估等方面的研究。E-mail:dmu_jxb@163.com
任鸿翔教授
张志恒讲师
基金资助:
国家自然科学基金资助(52071200); 上海市科学委员会基金资助(23010501900)

Mooring maneuver evaluation system based on 3D virtual ships

JIANG Xiaobin¹^,²(), JIN Chunyan¹, REN Hongxiang³, ZHANG Zhiheng¹^,^**()

1 Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China
2 Maritime College, Ningbo University, Ningbo Zhejiang 315211, China
3 Navigation College,Dalian Maritime University,Dalian Liaoning 116026, China

Received:2023-11-24 Revised:2024-02-24 Published:2024-05-28

摘要/Abstract

摘要：

为保障船舶驾驶操纵过程中的航行安全,准确评估船员的实操技能,针对目前船舶系泊操纵评估缺乏完整评价指标体系的问题,结合专家评估法和模糊综合评价法进行系泊操纵技能评估,构建每个评价指标的隶属度函数;采用层次分析法(AHP)确定每个评价指标的建议权重值和标准值,以确保评价结果准确可靠;利用三维虚拟船技术,根据各因素对系泊操纵的影响程度研发一套系泊操纵技能自动评估系统,实现对船舶系泊操作的全面评估。研究结果表明:该系统评估结果与专家评估结果相比,有较高的一致性,证明模型在评估船员系泊操纵技能方面的有效性和可靠性。

关键词: 三维虚拟船舶, 系泊操纵, 评估系统, 隶属度函数, 模糊综合评价法

Abstract:

In order to ensure the navigation safety in the process of ship driving and operation and accurately evaluate the practical operation skills of the crew, aiming at the problem of the lack of a complete evaluation index system for the evaluation of ship mooring operation, combining the safety evaluation of mooring operation conducted by the expert evaluation method and fuzzy comprehensive evaluation method, the membership function of each evaluation index was constructed. The analytic hierarchy process(AHP) was used to determine the suggested weight value and the standard value of each evaluation index to ensure the accuracy and reliability of the evaluation results. The three-dimensional virtual ship technology was used to develop a set of mooring maneuvering automatic evaluation systems according to the influence degree of each factor on mooring maneuvering, so as to realize the comprehensive evaluation of the ship's mooring operation. The study shows that the evaluation model has better accuracy, strong systematization, and easy to operate. The results of the system's assessment, when compared with the results of the expert assessment, showed a high degree of consistency, demonstrating the validity and reliability of the model in assessing the mooring skills of crew members.

Key words: three-dimensional virtual ship, mooring maneuvering, evaluation system, affiliation function, fuzzy integrated assessment method

中图分类号:

X913.4安全系统工程

蒋效彬, 金春燕, 任鸿翔, 张志恒. 三维虚拟船舶系泊操纵评估系统[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 147-154.

JIANG Xiaobin, JIN Chunyan, REN Hongxiang, ZHANG Zhiheng. Mooring maneuver evaluation system based on 3D virtual ships[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(5): 147-154.

图/表 9

图1

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表1

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表2

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参考文献 12

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编号	评价指标	标准值	权重值
1	贴靠角度	10	0.200
2	贴靠横速	15	0.200
3	抵泊角度	15	0.133
4	抵泊间距	100	0.133
5	抵泊余速	0.5	0.133
6	距泊位3~5倍船长的航速	1	0.067
7	距泊位5倍船长~3 n mile的航速	3	0.067
8	距泊位5倍船长~3 n mile的航速变化	5	0.033
9	航迹保持	20	0.033

序号	航速	航速变化	航向	航向变化	船位	模糊综合评价结果	专家评估结果
1	0.07	0.45	0.02	0.17	0.15	64.10	及格
2	0.08	0.44	0.06	0.51	0.3	72.38	中等
3	0.06	0.49	0.05	0.74	0.38	78.90	良好
4	0.08	0.42	0.08	0.26	0.21	68.76	及格
5	0.05	0.42	0.07	1.1	0.17	70.96	中等
6	0.11	0.4	0.09	0.6	0.27	73.93	中等
7	0.16	0.54	0.09	1.09	0.34	84.79	良好
8	0.16	0.52	0.06	0.46	0.14	73.75	中等
9	0.09	0.51	0.08	0.6	0.43	80.13	良好
10	0.1	0.61	0.05	1.38	0.46	89.01	优秀
11	0.14	0.5	0.1	0.49	0.24	80.95	中等
12	0.15	0.37	0.08	1.63	0.43	83.55	良好
13	0.1	0.44	0.08	0.61	0.34	76.12	中等
14	0.25	0.39	0.08	0.53	0.19	76.18	中等
15	0.09	0.45	0.09	0.49	0.36	76.30	中等
16	0.17	0.49	0.11	0.74	0.46	86.33	良好
17	0.12	0.38	0.06	0.27	0.43	74.00	中等
18	0.14	0.58	0.11	0.93	0.17	82.05	良好
19	0.15	0.44	0.13	0.41	0.43	73.04	良好
20	0.09	0.5	0.1	1.33	0.42	84.72	良好
21	0.13	0.43	0.09	0.74	0.16	73.80	中等
22	0.11	0.45	0.05	0.17	0.44	74.61	中等

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Mooring maneuver evaluation system based on 3D virtual ships

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