FleetMon 在研究中。用CADMUSS避免海上的碰撞

2022年10月5日 in研究,伙伴合作作者：Raghib Raza

尽管海运业的发展使海上运输变得高效、快速和可靠，但海上碰撞事故的发生率仍然很高。仅考虑到在欧盟注册的船舶，在2014年至2021年期间，就有22532起碰撞事件发生。在全球范围内，2011-2020年期间有超过876艘船舶损失，仅在2020年就有49艘船舶损失[1][2]。

导致此类事故的重要因素是什么？

最重要的因素是人为错误。根据欧洲海事安全局公布的报告，在2014年至2020年期间，有966起与欧盟船只有关的事故调查。其中89.5%的事故可归因于人为行为。今天的航海家所承担的责任远比十年前的航海家要多。频繁的港口停靠、快速的货物操作、大量的审计和调查、恶劣的天气和大量的交通是一些将导航员推向极限的因素。

用算法补充直觉

CADMUSS项目

CADMUSS项目已经启动，以帮助导航员进行安全导航[1]。CADMUSS是指船舶和岸上使用的避免碰撞的领域-方法。这是一个正在开发的项目，由ERA-NET Cofund MarTERA Call 2019资助。

CADMUSS项目的首要目标是向船员提供关于潜在危险的高精度建议，并建议采用回避机动来减少风险。为此，CADMUSS项目从船舶领域的定义开始，作为建立更多功能的基础。

一个船只的领域可以理解为一个人的船只周围的区域，导航员希望在日常航行中保持不受其他物体和船只的影响。为了达到与这些物体的距离，使它们不侵犯该领域，必须及时计划和执行避免碰撞的机动动作。因此，一个人的船舶周围的区域被称为基于偏好的船舶域，由与其他船舶的首选距离定义，导航员通常在这个区域内成功执行避撞机动。然而，这个区域的形状和大小在科学文献中还没有标准化。

鉴于所考虑的船舶，这个区域会有不同的形状和大小。CADMUSS的中心目标之一是定义这个区域，然后将其作为评估船舶安全的基准标准。然后在这个系统的基础上建立一个碰撞预警系统和一个风险评估系统，这将使船舶在特定的情况下获得安全感。

海上事故和意外事件

CADMUSS项目的三方面目标

1.制定一个安全标准，以便在公海上或沿海地区，如果有船只出现在另一船只附近，可以安全通过。

2.第二个目标是实施上述制定的标准，用于决策支持工具（DSTs），这将有助于船员在高压情况下做出决定。这种帮助不仅要由船上的系统来提供，而且还要由诸如船舶交通服务（VTS）和船队运营中心（FOC）等机构来提供，这些机构可以就如何避免碰撞向船舶提供更多的信息建议。

3.第三个目标是为该系统可转移到风险评估领域提供坚实的基础。因此，安全标准可以用来评估特定地区、特定船只或特定航程的风险水平。

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Fleetmon与德国和波兰的海事公司和海事大学合作的联盟伙伴之一，研究了这一主题，并旨在通过以滚装船作为参考船型，为专业导航员开发一个基于偏好的船舶领域。为此，通过在线调查收集专家的知识。

该调查是基于一份匿名问卷，寻求专业人士在有利条件下避免碰撞的偏好。

如果您至少持有值班长执照，我们将非常感谢您的参与。这将有助于更好地了解海事安全，评估基于证据和知识的安全措施。

你可以在这里找到更多关于调查的信息，并可直接进入调查问卷。

为了详细了解CADMUSS项目，请看以下细节。

Fehmarn（德国）和Lolland（丹麦）之间的船只密度。©FleetMon

功能细节

该系统的基础在于准确地定义了船舶的领域。定义的区域由两个区域组成，即外部区域和内部区域。

外围区域是基于导航员的舒适区。导航员有信心避免与物体发生碰撞的距离。这个区域的划定是基于调查、访谈和与专家在桥梁模拟器上的会议中获得的数据。波兰项目合作伙伴负责项目的这一端。

内区是一个边界，如果一个物体进入这个边界，就没有办法避免与它相撞。内区是由模型和模拟确定的，并考虑到诸如船舶的水动力学、相遇的几何形状以及天气和海洋条件等参数。由于一些规避动作需要较小的空间来执行，所以内部边界的定义并不那么清晰。它可以被设想为朦胧和渐进的。

二维和三维组件

一个自上而下的鸟瞰模型对于评估船舶的领域和来自来往船只的风险是非常好的。但除此之外，正在开发的模型还有一个第三维度的成分。第三个维度在评估风险时考虑到了船舶的吃水，海洋的深度剖面，以及船舶的滚动和倾斜。这也将使该系统在深度可能有问题的地区特别有用，例如在航道上航行。如果该模型的减弱深度因素不存在，风险将一直被低估。

最终的目标是建立一个能向船只发出威胁警告的系统。通过将专家的知识与模拟和模型相结合，我们希望能够实现一个能够发出明确信息的系统，确保船只的安全。

风险分析和船舶交通模拟

来自FleetMon ，超过1500亿条AIS位置信息被用于这个项目。由于AIS只能提供15分钟的分辨率，参数化建模被用来插值数据，使其间隔时间缩短到1分钟。代表其海上对应物的物体在模拟中使用AIS数据进行建模。其结果类似于作战室地图，其中有代表所考虑的船只和其附近的所有其他海上物体的碎片。通过建立这些物体的动态模型，可以对过去的数据进行风险评估和分析。

近距离风险评估模块（CRRAM）是项目的最终目标之一。它是一个完全基于网络的示范模块，将使过去一年对所有AIS-A级船舶的检查在15分钟的间隔内成为可能。这个示范模块将结合波兰和德国合作伙伴的成果。

这使得对船舶过去的行为进行分析评估成为可能，这对保险业来说将是特别有利可图的。可以对过去执行的安全操作进行评级，并深入了解船员的自我处理能力和他们的培训情况。从本质上讲，获得了另一个准确评估航行风险的指标。