随着水上施工项目的增多,施工通航水域船舶航行安全问题日益受到各界关注,作为通航受限水域,相比于其他普通水域,施工水域中航行的船舶往往面临着更高的碰撞风险。为更好的保障船舶在施工水域的安全航行,本文对单船在施工水域船舶碰撞事故的预警方法进行了探索和研究,提出了基于船舶航行行为预测及船舶碰撞风险评估的施工水域船舶碰撞风险预警方法,具体研究工作如下:(1)总结分析了施工水域船舶碰撞风险,并通过总结查阅国内外关于水上交通安全预警的文献,结合预警理论确定施工水域船舶碰撞风险预警范围及流程。(2)根据预警流程,先建立船舶航行行为预测模型。以船舶真实AIS数据作为数据源,预测船舶航向、航速、经度、纬度四项指标,在传统极限学习机预测模型的基础上通过增设船舶转向及变速阈值来自动调整采样周期,从而提高船舶航行状态改变时的预测精度,并通过仿真实验与BP神经网络、多变量灰色预测模型进行误差对比及显著性检验,证明该模型预测效果较优、预测误差满足预警模型的要求。(3)根据施工水域通航环境特点选取合适的船舶领域模型,在此基础上将最小会遇距离、最短会遇时间、船速比、相对距离、相对航向作为船舶碰撞风险评估指标,建立船舶碰撞风险评估模型,并将碰撞危险度作为预警值,制定预警准则。(4)通过算例验证了施工水域船舶碰撞风险预警模型的有效性。基于Matlab软件对设计的静态障碍物及与动态障碍物的多种会遇情况进行计算,实验结果证明该模型可以准确预估船舶与障碍物间的危险程度,表明本文设计的施工水域船舶碰撞风险预警模型具有一定的可行性及有效性。