随着世界贸易的日益频繁，水路运输以其大货运量、低成本等优势得以蓬勃发展，中国沿海已经成为全球最繁忙的水域之一。然而，随着水上船舶交通态势日趋复杂，海上交通险情和事故发生频率的也不断增加，对海上船舶航行安全监管的有效性提出了更高的要求。
　　船舶数量密集、交通冲突复杂导致的碰撞事故和险情多发的繁忙水域，是海事安全监管的重点水域。船舶在繁忙水域航行过程中受到水深、可航水域范围和船舶密度等通航环境条件的制约，需要在有限的水域范围内频繁避让，存在较大的碰撞风险。因此，论文基于繁忙水域内船舶所处的不同通航环境和航行状态，研究船舶交通冲突态势的系统化表征方法，对微观及宏观层面的船舶交通冲突风险进行度量，进而实现对船舶碰撞风险的有效预警预控，保障繁忙水域船舶通航安全。本文主要研究工作如下：
　　（1）船舶交通冲突态势表征模型构建。在研究船舶交通冲突基础理论的基础上，对船舶交通冲突的产生过程及原理进行分析；进而基于船舶领域模型，研究船舶交通冲突态势的判定方法，同时结合船舶操纵运动模型，运用交通冲突理论和MATLAB软件提出了船舶交通冲突运动态势仿真方法，然后，通过界定出本船与直接冲突船舶、潜在冲突船舶存在的冲突区（Conflict Area）与安全区（Conflict-Free Area）的范围，研究船舶交通冲突态势表征方法。
　　（2）繁忙水域船舶交通冲突风险度量方法研究。基于船舶交通冲突理论，定量分析船舶发生交通冲突所占的空间（冲突区）相对于可供解决冲突的空间（安全区）的比例大小。同时，选取船舶间冲突面积、冲突角度、冲突距离等风险度量指标，结合专家意见和实际影响程度，确定风险评价隶属度函数及标准，研究了基于船舶交通冲突技术的繁忙水域船舶交通冲突风险度量方法。
　　（3）以曹妃甸定线制水域为例，在分析目标水域通航环境、交通流特征的基础上，运用基于船舶交通冲突态势表征模型的风险度量方法，同时结合MATLAB软件编程实现对曹妃甸定线制水域内船舶交通冲突风险的度量及可视化，对模型的有效性及合理性进行验证。
　　本文开展繁忙水域船舶交通冲突态势表征方法研究，进行冲突风险度量及可视化应用具有重要的现实意义。一方面，本文研究了繁忙水域船舶交通冲突态势的系统化表征方法，实现了对繁忙水域船舶交通冲突风险的度量，一定程度上丰富了水上交通风险和安全管理的相关理论。另一方面，以曹妃甸定线制水域为例，研究了其基于AIS（Automatic Identification System,AIS）数据的宏观及微观动态风险特征分布，有效地提高了风险评价结果的可靠性，可为区域水上交通规划、宏观交通态势评估等方面提供理论依据和技术支持。