港口航道水域由于航道狭窄、水深限制大、障碍物较多、航行密度大,操作余地小等诸多不利因素,船舶发生碰撞搁浅事故的可能性较高。船舶碰撞事故的发生,究其原因是由于船舶最终陷入紧迫危险时双方采取措施不当引起;而船舶搁浅触礁事故的发生则是因避船或其他原因偏离既定航线未能及时得到预警引起。因此研究港口水域紧迫危险下两船的应急协调避让决策以及决策过程海图数据快速检索是港口水域船舶智能化研究的重要内容之一。该研究成果在海事案例分析的进一步应用,对海上安全主管机关调查处理港口水域海事事故和划分事故责任的科学评判,具有重要的实际应用价值。本文主要工作如下:1、深入研究S-57电子海图数据结构,分析海图数据的组织和检索方式。进一步将海图数据重新组织,形成可以实现快速检索、合理有序的海图数据。调查并分析港口水域中船舶避让碍航物的操船方法,利用优化的长方形搁浅触礁危险预警区域作为海图数据检索区域,采用动态拾取海图数据的方法,实现海图数据的快速检索及对船舶搁浅触礁进行实时预警。2、在导师团队前期宽水域船舶紧迫危险协调避碰的基础上,提出船舶会遇区域特征(Encounter Area Characteristic,简称EAC)的概念,将港口水域划分不同区域;根据船舶位置确定EAC值,结合船舶交会特征(Encounter Characteristic,简称EC)和方位(Relative Bearing,简称RB)确立港口水域船舶基本会遇态势;调查和分析港口水域船舶避碰的操船方法,确定港口水域船舶紧迫危险协调避让的不同操船避碰方案;运用相对运动几何分析和模拟实验验证相结合的方法,确立港口水域船舶紧迫危险协调避碰决策表。3、运用C++编程技术,将形成的港口水域协调避让决策方案及海图快速检索算法融入到导师团队前期研究的宽水域船舶拟人智能避碰决策(Personifying Intelligent Decision-making for Vessel Collision Avoidance,简称PIDVCA)算法,并以动态库链接到船舶智能操控(Ship Intelligent Handle and Control,简称SIHC)仿真平台的目标船服务器。通过设计典型态势的实验方案,验证了紧迫危险下协调避让算法的有效性。4、提出基于SICH仿真平台的港口水域船舶智能避碰避险辅助决策系统在海事事故分析应用的实施方案,选取一起海事事故加以验证。利用SIHC仿真平台的两艘船模,通过两个本船端进行二维事故仿真复现;然后借助本船端手动操船模拟两船不同阶段正确的避让方法,再利用智能目标船端集成的港口水域PIDVCA算法,实现两船的智能避碰。