内河航运是我国交通运输体系中重要的组成部分,由于它污染小、运力大、运费低等特点,越来越受到人们广泛的关注。但是,随着内河航运的发展,船舶的数量开始增大,加上内河航道的环境复杂多变,随之带来的是船舶碰撞事故常有发生。内河渡船关系到人民群众的生命财产安全,是满足沿江两岸人民生活需求和物质交流的重要纽带,在渡口处的船舶航行安全问题尤其值得重视。目前,全国共有九千多个渡口,分布在水网密布、水资源丰富的省份,渡船仍是当地人们往返两岸的重要交通工具,但是我国每年仍是发生多起渡区碰撞事故,其主要原因是船员不遵守规章制度、船舶状态差、危险程度判断不足、避让措施不合理、通航密度影响等因素,由于渡船主要是载客和载货,所以造成了巨大的人员伤亡和财产损失。综上,研究渡船的航行安全问题,为保障乘客的生命安全以及渡船航行安全具有重要意义。论文的主要工作如下:(1)基于AIS大数据的渡船船舶领域提取。通过网格化渡船周围的水域,用插值法求出同一时刻其他船所占的网格,叠加每一时刻他船的网格分布,得到此渡船的网格密度图。在渡口附近,针对尺度相近的渡船,通过船舶AIS大数据得到该类船舶的网格密度图,根据平均密度法确定船舶领域的边界散点图,基于最小二乘法用椭圆拟合出该类渡船的船舶领域。所得船舶领域符合内河上下流对船舶航行安全水域的影响。(2)面向内河船舶避碰的速度障碍法改进。海洋中船舶采取避碰措施时两船距离相对较远,传统速度障碍法是将两船简化为质点。针对内河航道相对狭窄、船舶采取避碰措施时距离很近的特点,提出了一种同时考虑本船和目标船的船舶领域的改进速度障碍法,并给出了两物体会遇时的避碰措施,规避了传统速度障碍法将两船简化为质点所引起误差较大的问题,同时该方法适用于任意两个相对运动物体,具有更好的普适性。(3)在长江南通段渡口处,以“江苏路渡3007”作为渡船,以“国电11”作为通航船舶进行了实船仿真,详细的分析了整个避碰过程,实验结果表明,按照本文提出的避碰方法可以实现安全避碰。