摘要
在复杂港区环境中，将混合、动态且分散的航行态势信息进行可计算数学模型的统一表达，是船舶实现智能化与无人化的基础。现有研究在表征涉及多因素交互作用的复杂航行态势方面仍显不足，这些因素包括船舶属性、动态会遇关系、空间约束、环境条件以及航行规则等。为解决这一问题，本文提出了一种航行态势的数学表达方法。首先定义并离散化船舶兴趣感知区域，以表征周围态势约束的方向各向异性；然后构建船舶交互场、会遇冲突场和航行限制场，并通过归一化与加权耦合进行融合；进一步引入环境影响、航行规则合规性、方向权重以及方向一致性，将综合态势约束分布映射为虚拟引导方向，建立起态势空间与短期行为偏好空间之间的可计算映射关系。最后，利用真实船舶数据对模型进行标定与验证。结果表明，所提出的模型能够有效表征典型复杂港区场景下的方向性多源约束，并生成与实际船舶短期运动行为合理一致的航向偏好，为航行态势理解及无人船舶上层自主决策提供了结构化的信息基础。
