张伟斌 邓雨亭 邹紫瑶 冯姚瑶

（南京理工大学电子工程与光电技术学院 南京210094）

0 引 言

随着冬季的到来，高纬度海域往往会结冰，对该海域的船舶航行安全造成影响。冰冻期间需要破冰船开辟航道，普通运输船才可以航行。因此破冰船援助是冬季冰区海域航行普遍采用的一种方法，破冰船的护航是冬季航行的关键措施。Valdez Banda[1]等指出在护航行动通常由破冰船作为先导船只，后跟随一艘或者多艘普通船只。由于跟随的船只与破冰船的距离通常较近，且破冰船收到海冰阻碍，可能会减速或者停止，从而导致与跟随船舶碰撞事故的发生。在破冰船护航过程中，这类事故经常发生。Kum 等[2]研究表明，船舶在冰区航行相比开阔水域有更高的风险。为了对海事风险进行评价，严新平等[3]研究出关于船舶的海事风险评价框架，同时从航行策略的角度对海上运输安全进行分析[4]。Fu等[5]并对北极冰区船舶航行风险的影响因素进行了分析。

海上船舶碰撞是一种典型的频发水上交通事故[6]。由于极地冰区通航环境复杂多变，破冰船护航下的船舶碰撞事故更为突出。在分析冰区水域的碰撞和破冰船护航方面，Goerlandt 等[7]研究表明短距离和高速是危险产生的主要因素。Weng等[8]对船舶域和开放水域或港口条件下的安全距离进行了研究。Fujii等[9]首先提出了安全域的概念，并且将其定义为正在“航行的船舶周围的域”，大多数跟随船舶都不会轻易进入。Topaj 等[10]介绍了在非平稳冰区条件下单船和破冰船辅助冰区路径优化问题的制定，并将破冰船协助视为整体路线优化问题的组成部分，使用经济标准来优化船舶路线和破冰船参与量。……