1.1目的及意义

海洋工程装备及高技术船舶是中国制造2025中不可缺少的一部分，海上智能航行作为其中非常关键的一环，正逐渐成为新的研究热点。而对于组成海上交通系统的个体船舶行为的研究，则在海上智能航行中显得尤为重要。其中,船舶领域理论自提出到现在已有40多年的时间,被认为是研究船舶行为和船舶交通最为有效的理论之一。即绝大多数后继船舶驾驶员避免进入的前一艘在航船舶周围的领域。船舶领域模型是船舶碰撞危险度评价、航行安全、避碰决策、海上交通容量和航道规划设计等研究的重要理论依据。而动态三维船舶领域不仅可以时时刻刻根据船舶所处的环境和操作生成每一时刻的船舶领域，而且三维船舶领域兼顾水平方向和垂直方向，能够帮助我们更好地规划航行路径及保障船舶航行安全。

1.2国内外研究现状

1.2.1基于统计方法的船舶领域研究

1963年，日本学者藤井通过实际的海上交通观测，并借助于雷达信息首次提出了以本船为中心的对称椭圆形船舶领域模型，该模型在海上交通领域一直沿用至今。1971年，英国学者Goodwin以海上交通调查并回收数据的的方式对船舶领域进行研究。藤井和Goodwin的研究奠定了船舶领域的基础。以藤井和Goodwin的研究为基础，英国学者Davis、荷兰学者Van-der、英国学者Goldwell进行了进一步研究。这种方式是通过海上交通观测和雷达模拟器试验获得数据，采用概率统计的方法对所得数据进行分析,结合特定水域的航行密度、所观测船舶的大小和速度以及国际海上避碰规则等,确定所研究水域的船舶领域模型的形状和大小，给出的特定水域内船舶领域的数值模型。这种方法不具有普适性，具有非常明显的局限性，且很多因素如人、环境并没有加以考虑。

1.2.2基于解析领域的船舶领域研究

1989年，贾传荧认为受限水域内船舶的领域尺寸是不断变化的，其大小与船舶尺度、航速等有关，并建立了它们之间的函数关系。2001年郭志新研究了特定的会遇情况下的船舶领域模型，模型中考虑了船舶转向性能和水动力学等因素。2012年，黄寅在考虑内河通航环境特点及船舶航行特性的情况下，运用内河船舶操纵理论，构建了内河动态船舶领域模型。近年来多用航行信息更丰富的AIS数据进行解析领域的船舶领域研究。

1.2.3基于智能算法的船舶领域研究

2001年LISOWSKIJ与ZhuX提出运用神经网络对船舶领域模型进行训练学习。2003年，王宁建立了四元船舶领域模型，并运用模糊理论，提出了相应的模型领域，加强了船舶领域在实际水域中的可应用性。2008年,Pietrzykowski运用人工神经网络模型对经验数据进行学习，得到了船舶领域与两船间的相对方位、他船航向之间的关系，构建了船舶领域模型。2016年，周丹等利用神经网络模型和粗糙集理论分别对船舶领域和其影响因素之间的关系进行建模分析。基于智能技术的船舶领域研究还只是针对船舶参数和经验数据进行简单训练而得到的简易模型,而对于人为因素和航行环境等复杂因素还未触及。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容：（1）船舶领域概述。了解船舶领域的定义及国内外研究现状。