水上交通宏觀模擬軟件需求規(guī)格說明

1、1. 引言1.1. 編寫目的此文檔是為開發(fā) 水上交通宏觀模擬軟件開發(fā)系統(tǒng)編寫的需求規(guī)格說明書，編制的目的是為了把系統(tǒng)的業(yè)務(wù)定位、業(yè)務(wù)流程、功能描述、運(yùn)行環(huán)境和系統(tǒng)接口進(jìn)行準(zhǔn)確定義。1.2. 適用范圍本系統(tǒng)的需求規(guī)格說明書總稿適用于業(yè)務(wù)部門、技術(shù)部門和開發(fā)單位共同使用，同時(shí)，此文檔作為詳細(xì)設(shè)計(jì)及軟件開發(fā)工作的依據(jù)之一。2. 系統(tǒng)概述2.1. 系統(tǒng)背景交通一直被視為國家的經(jīng)濟(jì)命脈，一國的交通發(fā)展水平直接反映出該國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。而在水路、陸路、鐵路、航空、管道等多種運(yùn)輸方式中，水路運(yùn)輸又以其運(yùn)量大、運(yùn)價(jià)低等特點(diǎn)被廣大旅客和貨主普遍認(rèn)可和接受。值得一提的是，水上交通事故率其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于道路交通事故率，

2、是一種相對比較安全的運(yùn)輸方式。但是船舶本身由于其體積龐大而引起的操縱性能的不靈活性以及船員隊(duì)伍素質(zhì)的參差不齊而造成的水上交通秩序混亂的局面仍舊是難以杜絕。最近幾十年來由于上述原因引起的船舶碰撞、擱淺或者溢油等嚴(yán)重的海難事故仍舊屢屢發(fā)生。隨著水路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展和海洋開發(fā)利用力度的加大，水上交通安全事故的風(fēng)險(xiǎn)和威脅也隨之大大增加。據(jù)推算，未來15年，船舶大型化趨勢將進(jìn)一步加大、交通流量和交通密度將進(jìn)一步增加，特別是原油進(jìn)口量和液體化工品運(yùn)量將有較大幅度增長，而這類裝有特殊貨物的船舶，一旦發(fā)生重大海事事故，將直接引發(fā)群死群傷的災(zāi)難性后果和帶來重大溢油污染的風(fēng)險(xiǎn)，無論是安全航運(yùn)還好還是保護(hù)海洋環(huán)境來說

3、，這都不是大家所希望的。按照我國目前的水上交通的發(fā)展勢頭來看，我國將長期面臨水上交通安全的巨大壓力和風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)因?yàn)槲覈焚Y源非常豐富，所以水上交通安全形勢更加復(fù)雜同時(shí)帶有很多不確定因素，水上交通安全已經(jīng)成為我國水路交通運(yùn)輸方面的重要研究課題。但是與其他學(xué)科不同，因?yàn)檠芯康膶ο笫谴敖煌?，所以不可能都采用真?shí)的對象進(jìn)行研究，所以我們借助強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具，制定科學(xué)合理同時(shí)能盡量與實(shí)際交通流狀況相符的數(shù)學(xué)模型來模擬水上交通安全問題，這種方式相對來說高效、安全且成本較低，因此開發(fā)水上交通宏觀模擬軟件系統(tǒng)對研究中國水上交通安全問題帶來巨大的便利和較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。2.2. 現(xiàn)狀分析2.2.1. 業(yè)務(wù)現(xiàn)

4、狀描述傳統(tǒng)意義上的水上交通安全模擬仿真絕大多數(shù)是通過對某水域過去幾年內(nèi)的觀測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(主要通過VTS站或者人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(不具備AIS基站的主要通過港口相關(guān)部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果)等歷史數(shù)據(jù))，這種方式的數(shù)據(jù)獲取往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且要求對數(shù)據(jù)格式有專門的要求，且所收錄的數(shù)據(jù)不具備通用性，造成重復(fù)勞動(dòng)及效率低下等問題。這種方式雖然可以準(zhǔn)確的得出歷史的交通流分布，但當(dāng)港口附近水域的通航環(huán)境情況發(fā)生改變后，航道的通航能力，港口船舶靠泊能力、交通流會(huì)遇局勢等方面都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，原有的功能單一的仿真模擬軟件平臺(tái)可能已經(jīng)不能勝任這種高要求的通航環(huán)境發(fā)生改變后的模擬交通流仿真測試平臺(tái)，因此研制和開發(fā)一套能根據(jù)當(dāng)前

5、水域范圍內(nèi)實(shí)際港口、航道變化和帶有預(yù)測數(shù)學(xué)模型的港口內(nèi)船舶交通流規(guī)模的全功能水上交通安全模擬系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)已迫在眉睫。較之傳統(tǒng)的交通流仿真平臺(tái)，新系統(tǒng)抓住一個(gè)中心：盡可能的還原船舶當(dāng)前所處的周邊環(huán)境，包括所處海域周邊的動(dòng)態(tài)船舶交通情況、所處海域的水文氣象參數(shù)(風(fēng)流浪等氣象要素)、所處海域的助航設(shè)備或航行安全保證設(shè)施以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算船舶本身的運(yùn)動(dòng)解算模型等，盡可能的“再現(xiàn)”當(dāng)前或者過去或者將來的船舶交通流分布情況。該系統(tǒng)本著“還原”或者實(shí)現(xiàn)較高精準(zhǔn)度的交通路模擬仿真。較之以往船舶交通流中運(yùn)動(dòng)的船舶種類單一，生成的船舶不考慮船舶操縱性，因而盡管系統(tǒng)中體現(xiàn)了風(fēng)流浪等因素，但實(shí)際并沒有影響船舶的運(yùn)動(dòng)，

6、這些數(shù)據(jù)也只能作為一種擺設(shè)。由于不考慮船模解算，當(dāng)然也沒有考慮船舶所處水域的水深變化情況，這種完全不考慮外界干擾的非智能型船舶在模擬仿真交通流存在很多的缺陷，一般的交通流仿真系統(tǒng)亦不考慮某水域內(nèi)所有船舶的會(huì)遇態(tài)勢，這樣簡單化的處理方式帶來的后果是只能粗略的統(tǒng)計(jì)分析得到船舶交通流的一些基本參數(shù)，這些統(tǒng)計(jì)結(jié)果由于建立在無船模的交通流，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果又帶有較明顯的數(shù)學(xué)概率運(yùn)算的痕跡，缺乏隨機(jī)性而不能體現(xiàn)實(shí)際交通流的特性，采用這種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果和實(shí)際情況偏差往往較大或者統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)指標(biāo)不夠完善。帶有船模特征的交通流不僅仿真度高，同時(shí)個(gè)性化了的不同船舶種類更能體現(xiàn)生成的船舶群體的個(gè)體差異性，因而更加增

7、加了生成的模擬船舶交通流的逼真度。2.2.2. 現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)分析（如果已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)）現(xiàn)有的水上安全交通模擬軟件絕大多數(shù)采用某種數(shù)學(xué)預(yù)測模型在某個(gè)特定水域或者特定時(shí)間段內(nèi)，隨機(jī)生成一定規(guī)模的模擬交通流的形式，然后對該仿真的交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和分析，該類系統(tǒng)功能相對比較單一、平臺(tái)不具備通用性及可拓展性，最致命的是對所處水域內(nèi)的船舶單一化和簡單化處理，仿真度與實(shí)際水域的真實(shí)情況或者期望生成的交通流在逼真度上大打折扣，偏差較大。船舶運(yùn)動(dòng)模擬、所考察區(qū)域內(nèi)交通特征分析以及水上交通安全和航道的通過能力的綜合評判等都要以生成的交通流為基礎(chǔ)，所以交通流生成模型的科學(xué)與否決定著所有子模塊的精確度。2.3.

8、 系統(tǒng)功能概述根據(jù)客戶對水上交通安全宏觀模擬軟件的總體需求，可以簡單的勾勒出以下的模塊化框圖（圖1）。圖2-1 系統(tǒng)模塊框圖從設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊框圖（圖2-1）中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)以電子海圖顯示平臺(tái)為依托，在滿足電子海圖顯示和操作標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)船舶交通流模擬即劃分為水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)，船舶航行模擬記錄子系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)等幾部分。3. 系統(tǒng)需求說明3.1. 總體需求水上交通宏觀模擬軟件以宏觀模擬水上交通為主要目的，為水上交通規(guī)劃、通航安全評估提供決策支持，同時(shí)為交通部門和公眾提供數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果等方面服務(wù)，因此系統(tǒng)的總體需求如下：(1) 建立船舶交通宏觀模擬平臺(tái)，主要表現(xiàn)為電子海圖

9、顯示系統(tǒng)，同時(shí)能加入風(fēng)、流、能見度等外部環(huán)境模型，并能對所顯示的岸線、水深、泊位、錨地、航道、礙航物等通航環(huán)境因素進(jìn)行修改和編輯。另外，該模擬平臺(tái)應(yīng)為通用平臺(tái)，可根據(jù)需要任意載入各水域、港口、水道的數(shù)據(jù)。(2) 對特定水域，通過輸入VTS記錄、實(shí)態(tài)觀測以及AIS等數(shù)據(jù)，可自動(dòng)生成該水域的船舶交通宏觀態(tài)勢模型，并可手動(dòng)對該模型進(jìn)行修正，同時(shí)可對該水域的船舶航行安全因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，如碰撞次數(shù)、水域風(fēng)險(xiǎn)值、危險(xiǎn)水域區(qū)域等，同時(shí)可對水域某一時(shí)間段的船舶交通密度、航跡密度進(jìn)行計(jì)算和顯示。(3) 依據(jù)上述建立的模擬平臺(tái)和宏觀模型，通過改變該水域碼頭泊位布局、航道、船舶交通組織方式，模擬分析通航環(huán)境改變

10、后的船舶交通態(tài)勢，統(tǒng)計(jì)和分析各類通航安全因素，并與通航環(huán)境改變前的通航安全因素進(jìn)行比較，分析和評價(jià)通航環(huán)境改變對該水域通航安全和通過能力的影響。(4) 宏觀交通流和其他設(shè)定的參數(shù)按指定格式輸出為文件，供船舶操縱模擬器使用。3.1.1. 主要技術(shù)指標(biāo)水上交通宏觀模擬軟件的總體框架由電子海圖顯示子系統(tǒng)、水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)、航行模擬記錄子系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)四部分組成。3.1.1.1.1. 電子海圖顯示子系統(tǒng)(1) 根據(jù)IHO性能標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)能夠快速顯示和查找的樹形海圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(2) 根據(jù)IHO顏色規(guī)范，編制電子海圖顯示的日、夜及朦影調(diào)色板；(3) 根據(jù)IHO S-52規(guī)范，編制電子海

11、圖顯示的海圖要素符號(hào)庫；(4) 根據(jù)IHO相關(guān)規(guī)定，將標(biāo)準(zhǔn)S-57海圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶數(shù)據(jù)；(5) 根據(jù)IHOS-57規(guī)定和海圖投影理論，編寫坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型；(6) 根據(jù)航海學(xué)理論，編寫海圖上恒向線航程、航向、方位等計(jì)算模型；(7) 根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論，編寫電子海圖放大、縮小、平移等顯示模型；3.1.1.1.2. 水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)在電子海圖顯示平臺(tái)上設(shè)定模擬水域，生成符合要求的OD網(wǎng)，利用船舶交通流模型對指定水域進(jìn)行水上交通宏觀模擬，計(jì)算指定水域的某一時(shí)間段內(nèi)的船舶交通密度、航跡密度。船舶交通流模型可以通過設(shè)定的參數(shù)模擬生成，也可以根據(jù)VTS記錄、實(shí)態(tài)觀測以及AIS等數(shù)據(jù)自動(dòng)生成實(shí)際的船舶

12、交通流信息。3.1.1.1.3. 航行模擬記錄子系統(tǒng)按指定格式輸出宏觀交通流和其他設(shè)定的參數(shù)，供水上交通安全綜合評價(jià)使用，或供船舶操縱模擬器使用。3.1.1.1.4. 統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)依據(jù)建立的模擬平臺(tái)和宏觀模型，模擬船舶的交通態(tài)勢，統(tǒng)計(jì)和分析各類通航安全因素，評價(jià)該水域的交通安全和通過能力；與通航環(huán)境改變前的通航安全因素進(jìn)行比較，分析和評價(jià)通航環(huán)境改變對該水域通航安全和通過能力的影響。3.1.2. 總體組織結(jié)構(gòu)圖3-1 系統(tǒng)的總體框架3.1.3. 總體功能結(jié)構(gòu)圖3-2 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)劃分3.2. 功能需求水上交通宏觀模擬軟件的總體框架由電子海圖顯示子系統(tǒng)、水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)、航行

13、模擬記錄子系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)四部分組成。3.2.1. 電子海圖顯示子系統(tǒng)電子海圖顯示子系統(tǒng)是系統(tǒng)的重要組成部分，是整個(gè)交通流仿真軟件的顯示基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)功能包括：海圖顯示、海圖縮放、海圖標(biāo)繪、海圖拾取、海圖改正、海圖打印等。3.2.1.1. 海圖數(shù)據(jù)庫處理模塊該模塊主要實(shí)現(xiàn)海圖交換數(shù)據(jù)S57數(shù)據(jù)或者是S63加密數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和轉(zhuǎn)換功能。3.2.1.2. 海圖顯示模塊加載IHO的S52符號(hào)庫編寫算法實(shí)現(xiàn)電子海圖符合IHO規(guī)范的顯示。3.2.1.3. 海圖操作模塊功能描述業(yè)務(wù)全圖顯示各海圖按正確比例進(jìn)行無縫拼接,在屏幕中顯示拼接后的總圖海圖縮放1、放大：點(diǎn)擊放大按鈕、鍵盤Z鍵或向上滾動(dòng)滾輪放大

14、海圖的特定區(qū)域2、縮小：點(diǎn)擊縮小按鈕、鍵盤X鍵或向下滾動(dòng)滾輪縮小海圖的特定區(qū)域海圖平移點(diǎn)擊菜單欄或工具欄漫游鍵或通過按下鍵盤¬­®¯鍵移動(dòng)海圖海圖測量計(jì)算兩點(diǎn)之間的距離和方位，以及已在海圖上點(diǎn)擊的所有目標(biāo)點(diǎn)的累計(jì)距離，在電子海圖左上角以半透明方式顯示距離和方位海圖旋轉(zhuǎn)1、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)：在屏幕上顯示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后海圖2、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)：在屏幕上顯示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后海圖海圖符號(hào)1、傳統(tǒng)符號(hào)：海圖符號(hào)以傳統(tǒng)符號(hào)方式顯示2、簡單符號(hào)：海圖符號(hào)以簡單符號(hào)方式顯示視覺模式1、日間：按S52的標(biāo)準(zhǔn)要求按日間模式顯示電子海圖及相關(guān)信息2、朦影：按S52的標(biāo)準(zhǔn)要求按朦影模式顯示電子海

15、圖及相關(guān)信息3、夜間：按S52的標(biāo)準(zhǔn)要求按夜間模式顯示電子海圖及相關(guān)信息顯示模式1、基本顯示：按S52的標(biāo)準(zhǔn)顯示電子海圖的基本信息2、標(biāo)準(zhǔn)顯示：按S52的標(biāo)準(zhǔn)顯示電子海圖的標(biāo)準(zhǔn)信息3、全部顯示：在屏幕中顯示全部海圖信息4、分層顯示：用戶選擇顯示的層，在電子海圖上顯示該層所有的要素信息5、單要素顯示：用戶可以選擇一個(gè)或多個(gè)要素，在電子海圖上顯示所選要素的信息比例尺選擇用于海圖比例尺的選擇，至少提供1:500、1:1000、1:2500、1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000、1:250000等9組比例尺的選擇安全等深線選擇至少提供5m、10m、20m的安全

16、等深線選擇，可以控制一定區(qū)域的海圖水深顏色，在海圖數(shù)據(jù)中選擇安全水深點(diǎn)，并將這些點(diǎn)連接成一條安全等深線，顯示安全等深線，并在大于安全水深一側(cè)區(qū)域用淺色顯示，在小于安全水深一側(cè)區(qū)域用深色顯示內(nèi)容3.2.1.4. 標(biāo)繪功能模塊功能描述業(yè)務(wù)區(qū)域標(biāo)注利用軟件提供的畫筆在海圖上做標(biāo)記或利用文本標(biāo)記功能在標(biāo)注區(qū)域旁邊做文字注釋，顯示標(biāo)記結(jié)果海圖標(biāo)繪在海圖上標(biāo)繪點(diǎn)、線、面等幾何圖形，并能夠保存在文件中海圖拾取通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊獲取電子海圖上的要素信息內(nèi)容3.2.1.5. 海圖改正功能海圖改正包括手動(dòng)小改動(dòng)，也可以通過官方網(wǎng)站或者官方發(fā)布的光盤實(shí)現(xiàn)更新。3.2.1.6. 海圖打印模塊該模塊融入模擬系統(tǒng)的打印功能。即

17、用戶可以單獨(dú)打印海圖也可以打印以海圖為背景的交通流仿真結(jié)果。3.2.2. 水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)水上交通宏觀模擬子系統(tǒng)包括船舶基本參數(shù)編輯管理模塊、航路編輯管理模塊、交通流管理模塊、航行模擬模塊、避碰模擬模塊和水文氣象信息編輯管理模塊。3.2.2.1. 船舶基本參數(shù)編輯管理模塊該模塊完成對模擬船舶的種類、尺度、操縱特性等基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、編輯與保存的功能。本模塊包含船種及船型編輯子模塊。1、船種編輯子模塊功能描述業(yè)務(wù)增加船種增加船舶種類刪除船種刪除某類船種編輯船種編輯各類船舶的名稱、編號(hào)保存船種將船舶種類信息保存至數(shù)據(jù)庫表內(nèi)容船舶編號(hào)、船舶種類、船舶領(lǐng)域（長半軸、短半軸、船舶中心首向距長軸端點(diǎn)

18、距離）2、船型編輯子模塊功能描述業(yè)務(wù)增加船型增加交通模擬的船型種類刪除船型刪除某類船型編輯船型修改某類船型的名稱、編號(hào)、長度參數(shù)、長度與船舶吃水/寬度的關(guān)系保存船型將船型信息保存至數(shù)據(jù)庫表內(nèi)容船型編號(hào)、船型噸級(jí)、最大長度、最小長度、K、T、長度與吃水關(guān)系、長度與寬度關(guān)系3.2.2.2. 航路編輯管理模塊航路編輯管理模塊包括模擬區(qū)域編輯管理子模塊、泊位編輯管理子模塊、錨地編輯管理子模塊、航線編輯管理子模塊、航路編輯管理子模塊。1、模擬區(qū)域編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)選擇模擬區(qū)域通過海圖操作選定交通模擬水域范圍顯示模擬區(qū)域圖形方式顯示模擬區(qū)域編輯模擬區(qū)域編輯、繪制模擬區(qū)域邊界；以文本方式編輯模擬區(qū)域

19、邊界保存模擬區(qū)域模擬區(qū)域邊界保至存文本文件內(nèi)容模擬區(qū)域名稱、邊界點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)2、泊位編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)泊位添加添加一泊位，并為之編號(hào)泊位刪除選定某一泊位，刪除之泊位編輯通過圖形界面操作實(shí)現(xiàn)泊位位置的設(shè)置與修改；通過對記錄文件數(shù)據(jù)的手動(dòng)修改，實(shí)現(xiàn)修改該泊位數(shù)量、編號(hào)與位置坐標(biāo)的功能泊位保存 將泊位信息保存至記錄文件或數(shù)據(jù)庫表泊位顯示調(diào)用記錄文件數(shù)據(jù)，顯示泊位內(nèi)容泊位名稱、是否新建、靠泊位置始點(diǎn)坐標(biāo)、靠泊位置終點(diǎn)坐標(biāo)、適用船種、適用船型、各船型船舶靠泊時(shí)間、泊位邊界點(diǎn)坐標(biāo)要點(diǎn)靠泊位置從始點(diǎn)到終點(diǎn)方向的外側(cè)是船舶靠泊位置3、錨地編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)錨地添加 添加一錨地，并為之編號(hào)錨地刪

20、除選定某一錨地，刪除之錨地編輯通過圖形界面操作實(shí)現(xiàn)錨地編號(hào)與位置的設(shè)置與修改；通過對記錄文件數(shù)據(jù)的手動(dòng)修改，實(shí)現(xiàn)修改錨地編號(hào)與位置坐標(biāo)的功能；錨地保存功能： 將錨地信息保存至記錄文件或數(shù)據(jù)庫表錨地顯示功能： 調(diào)用記錄文件數(shù)據(jù)，顯示錨地內(nèi)容錨地名稱、水深、適用船種、適用船型、邊界點(diǎn)坐標(biāo)4、航線編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)航線添加功能： 添加一條航線，并為之編號(hào)航線刪除功能： 選定某一航線，刪除航線編輯選定某一航線，輸入轉(zhuǎn)向點(diǎn)的數(shù)量，輸入各轉(zhuǎn)向點(diǎn)編號(hào)，輸入轉(zhuǎn)向點(diǎn)位置坐標(biāo)；通過圖形界面操作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向點(diǎn)數(shù)量、編號(hào)與位置的設(shè)置與修改；通過對航線記錄文件數(shù)據(jù)的手動(dòng)修改，實(shí)現(xiàn)修改該航線上轉(zhuǎn)向點(diǎn)的數(shù)量、編號(hào)與轉(zhuǎn)向

21、點(diǎn)位置坐標(biāo)航線保存功能： 將航線信息保存至記錄文件或數(shù)據(jù)庫表航線顯示功能： 調(diào)用航線記錄文件數(shù)據(jù)，顯示該航線內(nèi)容航線名稱、航線類型、航線節(jié)點(diǎn)編號(hào)、航線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)5、警戒區(qū)編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)選擇警戒區(qū)通過海圖操作選定警戒區(qū)顯示警戒區(qū)圖形方式顯示警戒區(qū)編輯警戒區(qū)編輯、繪制警戒區(qū)邊界；以文本方式編輯警戒區(qū)邊界保存警戒區(qū)警戒區(qū)邊界保至存文本文件內(nèi)容警戒區(qū)名稱、警戒區(qū)邊界點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)需求要點(diǎn)船舶進(jìn)入該區(qū)域，使用報(bào)警聲和船舶顏色變化對用戶進(jìn)行提示6、航路編輯管理子模塊功能描述業(yè)務(wù)航路添加添加一條航路，并為之命名航路刪除選定某一航路，刪除航路編輯“內(nèi)容”欄中各內(nèi)容編輯航路保存 將航路信息保存至記錄文件

22、或數(shù)據(jù)庫表航路顯示 調(diào)用航路記錄文件數(shù)據(jù)，顯示該航線內(nèi)容航路名稱、所在航線名稱、航路類型、航路走向（去泊位、去錨地、錨地去泊位）、適用船種、適用船型、各航段屬性（寬度、最高限速、最低限速）需求要點(diǎn)各航段參數(shù)計(jì)算（走向、航程、獲取水深）3.2.2.3. 交通流管理模塊1、航路網(wǎng)選擇功能描述業(yè)務(wù)選擇航路網(wǎng)選擇本次仿真所需要的所有航路顯示航路網(wǎng)圖形方式（航路、航線、航路+航線）全部或單獨(dú)顯示航路網(wǎng)保存航路網(wǎng)航路網(wǎng)數(shù)據(jù)保存至存文本文件內(nèi)容航路名稱集合需求要點(diǎn)2、交通流設(shè)置功能描述業(yè)務(wù)新增交通流設(shè)置添加一交通流，并為之命名編輯交通流設(shè)置編輯已有的交通流保存交通流設(shè)置交通流設(shè)置保存到文本文件內(nèi)容仿真交通流

23、名稱、涉及的航路名稱、仿真時(shí)間長度、交通流量、生成時(shí)間分布類型及特征參數(shù)、生成位置分布及特征參數(shù)、船種分布參數(shù)、船型分布參數(shù)、各航段船速分布參數(shù)需求要點(diǎn)3、交通流初始信息生成功能描述業(yè)務(wù)生成船舶初始信息根據(jù)各分布類型及特征參數(shù)，生成船舶初始信息保存船舶初始信息船舶初始信息保存到數(shù)據(jù)庫修改船舶初始信息對數(shù)據(jù)庫中的船舶初始信息進(jìn)行修改內(nèi)容仿真船舶信息（生成時(shí)間、航路、船種、船型、船舶長度、船舶消亡時(shí)間；以及船舶在各航段的生成位置/各轉(zhuǎn)向點(diǎn)位置、航向、船速及航程）需求要點(diǎn)4、AIS記錄導(dǎo)入：對AIS數(shù)據(jù)解碼并生成該水域的船舶宏觀交通流功能描述業(yè)務(wù)導(dǎo)入AIS記錄從文件中導(dǎo)入AIS原始電文記錄解析AIS

24、記錄根據(jù)IEC 1371-3解析AIS電文保存AIS船舶數(shù)據(jù)把解析后的AIS數(shù)據(jù)保存到文本文件或數(shù)據(jù)庫內(nèi)容AIS船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（MMSI、航行狀態(tài)、旋回速率、實(shí)際航速、經(jīng)度、緯度、實(shí)際航向、真艏向）AIS船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)（MMSI、IMO號(hào)碼、呼號(hào)、船名、船型、貨物種類、船舶長度、船舶寬度、當(dāng)前最大吃水）需求要點(diǎn)5、VTS記錄導(dǎo)入：解析VTS數(shù)據(jù)，生成該水域的船舶宏觀交通流功能描述業(yè)務(wù)導(dǎo)入VTS記錄從文件中導(dǎo)入VTS原始電文記錄解析VTS記錄根據(jù)相關(guān)協(xié)議解析VTS電文保存VTS船舶數(shù)據(jù)把解析后的VTS數(shù)據(jù)保存到文本文件或數(shù)據(jù)庫內(nèi)容船舶動(dòng)態(tài)及靜態(tài)數(shù)據(jù)需求要點(diǎn)3.2.2.4. 仿真航行模塊1、仿真航行功

25、能描述業(yè)務(wù)模擬局面選擇選擇調(diào)用模擬所需交通流、航路基本信息設(shè)置時(shí)間步長保存記錄的時(shí)間步長交通模擬控制交通模擬的開始、暫停、繼續(xù)控制功能船舶航速的計(jì)算調(diào)用風(fēng)、流場信息，計(jì)算船舶航向、航速實(shí)時(shí)水深的計(jì)算調(diào)用潮汐信息，計(jì)算實(shí)時(shí)水深內(nèi)容判斷船舶是否可以進(jìn)入航路、是否可以進(jìn)入泊位、是否需要進(jìn)入錨地、是否需要進(jìn)行等待、是否需要進(jìn)行正常航行轉(zhuǎn)向、是否需要進(jìn)行正常航行變速、是否需要進(jìn)行避碰操縱；記錄錨地中的船舶數(shù)、減速次數(shù)、會(huì)遇次數(shù)、避碰次數(shù)、多船會(huì)遇次數(shù)。需求要點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)航跡計(jì)算：計(jì)算船舶位置；轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)航跡計(jì)算：根據(jù)船舶操縱特性，計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡；變速運(yùn)動(dòng)控制：根據(jù)船舶操縱特性，計(jì)算變速運(yùn)動(dòng)過程中船舶軌跡；錨位

26、計(jì)算：計(jì)算拋錨位置；泊位停留時(shí)間計(jì)算；錨地等待時(shí)間計(jì)算；2、航跡回放模塊功能描述業(yè)務(wù)仿真航行記錄選擇選擇調(diào)用所要回放的仿真航行記錄及船路信息航跡回放控制航跡回放的開始、暫停、繼續(xù)控制功能內(nèi)容需求要點(diǎn)3、信息顯示模塊功能描述業(yè)務(wù)信息顯示選擇選擇是否顯示航路信息、水文信息、船舶信息內(nèi)容航路信息（名稱、寬度等）、水文信息（風(fēng)、流、能見度）、船舶信息（大小、位置、速度矢量）需求要點(diǎn)4、交管措施管理模塊功能描述業(yè)務(wù)交管措施顯示 調(diào)用記錄文件數(shù)據(jù)，顯示交管措施交管措施添加 添加交管措施；交管措施刪除選定某交管措施，刪除之交管措施編輯 通過對記錄文件數(shù)據(jù)的手動(dòng)修改，實(shí)現(xiàn)修改交管措施功能；交管措施保存 將交管

27、措施保存至記錄文件或數(shù)據(jù)庫表內(nèi)容限速、通航時(shí)間限制、禁止對遇、禁止追越需求要點(diǎn)3.2.2.5. 避碰模擬模塊功能描述業(yè)務(wù)避碰模型的選擇根據(jù)需要選擇不同的避碰模型內(nèi)容判斷是否進(jìn)入會(huì)遇狀態(tài)、是否為多船會(huì)遇、是否是對遇局面、是否為交叉局面、是否為追越局面、本船是否為讓路船、確定避碰行動(dòng)的種類、計(jì)算避碰行動(dòng)的幅度、判斷行動(dòng)能否滿足航路要求、計(jì)算避碰操縱過程中的航跡、判斷復(fù)航時(shí)機(jī)、計(jì)算復(fù)航航跡、記錄會(huì)遇種類、記錄會(huì)遇次數(shù)需求要點(diǎn)3.2.2.6. 水文氣象信息編輯管理模塊功能描述業(yè)務(wù)水文氣象編輯風(fēng)場、流場、能見度參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置與編輯內(nèi)容風(fēng)力、風(fēng)向、流速、流向、能見度需求要點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與操縱模擬器的銜接3.2.3.

28、 航行模擬記錄子系統(tǒng)功能描述業(yè)務(wù)保存記錄按一定的時(shí)間間隔保存模擬航行期間的整個(gè)航程的完整航跡記錄到文本文件或數(shù)據(jù)庫內(nèi)容船舶編號(hào)、船舶位置、船舶航向、船舶速度、船舶出現(xiàn)時(shí)間、船舶運(yùn)動(dòng)開始時(shí)間、船舶運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)間需求要點(diǎn)默認(rèn)記錄時(shí)間間隔為15秒，用戶可自定義3.2.4. 統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析與綜合評價(jià)子系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)分析船舶交通流現(xiàn)狀和評價(jià)水域的安全性和通過能力。評價(jià)系統(tǒng)所需要的信息主要包括航行環(huán)境信息和船舶交通流信息。航行環(huán)境信息包括航路信息、水深信息、風(fēng)流信息等；船舶交通流信息包括船舶數(shù)量、船舶位置、航向、速度、尺度、種類等。3.2.4.1. 船舶交通流的空間統(tǒng)計(jì)分析1、航跡點(diǎn)顯示：顯

29、示瞬間船舶交通流的航跡點(diǎn)。功能描述業(yè)務(wù)全部顯示航跡點(diǎn) 顯示全部船舶交通流航跡點(diǎn)。按照船舶種類顯示航跡點(diǎn) 按船舶種類過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡點(diǎn)。按照船舶噸位顯示航跡點(diǎn) 按船舶噸位過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡點(diǎn)。按組合條件顯示航跡點(diǎn) 根據(jù)設(shè)定的組合條件過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡點(diǎn)。內(nèi)容仿真船舶數(shù)據(jù)（編號(hào)、經(jīng)緯度、船種、船型）需求要點(diǎn)2、航跡線顯示：顯示船舶交通流的航跡線。功能描述業(yè)務(wù)全部顯示航跡線顯示全部船舶交通流航跡線按照船舶種類顯示航跡線按船舶種類過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡線。按照船舶噸位顯示航跡線按船舶噸位過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡線。按組合條件顯示航跡線根據(jù)設(shè)

30、定的組合條件過濾船舶交通流，顯示過濾后的航跡線。內(nèi)容仿真船舶數(shù)據(jù)（編號(hào)、經(jīng)緯度、船種、船型）需求要點(diǎn)3、船舶密度分布功能描述業(yè)務(wù)網(wǎng)格大小、顏色設(shè)定設(shè)定顯示網(wǎng)格單位、船舶密度的大小的表示網(wǎng)格顯示在網(wǎng)格內(nèi)顯示船舶密度顏色顯示用不同的顏色區(qū)分船舶密度的大小。內(nèi)容仿真船舶數(shù)據(jù)（編號(hào)、經(jīng)緯度、船種、船型）需求要點(diǎn)4、門線分布：在電子海圖上任意設(shè)定門線，根據(jù)默認(rèn)分隔或人工設(shè)定間隔。統(tǒng)計(jì)通過門線的各類統(tǒng)計(jì)。功能描述業(yè)務(wù)門線設(shè)定根據(jù)默認(rèn)分隔或人工設(shè)定間隔船舶的位置和方位分布根據(jù)流向方向，對不同方位的船舶數(shù)量、比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、并以海圖為背景做出統(tǒng)計(jì)圖直方圖；將整個(gè)航道寬度按照比例進(jìn)行分割（比例的大小用戶自定），在

31、不同的航道橫向位置的船舶數(shù)量和比例，以海圖為背景、做出統(tǒng)計(jì)圖直方圖。通過速度分布計(jì)算所有船舶、不同船舶種類、大小的船舶通過門線的速度和速度的平均值。通過船舶種類分布計(jì)算通過門線的船舶種類的分布。內(nèi)容仿真船舶數(shù)據(jù)（編號(hào)、經(jīng)緯度、船種、船型、船速）需求要點(diǎn)3.2.4.2. 船舶交通實(shí)態(tài)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析對實(shí)測的AIS記錄和VTS記錄進(jìn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析。1、船舶交通流的時(shí)統(tǒng)計(jì)功能描述業(yè)務(wù)船舶交通量顯示按小時(shí)統(tǒng)計(jì)指定水域的不同噸位、不同種類的船舶交通量，按餅圖、柱狀圖和曲線形式顯示內(nèi)容船舶動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)（MMSI、時(shí)間、船長、船型）需求要點(diǎn)2、船舶交通流的日統(tǒng)計(jì)功能描述業(yè)務(wù)船舶交通量顯示按日統(tǒng)計(jì)指定水域的不同

32、噸位、不同種類的船舶交通量，按餅圖、柱狀圖和曲線形式顯示內(nèi)容船舶動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)（MMSI、時(shí)間、船長、船型）需求要點(diǎn)3、船舶交通流的月統(tǒng)計(jì)功能描述業(yè)務(wù)船舶交通量顯示按月統(tǒng)計(jì)指定水域的不同噸位、不同種類的船舶交通量，按餅圖、柱狀圖和曲線形式顯示內(nèi)容船舶動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)（MMSI、時(shí)間、船長、船型）需求要點(diǎn)3.2.4.3. 交通態(tài)勢分析1、綜合會(huì)遇密度分布、追越會(huì)遇密度分布、交叉會(huì)遇密度分布、對遇會(huì)遇密度分布、多船會(huì)遇密度分布、碰撞密度分布、會(huì)遇率分布、碰撞率分布功能描述業(yè)務(wù)圖形方式顯示使用網(wǎng)格的形式在電子海圖背景上以圖形方式顯示綜合會(huì)遇密度、追越會(huì)遇密度、交叉會(huì)遇密度、對遇會(huì)遇密度、多船會(huì)遇密度、

33、船舶碰撞密度、分布結(jié)果；發(fā)生的會(huì)遇次數(shù)與區(qū)域給定時(shí)間內(nèi)的船舶數(shù)目之比，各個(gè)態(tài)勢下的會(huì)遇率使用網(wǎng)格的形式在電子海圖背景上以圖形方式顯示；發(fā)生的碰撞次數(shù)與區(qū)域給定時(shí)間內(nèi)的船舶數(shù)目之比，碰撞率用網(wǎng)格的形式在電子海圖背景上以圖形方式顯示輸出至文件密度分布結(jié)果輸出至文件；文件格式為地理位置、網(wǎng)格大?。▎挝黄椒胶＠铮⒕C合會(huì)遇次數(shù)/追越會(huì)遇次數(shù)/交叉會(huì)遇次數(shù)/對遇會(huì)遇次數(shù)/多船會(huì)遇次數(shù)/碰撞次數(shù)內(nèi)容各個(gè)態(tài)勢下的會(huì)遇次數(shù)、船舶碰撞次數(shù)需求要點(diǎn)3.2.4.4. 操船危險(xiǎn)度分析（ES分析）1、ES空間分布功能描述業(yè)務(wù)顯示在電子海圖背景上顯示設(shè)定的每一網(wǎng)格內(nèi)的ES分布輸出ES空間分布結(jié)果輸出至文件內(nèi)容需求要點(diǎn)計(jì)算

34、并顯示單位面積的ES最大值和均值2、單船ES曲線（航程的函數(shù)）功能描述業(yè)務(wù)顯示在電子海圖上顯示單船ES曲線輸出單船ES曲線的值輸出至文件內(nèi)容需求要點(diǎn)計(jì)算并顯示單船ES曲線3、單船ES最大值的地理位置功能描述業(yè)務(wù)顯示在電子海圖上使用顏色顯示ES最大值的位置內(nèi)容需求要點(diǎn)計(jì)算并顯示單位面積的ES最大值3.2.4.5. 通過能力計(jì)算基于船舶領(lǐng)域的概念，推算航道的通過能力，即單位時(shí)間內(nèi)通過的最大船舶數(shù)量。在輸入船舶的速度、噸位（標(biāo)準(zhǔn)換算）、水域?qū)挾?、船舶領(lǐng)域、潮流等參數(shù)的情況下，計(jì)算輸出并顯示航道的通過能力。計(jì)算的水域類型分為以下3種：1）內(nèi)河擁擠水域的通過能力2）相對開闊的狹水道的通過能力3）進(jìn)出港航道的通過能力針對上述三種情況，計(jì)算各種會(huì)遇關(guān)系下的通過能力，會(huì)遇關(guān)系有：對遇、追越、交叉會(huì)遇、綜合情況；計(jì)算輸出船舶通過能力并在電子海圖背景上以圖形方式顯示水域的船舶通過能力。3.2.4.6. 輔助決策支持功能設(shè)定ES值、通過能力、碰撞率和會(huì)遇