CN116911081B - 一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备 - Google Patents

一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备 Download PDF

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CN116911081B CN202311182089.3A CN202311182089A CN116911081B CN 116911081 B CN116911081 B CN 116911081B CN 202311182089 A CN202311182089 A CN 202311182089A CN 116911081 B CN116911081 B CN 116911081B
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Abstract

本发明提供一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备，包括：获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统。本发明提供的方案提高了智能船舶自主航行避碰功能测试的全面性与准确性。

Description

一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及船舶航行测试技术领域，特别是指一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备。
背景技术
智能船舶自主航行功能是一种基于人工智能技术的船舶导航系统，它可以使船只在没有人类干预的情况下完成航行任务。随着科技的不断进步和发展，智能船舶自主航行技术已经成为未来航运行业的一个重要趋势。
随着技术的发展和行业的应用，部分关于智能船舶自主航行避碰功能的测试仍不成熟，没有专业的测试软件，对避碰功能的测试评价也缺乏全面性。在场景方面，国内大部分测试平台都是人工手动设计场景，存在一定的主观性，一些自动生成方法也不符合功能测试的客观规律，仅仅是对一些变量的随机组成，这会导致仿真测试结果缺乏相应的可靠性，难以得到相应主管机关以及操船人员的认可。此外，现有的测试都集中在单个场景片段式的测试，这与船舶实际航行过程是不符的。在指标方面，现有的一些测试指标仅从《避碰规则》的角度出发，考虑了船舶在避碰过程中的合规性，忽略了船长实际操船过程中丰富的航行经验，缺乏一定的实际应用性。在仿真平台测试方面大部分平台也难以实现快速连续的仿真测试，这会导致测试效率低下，测试时间过长，测试过程繁杂等。目前部分用于海员培训的仿真平台经过改造可以简单用于仿真测试，但耗时长，操作复杂并且缺乏相应的评价内容。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供指一种智能船舶避碰仿真测试方法、系统及设备，以提高智能船舶自主航行避碰功能测试的全面性与准确性，进而提高智能船舶自主航行的安全性、可靠性。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种智能船舶避碰仿真测试方法，包括：
获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；
在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行。
可选的，所述预设约束条件包括以下至少一项：
待测船舶的预设航线；
待测船舶的航行行为；
至少一个目标船舶的航行行为；
待测船舶与至少一个目标船舶的会遇局面；
至少一个目标船舶的信息。
可选的，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据之前，还包括：
获取所述待测船舶的自动避碰执行系统发送的预设目标航向，所述预设目标航向是所述待测船舶的自动避碰执行系统根据至少一个所述测试场景中所述模拟测试船舶以及至少一个所述模拟目标船舶的状态信息进行决策后获得的。
可选的，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据，包括：
根据所述预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令；
根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向。
可选的，根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向，包括：
将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，当所述下一时刻的航向未达到所述预设目标航向时，将所述下一时刻的航向作为当前航速，并依次进行目标舵令以及目标航向的解算，直到解算出的目标航向等于所述预设目标航向为止。
可选的，将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，包括：
；
其中，T表示所述模拟测试船舶追随性指数；r表示所述模拟测试船舶旋回角速度；表示所述模拟测试船舶旋回角加速度；K表示所述模拟测试船舶旋回性指数；δ表示所述模拟测试船舶的舵角，δ=k1×所述目标舵令，k1为预设常数。
可选的，所述的智能船舶避碰仿真测试方法，还包括：
根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；
根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
本发明的实施例还提供一种智能船舶避碰仿真测试系统，包括：
获取模块，用于获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
测试场景生成模块，用于根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；
模型解算模块，用于在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
发送模块，用于将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行。
可选的，所述的智能船舶避碰仿真测试系统，其还包括：
评价模块，用于根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；并根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上述所述的方法。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，通过获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行，以提高智能船舶自主航行避碰功能测试的全面性与准确性，进而提高智能船舶自主航行的安全性、可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能船舶避碰仿真测试方法流程图；
图2是本发明一可选实施例提供的初始测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶的位置以及航向关系示意图；
图3是本发明一可选实施例提供在测试场景的预设运行时间内模拟测试船舶与模拟目标船舶的航迹关系示意图；
图4是本发明一可选实施例提供的模拟测试船舶的航速变化曲线示意图；
图5是本发明一可选实施例提供的模拟测试船舶的航向变化曲线示意图；
图6是本发明一可选实施例提供的模拟目标船舶的航速变化曲线示意图；
图7是本发明一可选实施例提供的模目标试船舶的航向变化曲线示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提出一种智能船舶避碰仿真测试方法，包括：
步骤11，获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
步骤12，根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；
步骤13，在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
步骤14，将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行。
该实施例中，所述测试请求可以是所述待测船舶自动避碰执行系统按照全航线式的任务产生并下发的，也可以是按照片段式的任务产生并下发的；
所述待测船舶的信息可以包括：船舶大小参数、船舶类型等，所述当前航行数据可以包括：所述待测船舶的当前航向、当前航速以及当前位置（也即是所述待测船舶的经纬度或坐标）；
根据所述当前航行数据中的当前航向、当前航速以及所述待测船舶的历史航行数据，可以配置所述待测船舶避碰测试场景所需的参数以及参数的预设约束条件，并根据所需的参数以及对应参数相应的预设约束条件生成至少一个测试场景，所述测试场景即为所述待测船舶的仿真航行场景，每一个测试场景对应有相应的场景编号；在每一个测试场景中均包含有一个所述待测船舶的模拟测试船舶，以及与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系的至少一个模拟目标船舶；所述航行会遇关系可以包括：对遇、交叉相遇、追越等；在每一个测试场景中，所述模拟测试船舶的航行数据对应所述待测船舶的当前航行数据，所述模拟目标船舶均对应有与所述模拟测试船舶形成航行会遇关系的航行数据；通过所述待测船舶的当前航行数据、历史航行数据以及预设约束条件生成至少一个测试场景，以更加全面的模拟所述待测船舶的航行环境，保证后续目标航行数据的结算的准确性；
进一步的，在相应的测试场景下以及测试场景对应的预设运行时间下，通过所述预设解算模型对所述待测船舶的当前航行数据进行迭代测试解算，获得所述目标航行数据，以满足所述待测船舶避碰要求；所述预设解算模型可以是描述船舶运动的解算方程；通过所述预设解算模型对所述待测船舶的当前航行数据进行迭代运算，直到获得满足条件的目标航行数据，这里，所述测试场景的预设运行时间也即是所述模拟测试船舶与所述模拟目标船舶的模拟运行时间，在所述预设运行时间内解算出所述待测船舶在每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，以更真实的模拟所述待测船舶实际的航行轨迹，提高避碰仿真测试的准确性；
在所述预设运行时间内，将解算出所述待测船舶在每一时刻对应目标航行数据，实时反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，在以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据做出相应的控制所述待测船舶运行的决策，保证所述待测船舶运行的安全性与可靠性。
本发明的一可选实施例中，所述预设约束条件包括以下至少一项：
待测船舶的预设航线；
待测船舶的航行行为；
至少一个目标船舶的航行行为；
待测船舶与至少一个目标船舶的会遇局面；
至少一个目标船舶的信息。
该实施例中，所述待测船舶的预设航线为根据所述待测船舶的实际航行需求设定的，在模拟所述待测船舶航行时，给定所述预设航线的初始位置坐标以及终点位置坐标，并在所述预设航线上按照预设间隔距离模拟添加一个模拟目标船舶，以保证模拟的真实性与准确性；
所述待测船舶的航行行为在所述测试场景中表示与其对应的所述模拟船舶的航行行为，可以包括：让路、直航等行为；
至少一个所述目标船舶的航行行为在所述测试场景中表示与其对应的所述模拟目标船舶的航行行为，可以包括：协调避让、未按规则进行避让等行为；
至少一个所述目标船舶的信息可以包括：目标船舶大小参数及船舶类型等
所述待测船舶与至少一个所述目标船舶的会遇局面在所述测试场景中表示所述模拟测试船舶与所述模拟目标船舶的会遇局面，可以包括；对遇局面、
交叉相遇局面、交叉相遇局面、追越局面等，其中所述对遇局面可以包括：左舷对遇、右舷对遇等；所述交叉相遇局面可以包括：右交叉相遇、右正横交叉相遇、左交叉相遇、左正横交叉相遇等；所述追越局面可以包括：左舷追越及被追越、右舷追越及被追越等；
其中，所述对遇局面的航行边界值需满足第一预设范围，优选的，所述第一预设范围可以包括：[0°，6°]、[350°，360°]；
所述交叉相遇局面中的左交叉相遇以及所述模拟测试船舶的航行行为是直航时，航行边界需满足第二预设范围，优选的，所述第二预设范围可以是[247.5°，350°]；
所述交叉相遇局面中的右交叉相遇以及所述模拟测试船舶的航行行为是让路时，航行边界值需满足第三预设范围，优选的，所述第三预设范围可以是[6°，67.5°]；
所述交叉相遇局面中的右正横交叉相遇以及所述模拟测试船舶的航行行为是让路时，航行边界为需满足第四预设范围，优选的，所述第四预设范围可以是[67.5°，112.5°]；
所述追越局面以及所述模拟测试船舶的航行行为是让路或者直航时，航行边界需满足第五预设范围，优选的，所述第五预设范围可以是[112.5°，247.5°]；
这里，对于上述不同的会遇局面，存在不同的会遇危险关系，所述危险会与关系可以通过DCPA（两船之间的最短距离点的距离）和TCPA（两船之间的最短时间点的时间间隔）来设定，所述会遇危险关系可以包括：存在碰撞危险、紧迫危险、没有危险等；
这里，所述存在危险碰撞危险的DCPA值为第一界定范围，优选的，所述第一界定范围可以设定为：[0，0.5海里]，TCPA值可以设定为[20-35]和两船初始距离大于1海里；
所述紧迫危险的DCPA值为第二界定范围，优选的，所述第二界定范围可以设定为：[0，0.5海里]，TCPA值可以设定为[10-15]和两船初始距离大于1海里小于1.3海里；
所述没有危险值的DCPA值为第三界定范围，优选的，所述第三界定范围可以是：大于1海里，TCPA值可以设定为[15-20]；
通过上述所述的预设约束条件以及所述待测船舶的当前航行数据、历史航行数据生成至少一个测试场景，以更加全面的模拟所述待测船舶的航行环境，以适应和调整不同的航行环境，保证后续目标航行数据的解算的准确性；这里，在一个测试场景中，多船间（包括一个模拟测试船舶和至少一个模拟目标船舶）的避让原则除上述所述的多种变量外，还应额外考虑：模拟目标船均同时对模拟测试构成碰撞危险、部分模拟目标船舶对模拟测试船舶构成碰撞危险、模拟目标船舶之间相互有危险或无危险等；所述模拟目标船舶在所述测试场景中的速度以航向都为预设固定值。
本发明的一可选实施例中，在上述步骤13之前，还可以包括：
步骤130，获取所述待测船舶的自动避碰执行系统发送的预设目标航向，所述预设目标航向是所述待测船舶的自动避碰执行系统根据至少一个所述测试场景中所述模拟测试船舶以及至少一个所述模拟目标船舶的状态信息进行决策后获得的。
该实施例中，所述预设目标航向是所述测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶实现避碰的理想航向；所述待测船舶的自动避碰执行系统中预存有航向决策算法，在生成测试场景后，会发送至所述待测船舶的自动避碰执行系统，所述待测船舶的自动避碰执行系统会根据当前航行场景中的状态信息，解算出避碰航向，并作为预设目标航向进行反馈。
本发明的一可选实施例中，上述步骤13，可以包括：
步骤131，根据所述预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令；
步骤132，根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向。
该实施例中，将所述预设目标航向作为避碰的最终航向，在对应测试场景的运行时间内，根据所述当前航行数据中的当前航行中的当前航向值以及所述预设目标航向，可以确定所述当前航向与所述目标航向的航向差值；进一步的，可以根据所述航向差值以及预设的自动舵算法，解算出当前航向对应的目标舵令；所述目标舵令也即是所述模拟测试船舶在当前航向下对应的控制舵令；通过预设的自动舵算法解算目标舵令，以实现所述测试场景中模拟测试船舶稳定和精确的舵控效果，以更真实的模拟所述待测船舶实际的航行轨迹，提高避碰仿真测试的准确性；这里，所述的预设的自动舵算法可以是PID自动舵算法；
进一步的，解算出所述目标舵令后，可以通过所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理计算出在当前目标舵令下对应的下一时刻的航向，并将其作为所述模拟测试船舶下一时刻的目标航向；对所述目标舵令进行迭代处理的过程中，直到解算出的航向达到预设目标航向值时为止，或者所述待测船舶的自动避碰执行系统，根据当前测试场景中的所述模拟测试船舶以及至少一个所述模拟目标船舶的状态信息，决策出新的预设目标航向为止；
这里，所述预设解算模型可以是船舶操作运动一阶K-T解算方程，通过所述预设解算模型，可以掌握所述测试场景中模拟测试船舶下一时刻运动状态，提高对所述测试场景中模拟测试船舶的操纵性能和安全性，进一步提高避碰仿真测试的准确性。
本发明的一可选实施例中，上述步骤131，可以包括：
通过以下公式计算获得所述目标舵令：
；
其中，θ表示目标舵令；E表示所述预设目标航向与所述当前航向的航向差值，Kp表示预设比例参数；表示所述航向差值的积分项，用于消除系统的静态误差，Ki表示预设积分参数，∫表示对时间的积分；/>表示所述航向差值的微分项，用于抑制系统的过冲和震荡，Kd表示预设微分参数；dE/dt表示所述航向差值对时间的导数。
本发明的一可选实施例中，上述步骤132，可以包括：
步骤1321，将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，当所述下一时刻的航向未达到所述预设目标航向时，将所述下一时刻的航向作为当前航向，并依次进行目标舵令以及目标航向的解算，直到解算出的目标航向等于所述预设目标航向为止。
该实施例中，当解算出的所述模拟测试船舶的在下一时刻的航向，未达到所述待测船舶的自动避碰执行系统发送的预设目标航向时，将此时计算的下一时刻的航向作为新一轮迭代计算所需的当前航向，依次解算出新一轮迭代计算所需的当前航向对应的目标舵令以及在该目标舵令下对应的航向，直到最终解算的航向等于所述预设目标航向为止；若在所述测试场景的运行时间内，始终无法解算出满足预设目标航向的航向值，也即是在所述测试场景的运行时间内解算最终获得的航向无法满足避碰要求，则所述待测船舶的自动避碰执行系统会根据当下测试场景中模拟测试船舶以及模拟目标船舶的状态信息，重新决策出型的预设目标航向，重复执行上述步骤；同时，将迭代处理过程中对应每一时刻解算的航向，以及在该时刻、该航向下对应的航速、位置等信息进行存储，以便于后续对解算出的目标航向进行评价；
通过所述预设解算模型在所述测试场景的运行时间内对所述当前航向进行迭代处理，在所述预设运行时间内解算出所述待测船舶在每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，以更真实的模拟所述待测船舶从当前航向调整到预设目标航向过程中的实际航行轨迹，进而提高避碰仿真测试的准确性。
本发明的一可选实施例中，将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，包括：
；
其中，T表示所述模拟测试船舶追随性指数；r表示所述模拟测试船舶旋回角速度；表示所述模拟测试船舶旋回角加速度；K表示所述模拟测试船舶旋回性指数；δ表示所述模拟测试船舶的舵角，δ=k1×所述目标舵令，k1为预设常数；这里，k1表示舵角与所述目标舵令之间的比例关系，可以依据船舶舵机的响应速度、舵的机械特性等因素设定，舵角表示在单位时间内航向的变化量，下一时刻的航向也即是等于上一时刻对应的航向（这里，上一时刻对应的航向可以看作是当前航向）+δ舵角×单位时间；
本发明的一可选实施例中，基于上述步骤11至14的基础上，还可以包括：
步骤15，根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；
步骤16，根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
该实施例中，所述评价指标可以包括：合规性、安全性以及合理性；
所述安全性表示测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶的安全会遇距离；
所述合理性表示在不同的会遇态势、不同的模拟目标船舶大小、不同安全会遇距离下，模拟测试船舶与模拟目标船舶会遇时，模拟测试船舶应能根据模拟目标船舶的行动及时调整决策；
所述合规性可以包括：航向变化合规性、航速变化合规性、在任一特定测试场景下模拟测试船舶避让行为的合规性；所述航向变化合规性表示在任一测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶会遇时，模拟测试船舶确定向右或向左转向角度以及转向是否合规；所述航速变化合规性表示在任一测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶会遇时，模拟测试船舶确定降低或增加多少节（m/s）航速是否合规；在任一特定测试场景下模拟测试船舶避让行为判断是否合规，例如：在单船测试场景中，对于模拟测试船舶左舷来船如果采取了向左转向，则视为不合规；若右舷来船，横越他船的前方则视为不合格；在模拟目标船舶让路时，模拟测试船舶保持航向和航速，则视为合规；在模拟目标船舶无行动时，模拟测试船舶是否采取避让行动并成功避让；当模拟测试船舶和模拟目标船舶处于紧迫局面时，模拟测试船舶是否果断采取应急措施等；
对于所述安全性中的测试场景中模拟测试船舶与模拟目标船舶的安全会遇距离，可以提取每一只模拟目标船舶在于模拟测试船舶会遇前，相对于模拟测试船舶的距离，并连续两次距离值，前后两次的距离分别表示为S1与S2，并将S1与S2作对比，保留数值较小的，输出最终最小数值Si（i=1或2），并将最小数值Si与预设安全会遇距离数值P相比较，若最小数值Si大于预设安全会遇距离数值P，则模拟测试船舶成功实现避碰操作，若最小数值Si小于预设安全会遇距离数值P，则模拟测试船舶与模拟目标船舶是在安全距离外通过；
对于在任一特定测试场景下模拟测试船舶避让行为判断是否合规时，当在模拟目标船舶让路时，模拟测试船舶保持航向和航速，分别提取初始时刻模拟测试船舶与模拟目标船舶的航向值，并分别赋值为X0、X1，两船相对角度67.5°~170°为左舷交叉相遇，计算两船相对角度值|X0-X1|，判定相对角度值是否落在[67.5°，170°]，提取模拟目标船舶在让路时刻的航向值，并赋值为Xt，比较X1与Xt前后是否变化，若在航行过程中有变化，且模拟测试船舶的航向及航速无变化，则航行全程符合合规性的要求，否则违反合规性要求；
当在模拟目标测试船舶无行动，模拟测试船舶采取避让行动时，分别提取初始时刻模拟测试船舶与模拟目标船舶的航速信息，分别赋值V0，V1；同时分别提取初始时刻模拟测试船舶与模拟目标船舶的航向值，并分别赋值为X0、X1，两船相对角度67.5°~170°为左舷交叉相遇，计算两船相对角度值|X0-X1|，判定数值是否落在[67.5°，170°]或[292.5°，360°]或[0°，67.5°]，若落在[292.5°，360°]或[0°，67.5°]区域，同时满足V0<V1，则确定模拟测试船舶可以在设置的安全会遇距离外通过模拟目标船舶，满足合规性要求；否则不满足合规性要求；
当在模拟测试船舶和模拟目标船舶处于紧迫局面时，模拟测试船舶采取应急措施紧时，提取测试场景中初始的模拟测试船舶与模拟目标船舶的距离d和TCPA两船之间的最短时间点的时间间隔m，并规定d小于或等于第一预设值且m小于或等于第二预设值时为两船相遇的紧迫局面，提取在测试场景的预设运行时间内模拟测试船舶与模拟目标船舶的最小距离dmin，若dmin大于预设安全会遇距离数值P，则满足合规性要求；否则不满足合规性要求；在非紧迫局面时，也即d大于第一预设值或者m大于第二预设值，提取在测试场景的预设运行时间内模拟测试船舶的航速，若在预设运行时间内模拟测试船舶的航速一直没变化，则满足合规性要求；否则不满足合规性要求；
对于在测试场景中，模拟测试船舶对于避碰采取转向的测试场景，则提取模拟测试船舶在初始转向时经纬度坐标（X0，Y0），并以初始经纬度坐标点为坐标原点，建立坐标方程，Ytanθ=X，θ为船舶初始航向坐标，当测试场景的预设运行时间结束后，提取最后三次的模拟测试船舶的坐标数值：（X1，Y1），（X2，Y2），（X3，Y3），计算点到转向前原航线的距离h1、h2、h3，若h1<h2<h3或h1=h2=h3=0，则认为模拟测试船舶在逐渐趋近于原航线或已经回到原航线，将经度转换为X轴坐标：X=经度×地球半径×π/180；其中，地球半径可根据实际情况选择，一般可以取约为6371千米；将纬度转换为Y轴坐标：Y=ln(tan(π/4+纬度×π/360))×地球半径，其中，ln表示自然对数；
通过提取模拟测试船舶与模拟目标船舶的航行数据，并通过对安全距离、转向、角度、速度变化等对应的合规性、安全性、合理性等方面进行全面评价，可以筛选出问题测试场景，并对测试场景进行调整，同时存储测试场景的相关测试数据，以保证测试场景能够更真实的模拟所述待测船舶的航行环境，提高避碰仿真测试的准确性；
这里，为了便于展示评价结果，增加所述评价结果的可视性，可以将所述评价结果以评价报告的形式输出并反馈至待测船舶的自动避碰执行系统；
所述评价报告的可以包括：报告生成日期、报告编号、测试场景编号、测试场景的运行时间、测试场景中模拟测试船舶以及模拟目标船舶分别对应的航速以及航向曲线图、相关航行数据信息表等；
以测试场景中，存在一条模拟目标船舶为例，最终输出的评价报告具体包括：避碰仿真测试开始前，模拟测试船舶与模拟目标船舶之间的位置以及航向关系如图2所示，图中1表示模式测试船舶，2表示模拟目标船舶；此时模拟测试船舶的相关航行数据信息如下表1所示，模拟目标船舶的相关信息如下表2所示；
表1，避碰仿真测试前，模拟测试船舶的航行数据信息表；
表2，避碰仿真测试前，模拟目标船舶的相关数据信息表
对模拟测试船舶进行避碰仿真测试后，获得其在对应测试场景的预设运行时间内的目标航行数据，模拟测试船舶与模拟目标船舶在该段时间内对应的航迹关系如图3所示，图中的虚线对应为船舶的模拟航行轨迹，图中轨迹点11、轨迹点12、轨迹点13分别表示模拟测试船舶在航行过程中的避让点，其对应的目标航行数据以及在该点处对应模拟目标船舶的相关信息分别如下所示：
轨迹点1（也即是避让点1）：时间=00:00，目标航向=291.60°，实际航向=276.80°，右转14.80°，实际航速=18.66kn，并保持当前航速；模拟目标船船舶信息：DCPA=0.18nm，TCPA=17.74分，两船距离=9.80nm；
轨迹点2（也即是避让点2）：时间=09:07，目标航向=6.80°，实际航向=276.80°，右转90.00°，实际航速=18.66kn，并保持当前航速；模拟目标船舶信息：DCPA=0.19nm，TCPA=8.67分，两船距离=4.78nm；
轨迹点3（也即是避让点3）：时间=18:27，目标航向=276.80°，实际航向=6.80°，左转90.00°，实际航速=18.66kn，并保持当前航速；模拟目标船舶信息：DCPA=3.56nm，TCPA=2.40分，两船距离=3.60nm；
在避碰仿真测试过程中，模拟测试船舶对应的航速、航向变化曲线分别如图4（图中轨迹点11对应航速以及时间点为：00:00=18.66KN、轨迹点12对应航速以及时间点为：09:07=18.66KN、轨迹点13对应航速以及时间点为：18:27=18.66KN）、图5（图中轨迹点11对应航向为：276.80°、轨迹点12对应航向为：276.80°、轨迹点13对应航向为：6.80°）所示；模拟目标船舶对应的航速、航向变化曲线分别图6（图中轨迹点21、轨迹点22、轨迹点23分别与轨迹点11、轨迹点12、轨迹点13相对应，轨迹点21对应航速以及时间点为：00:00=16.91KN、轨迹点22对应航速以及时间点为：09:07=16.91KN、轨迹点23对应航速以及时间点为：18:27=16.91KN）、图7（图中轨迹点21对应航向为：00:00=53.70°、轨迹点32对应航向为：09:07=53.70°、轨迹点23对应航向为：53.70°）所示；同时对应生成并输出该评价报告对应生成时间：xxx年xxx月xxx日、报告编号（可以是与该评价报告对应生成时间相对应）、测试场景编号、测试场景的运行时间；
通过上述评价报告中展示的内容，可以直观的看出模拟测试船舶在避碰仿真测试过程中的轨迹、航速以及航向的变化，以增强评价报告的可视性，便于相关人员进行分析。
本发明的实施例还提供一种智能船舶避碰仿真测试系统，包括：
获取模块，用于获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
测试场景生成模块，用于根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；
模型解算模块，用于在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
发送模块，用于将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行。
该实施例中，所述测试场景生成模块应可以设置不同的航行会遇态势（或会遇局面），添加所述待测智能船舶的航行轨迹，输入所述待测智能船舶的初始航速、航向后，系统可以根据所选择的会遇态势形式、场景数量、模拟目标船舶数量、模拟目标船舶与模拟测试船舶（与所述待测智能船舶相对应）的危险关系，自动生成测试场景；
进一步的，根据所述模型解算模块对所述当前航行数据进行测试解算，获得在测试场景的预设运行时间内，模拟测试船舶在每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，以实现在测试场景中对模拟测试船舶的航向以及航速控制，以更真实的模拟所述待测船舶实际的航行轨迹，提高避碰仿真测试的准确性。
可选的，所述测试场景生成模块所需的所述预设约束条件包括以下至少一项：
待测船舶的预设航线；
待测船舶的航行行为；
至少一个目标船舶的航行行为；
待测船舶与至少一个目标船舶的会遇局面；
至少一个目标船舶的信息。
可选的，所述模型解算模块根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据之前，还包括：
获取所述待测船舶的自动避碰执行系统发送的预设目标航向，所述预设目标航向是所述待测船舶的自动避碰执行系统根据至少一个所述测试场景中所述模拟测试船舶以及至少一个所述模拟目标船舶的状态信息进行决策后获得的。
可选的，所述模型解算模块根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据，包括：
根据所述预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令；
根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向。
可选的，所述模型解算模块根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向，包括：
将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，当所述下一时刻的航向未达到所述预设目标航向时，将所述下一时刻的航向作为当前航速，并依次进行目标舵令以及目标航向的解算，直到解算出的目标航向等于所述预设目标航向为止。
可选的，所述模型解算模块将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，包括：
；
其中，T表示所述模拟测试船舶追随性指数；r表示所述模拟测试船舶旋回角速度；表示所述模拟测试船舶旋回角加速度；K表示所述模拟测试船舶旋回性指数；δ表示所述模拟测试船舶的舵角。
本发明的一可选实施例中，所述的智能船舶避碰仿真测试系统，还可以包括：
评价模块，用于根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；并根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
这里，在对所述待测智能船舶进行避碰仿真测试结束后，可以通过评价模块，依据获得的目标航行数据以及评价指标，对测试场景进行评价，并给出评价结论，以筛选出有问题的测试场景，并对有问题的测试场景进行调整，同时存储测试场景的相关测试数据，以保证测试场景能够更真实的模拟所述待测船舶的航行环境，提高避碰仿真测试的准确性；
所述智能船舶避碰仿真测试系统是与上述智能船舶避碰仿真测试方法相对应的系统，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该系统的实施例中，也能达到相同的技术效果；
在所述智能船舶避碰仿真测试系统中，可以同时运行多个测试场景，每个测试场景只允许一条模拟测试船舶，允许多条模拟目标船舶；所述智能船舶避碰仿真测试系统在进行避碰仿真测试的过程中，其与所述待测船舶的自动避碰执行系统会实时交互；且一个测试场景只能容纳一个发送避碰测试请求的客户端；也就是说，目前在该智能船舶避碰仿真测试系统中不同客户端之间是不可见的；
所述智能船舶避碰仿真测试系统与所述待测船舶的自动避碰执行系统进行实时交互的数据、信息可以包括：待测试智能船舶的实时航行数据、测试场景的相关信息（如测试场景编号、预设运行时间）、测试场景中模拟测试船舶、模拟目标船舶的相关数据信息、智能船舶避碰仿真测试系统结算的所述模拟测试船舶的目标航行数据以及评价报告；
这里，模拟测试船舶的相关数据信息以下述格式在所述智能船舶避碰仿真测试系统与所述待测船舶的自动避碰执行系统之间进行交互并保存：
@OSHIP,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>\r\n；
<1>时间戳；
<2>模拟测试船舶编号，恒定为1；
<3>纬度，格式DD.DDDDDDDD，保留8位有效小数，单位度，正为北纬，负为南纬；
<4>经度，格式DDD.DDDDDDDD，保留8位有效小数，单位度，正为东经，负为西经；
<5>对地速度，格式DD.D，保留1位有效小数，单位m/s；
<6>对地航向，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
<7>模拟测试船舶首向，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
<8>转头率，格式DD.DD，保留2位有效小数，单位度/秒，左负右正；
<9>模拟测试船舶长，格式DD.D，保留1位有效小数，单位米；
<10>模拟测试船舶宽，格式DD.D，保留1位有效小数，单位米；
<11>当前舵角，格式DD.D，单位度，左负右正；
<12>舵模式，0是手操舵，1是自动舵；
<13>当前舵令，格式DD.D，单位度，左负右正；
<14>当前自动舵设置值，格式DD.D，单位度；
示例：
@OSHIP,36,1,24.12345678,-118.12345678,12.3,310.4,270.3,-5.23,134.5,47.2,23.4,1,0,350\r\n；
模拟目标船舶的相关数据信息以下述格式在所述智能船舶避碰仿真测试系统与所述待测船舶的自动避碰执行系统之间进行交互并保存：
@TSHIP,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>\r\n；
<1>时间戳；
<2>模拟目标船舶编号，从1开始计数；
<3>纬度，格式DD.DDDDDDDD，保留8位有效小数，单位度，正为北纬，负为南纬；
<4>经度，格式DDD.DDDDDDDD，保留8位有效小数，单位度，正为东经，负为西经；
<5>对地速度，格式DD.D，保留1位有效小数，单位m/s；
<6>对地航向，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
<7>模拟目标船舶首向，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
<8>模拟目标船舶长，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位米；
<9>模拟目标船舶宽，格式DD.D，保留1位有效小数，单位米；
<10>相对模拟测试船舶的方位，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
<11>相对模拟测试船舶的距离，格式DD.D，保留1位有效小数，单位米；
<12>相对于模拟测试船舶的DCPA，格式DD.D，保留1位有效小数，单位米
<13>相对于模拟测试船舶的TCPA，格式DD.D，保留1位有效小数，单位秒；
<14>相对于模拟测试船舶的相对速度，格式DD.D，保留1位有效小数，单位m/s；
<15>相对于模拟测试船舶的相对运动方向，格式DDD.D，保留1位有效小数，单位度；
示例：
@TSHIP,36,2,-35.12345678,-120.12345678,12.3,324.1,235.4,134.3,23.4,234.1,1853.3,952.6,123.4,12.2,324.1\r\n；
通过上述格式的数据信息交互，可以实现测试场景与待测船舶的自动避碰执行系统之间的智能匹配，提高智能船舶避碰仿真测试的效率；同时在测试完成后，可以自动生成可视性较强的评价报告，以筛选出有问题的测试场景，并存储测试数据，向被测方提供，供其调整完善避碰算法；在智能船舶避碰仿真测试系统运行开始时，测试人员干预较少，无需频繁切换测试场景，可达到耗时短、测试场景多、评价准确等效果。
本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能船舶避碰仿真测试方法，其特征在于，包括：
获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系，所述航行会遇关系包括：对遇、交叉相遇、追越，在每一个测试场景中，所述模拟测试船舶的航行数据对应所述待测船舶的当前航行数据，所述模拟目标船舶均对应有与所述模拟测试船舶形成航行会遇关系的航行数据；
在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行；
其中，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据，包括：
根据预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令：
根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向，具体包括：
将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，当所述下一时刻的航向未达到所述预设目标航向时，将所述下一时刻的航向作为当前航速，并依次进行目标舵令以及目标航向的解算，直到解算出的目标航向等于所述预设目标航向为止；
其中，根据所述预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令，包括：
通过以下公式计算获得所述目标舵令：
；
其中，θ表示目标舵令；E表示所述预设目标航向与所述当前航向的航向差值，Kp表示预设比例参数；表示所述航向差值的积分项，用于消除系统的静态误差，Ki表示预设积分参数，∫表示对时间的积分；/>表示所述航向差值的微分项，用于抑制系统的过冲和震荡，Kd表示预设微分参数；dE/dt表示所述航向差值对时间的导数。
2.根据权利要求1所述的智能船舶避碰仿真测试方法，其特征在于，所述预设约束条件包括以下至少一项：
待测船舶的预设航线；
待测船舶的航行行为；
至少一个目标船舶的航行行为；
待测船舶与至少一个目标船舶的会遇局面；
至少一个目标船舶的信息。
3.根据权利要求1所述的智能船舶避碰仿真测试方法，其特征在于，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据之前，还包括：
获取所述待测船舶的自动避碰执行系统发送的预设目标航向，所述预设目标航向是所述待测船舶的自动避碰执行系统根据至少一个所述测试场景中所述模拟测试船舶以及至少一个所述模拟目标船舶的状态信息进行决策后获得的。
4.根据权利要求1所述的智能船舶避碰仿真测试方法，其特征在于，将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，包括：
；
其中，T表示所述模拟测试船舶追随性指数；r表示所述模拟测试船舶旋回角速度；表示所述模拟测试船舶旋回角加速度；K表示所述模拟测试船舶旋回性指数；δ表示所述模拟测试船舶的舵角，δ=k1×所述目标舵令，k1为预设常数。
5.根据权利要求1所述的智能船舶避碰仿真测试方法，其特征在于，还包括：
根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；
根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
6.一种智能船舶避碰仿真测试系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待测船舶的自动避碰执行系统发送的避碰测试请求；所述避碰测试请求中携带有所述待测船舶的信息以及当前航行数据；
测试场景生成模块，用于根据所述避碰测试请求，获得所述待测船舶的至少一个测试场景，至少一个所述测试场景是根据所述待测船舶历史航行数据以及预设约束条件生成；至少一个所述测试场景中包括：模拟测试船舶以及至少一个模拟目标船舶，所述模拟目标船舶与所述模拟测试船舶具有模拟航行会遇关系；
模型解算模块，用于在每一个所述测试场景的预设运行时间下，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据；所述目标航行数据包括在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置；
发送模块，用于将所述目标航行数据反馈至所述待测船舶的自动避碰执行系统，以使所述待测船舶的自动避碰执行系统按照所述目标航行数据控制所述待测船舶运行；
其中，根据预设解算模型对所述当前航行数据进行测试解算，获得目标航行数据，包括：
根据预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令：
根据所述预设解算模型对所述目标舵令进行迭代处理，获得所述模拟测试船舶对应的目标航向，具体包括：
将所述目标舵令输入所述预设解算模型中进行解算，获得所述模拟测试船舶在下一时刻的航向，当所述下一时刻的航向未达到所述预设目标航向时，将所述下一时刻的航向作为当前航速，并依次进行目标舵令以及目标航向的解算，直到解算出的目标航向等于所述预设目标航向为止；
其中，根据所述预设目标航向以及所述当前航行数据中的当前航向，获得所述当前航向对应的目标舵令，包括：
通过以下公式计算获得所述目标舵令：
；
其中，θ表示目标舵令；E表示所述预设目标航向与所述当前航向的航向差值，Kp表示预设比例参数；表示所述航向差值的积分项，用于消除系统的静态误差，Ki表示预设积分参数，∫表示对时间的积分；/>表示所述航向差值的微分项，用于抑制系统的过冲和震荡，Kd表示预设微分参数；dE/dt表示所述航向差值对时间的导数。
7.根据权利要求6所述的智能船舶避碰仿真测试系统，其特征在于，还包括：
评价模块，用于根据所述目标航行数据在所述预设运行时间内每一时刻对应的目标航向、目标航速以及目标位置，确定至少一种评价指标；并根据至少一种所述评价指标，对所述目标航行数据进行评价，并将获得的评价结果反馈至待测船舶的自动避碰执行系统。
8.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至5任一项所述的方法。
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