1 简介
近年来，随着水上运输行业的日益发展，内河航道以沿海以及外海的船舶数量在不断增加。船舶航行的环境越来越复杂，水上交通的安全形势日渐严峻。为了提高船舶的航行安全，避免发生碰撞事故，导航雷达在为船员指引航向的同时，提供了有效的避碰系统，保障船舶航行安全，如图1所示，两艘船之间相向而行，就存在潜在的碰撞风险，需要采取规避措施。
图1 相向而行示意
2 碰撞风险指标（DCPA与TCPA）
那么，船舶在水面航行时，除了自身属性（一般在运动状态外），通常有多艘船，且各自的位置、速度、航向均不相同，应该如何快速找到最具有危险性的船呢？这就需要使用一些数据来形象的表示了。
假设水面上只有两艘船，一艘我船，一艘他船，相向而行，总体的运动趋势是越来越近，如图1所示，最简单的表征方法就是：
假设我船和他船均不采取任何措施，即不改变航向，也不改变速度，两艘船之间的距离会越来越近，那么就会有一个时刻，距离达到最近，称为最小会遇距离，存在以下情况：
a、如果最近的这个距离为0（也可能足够近），则两船就会碰撞；
b、如果最近的这个距离属于安全距离，无碰撞风险，则两艘船越过这个最近距离后，彼此的距离就会逐渐变大，不再有碰撞风险。
这个所谓的最小会遇距离，就是DCPA，由英文Distance of the Closest Point of Approach部分首字母缩写而成。从当前距离持续到最小会遇距离的时间为最小会遇时间，即TCPA，由英文Time to the Closest Point of Approach部分首字母缩写而成。
3 DCPA与TCPA的计算方法
DCPA和TCPA的计算方法主要采用碰撞三角形，如图2所示。
图2 碰撞三角形
在航海过程中，船员可以通过DCPA和TCPA值快速判断碰撞风险，进而制定有效的避碰措施。
3 导航雷达避碰系统
图3 避碰闭环系统
导航雷达系统在判断出本船与目标船有碰撞危险时（DCPA、TCPA小于安全阈值）,则立即发出碰撞危险报警。与此同时，船员在采取实际避让操纵前，使用系统的试操船功能，通过设定本船的新航速、航向、运动特性等参数，模拟新运动状态下的碰撞告警情况,以检验该避碰操纵的有效性，达到人机闭环的最佳效果。精卫系列板卡的告警功能见图4，试操船功能见图5。
图4 CPA出现告警
图5 启动试操船
5 文献参考
1) 多船会遇态势下避碰辅助决策研究，武汉理工大学，2019
2) 船舶避碰系统研究综述，科学技术与工程，2019
3) 海上多船行驶自动避碰系统设计，舰船科学技术，2018
4) 导航雷达中试操船功能的实现，舰船电子对抗，2017
5） 对遇局面避碰过程中DCPA及TCPA的变化，广州航海学院学报，2019