内河航标作为水上交通的重要标志物,在航道上直接标识了危险的水域,为往来船舶提供助航服务。然而,时有船舶撞击航标的事故发生,造成航标丧失助航功能,为船舶航行带来安全隐患。尽管通过数字航道的建设可以对航标状态进行一定程度的监测,但是该监测仍局限于航标被撞后的检测报警,尚不能在碰撞事故发生之前进行预判,提醒船舶避免碰撞事故。论文充分利用“数字航道”建设提供的丰富数据资源,研究船舶航标防撞技术,以避免船舶撞击航标事故的发生,进一步提高航道维护工作水平,确保通航安全。航标遥测遥控平台和船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)为航道管理部分提供了航标和船舶的实时动态信息。论文借鉴船舶-船舶主动防撞和船舶-桥梁主动防撞的研究成果,基于AIS信息,展开船舶-航标碰撞危险度的预测研究,以期为船舶航标的主动防撞技术提供理论支撑。论文的主要研究内容如下:(1)通过内河船舶AIS信息,在基于新息卡尔曼滤波(Innovation based Kalman Filter,IKF)的航迹预测算法的基础上,提出了基于三次样条-新息卡尔曼滤波(Cubic Spline Innovation based Kalman Filter,CS-IKF)的航迹预测算法和基于IKF和CS-IKF的联合卡尔曼滤波的航迹预测算法,并进行仿真和实验各算法的有效性;(2)通过引入内河船舶航迹预测算法,对传统的最近会遇距离(Distance at Closest Point of Approach,DCPA)/最近会遇时间(Time at Closest Point of Approach Model,TCPA)模型进行改进,使改进的DCPA/TCPA更能适应内河交通中航路狭窄,船舶变向频繁的特点;(3)通过引入改进的DCPA/TCPA模型,对适用于船舶-桥梁碰撞危险分析的昆兹模型进行改进,提出一种基于改进昆兹模型的船舶-航标碰撞危险度算法。并通过仿真和实验验证了该算法的有效性和可靠性。