随着我国航运事业的日益繁荣,来港的船舶逐渐大型化、多样化,拖轮协助大型船舶操纵已经成为了十分重要的手段,对拖轮作业过程的研究已成为航海模拟器研究的重要组成部分之一。因此实现拖轮顶推作业运动的仿真具有重要的实际意义和理论意义。本文将拖轮作为一个单独本船,通过护舷模型的假设,研究拖轮顶推作业的数学模型。为此,本文做了以下的工作：(1)采用碰撞检测算法,将拖船与被拖船均用多边形表示其外轮廓,然后判断组成拖船轮廓的点是否落在被拖船的多边形内。为提高检测精度采用双向判断,即除了判断组成拖船轮廓的点是否落在被拖船的多边形内,还要判断组成被拖船轮廓的点是否落在拖船的多边形内。若有一个条件满足,就认为两船发生了接触。(2)建立了橡胶护舷反作用力的计算模型。本文将被拖船包围盒作为护舷模型,包围盒轮廓线与被拖船轮廓线的距离为护舷宽度。进行拖船与被拖船碰撞检测时,实际上是与护舷轮廓线进行检测,通过确定拖轮碰撞点到护舷轮廓线的最短距离进而得出护舷反作用力。(3)搭建拖轮顶推作业的测试平台。本文基于Visual C++6.0语言环境开发的测试平台中,对建立拖轮顶推作业的模型分两个阶段进行实时仿真测试。第一阶段拖轮与被拖船各自单独运动；第二阶段拖轮顶推被拖船运动,拖轮与被拖船碰撞后,护舷模型开始解算,实现拖轮顶推被拖船运动的仿真测试,结果表明了所建模型的合理性。