【摘要】：隨著中國(guó)制造2025計(jì)劃提出,工信部積極推進(jìn)智能船舶的發(fā)展,于2016年設(shè)立了“智能船舶1.0研發(fā)專項(xiàng)”,目標(biāo)是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和信息平臺(tái),開(kāi)展智能船舶共性技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)開(kāi)發(fā),完成具備船舶綜合能效管理、設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)、自動(dòng)駕駛輔助決策和船岸一體化通信管理等功能的中國(guó)智能船舶1.0的研制。目前船舶領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于汽車、飛機(jī)等領(lǐng)域的,這極大地影響了海上航行的安全,尤其是船舶避讓行為的決策主要依靠船員經(jīng)驗(yàn),具有很大的不確定性。本文以開(kāi)闊水域智能船舶避碰的決策算法為主要研究對(duì)象,提出了一種多船會(huì)遇情況下避碰航線規(guī)劃的方法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。首先,對(duì)船舶避碰領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行分析。研究開(kāi)闊水域中船舶避碰的過(guò)程和船舶避碰決策的基本原理;分析兩船會(huì)遇時(shí)會(huì)遇態(tài)勢(shì)的判斷、安全會(huì)遇距離,并在對(duì)船舶相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)研究的基礎(chǔ)上,分析船舶采取轉(zhuǎn)向避讓措施對(duì)會(huì)遇態(tài)勢(shì)的影響;簡(jiǎn)要分析多船會(huì)遇情況下的避讓決策。然后,對(duì)可應(yīng)用于智能船舶避碰決策的算法進(jìn)行比較。對(duì)船舶避碰問(wèn)題進(jìn)行分析,提出了傳統(tǒng)避碰系統(tǒng)的缺點(diǎn),并提出改良的避碰危險(xiǎn)度分析方法;分析遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法、人工魚(yú)群算法這4種新型智能算法的基本原理、應(yīng)用步驟和特點(diǎn);應(yīng)用Matlab軟件對(duì)這4種算法的收斂速度、求解精度進(jìn)行比較,分析各自的優(yōu)缺點(diǎn);結(jié)合船舶避碰過(guò)程的特點(diǎn),提出應(yīng)基于遺傳算法研究船舶避碰決策算法。最后,研究基于遺傳算法的船舶避碰決策算法。建立基于遺傳算法的船舶避碰模型,分析遺傳因子結(jié)構(gòu)及編碼方式,并在充分考慮避碰過(guò)程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、規(guī)則符合度的基礎(chǔ)上,設(shè)定遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù);研究遺傳算法對(duì)船舶避碰決策問(wèn)題的操作手段和決策流程;在Visual C++6.0的開(kāi)發(fā)環(huán)境下,設(shè)計(jì)基于遺傳算法的船舶避碰系統(tǒng),驗(yàn)證算法的可行性;并對(duì)遺傳算法的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提高遺傳算法的效果。
【圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文的界面 Visual C++ 6.0 平臺(tái)上，具有菜單欄、對(duì)話框、操作。首先對(duì)系統(tǒng)的界面做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。如算法暫停設(shè)置遺傳算法基本參數(shù)設(shè)置障礙船的置、船圖 5.2 系統(tǒng)菜單欄的基本參數(shù)，彈出如圖 5.3 所示的對(duì)話框。

圖 5.4 設(shè)置障礙船基本參數(shù)的界面真的主界面如圖 5.5 所示。圖 5.5 避碰仿真主界面左下角的 S 點(diǎn)即起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右上角的 E 點(diǎn)即終止點(diǎn)，這兩點(diǎn)時(shí)，本船將保持 45°的航向從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至終止點(diǎn)。當(dāng)有障礙
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U664.82;U675.96

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孔定新;;船舶在狹水道航行的碰撞危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型及其實(shí)際應(yīng)用研究[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2014年03期

2 于黎;王多銀;汪承志;;內(nèi)河航運(yùn)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)內(nèi)容分析[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2013年06期

3 張金奮;嚴(yán)新平;陳先橋;初秀民;;基于概率分布的長(zhǎng)江干線水上交通事故分析[J];中國(guó)航海;2012年03期

4 王寶闊;;船舶交通事故量灰色預(yù)測(cè)應(yīng)用研究[J];中國(guó)航海;2011年01期

5 李建麗;真虹;徐凱;;水路運(yùn)輸在低碳經(jīng)濟(jì)背景下的比較優(yōu)勢(shì)[J];水運(yùn)管理;2010年03期

6 王得燕;劉以安;;粒子群算法在多船避碰決策中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2009年14期

7 陳建華;陳紅衛(wèi);劉科;;基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種船舶碰撞危險(xiǎn)度計(jì)算方法[J];艦船科學(xué)技術(shù);2008年02期

8 呂曉夫;楊亞?wèn)|;;回歸分析方法在船舶交通事故預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2006年03期

9 劉宇宏;胡甚平;;基于數(shù)據(jù)融合的單目標(biāo)船避碰評(píng)估系統(tǒng)[J];中國(guó)航海;2005年04期

10 李麗娜,熊振南,任勤生;多船避碰智能決策的生成與優(yōu)化方法[J];信息與控制;2003年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 張金奮;船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與避碰決策方法研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

2 陳立家;海上多目標(biāo)船智能避碰輔助決策研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

3 楊神化;基于Multi-agent的船舶避碰決策支持系統(tǒng)[D];上海海事大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李萬(wàn)壘;開(kāi)闊水域單船避碰智能決策研究[D];大連海事大學(xué);2013年

2 杜志秀;基于電子海圖的航線設(shè)計(jì)評(píng)估模型研究[D];集美大學(xué);2012年

3 童飛;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水上交通事故預(yù)測(cè)及MATLAB實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2005年

4 李明;水運(yùn)對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)的研究[D];大連海事大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：2633591