發(fā)布時間：2020-04-19 18:12

【摘要】：隨著中國制造2025計劃提出,工信部積極推進智能船舶的發(fā)展,于2016年設(shè)立了“智能船舶1.0研發(fā)專項”,目標是在現(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)平臺和信息平臺,開展智能船舶共性技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)開發(fā),完成具備船舶綜合能效管理、設(shè)備運行及維護、自動駕駛輔助決策和船岸一體化通信管理等功能的中國智能船舶1.0的研制。目前船舶領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展遠遠落后于汽車、飛機等領(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,具有很大的不確定性。本文以開闊水域智能船舶避碰的決策算法為主要研究對象,提出了一種多船會遇情況下避碰航線規(guī)劃的方法,并進行了仿真驗證。首先,對船舶避碰領(lǐng)域的知識進行分析。研究開闊水域中船舶避碰的過程和船舶避碰決策的基本原理;分析兩船會遇時會遇態(tài)勢的判斷、安全會遇距離,并在對船舶相對運動參數(shù)研究的基礎(chǔ)上,分析船舶采取轉(zhuǎn)向避讓措施對會遇態(tài)勢的影響;簡要分析多船會遇情況下的避讓決策。然后,對可應(yīng)用于智能船舶避碰決策的算法進行比較。對船舶避碰問題進行分析,提出了傳統(tǒng)避碰系統(tǒng)的缺點,并提出改良的避碰危險度分析方法;分析遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法、人工魚群算法這4種新型智能算法的基本原理、應(yīng)用步驟和特點;應(yīng)用Matlab軟件對這4種算法的收斂速度、求解精度進行比較,分析各自的優(yōu)缺點;結(jié)合船舶避碰過程的特點,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程的安全性、經(jīng)濟性、規(guī)則符合度的基礎(chǔ)上,設(shè)定遺傳算法的目標函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù);研究遺傳算法對船舶避碰決策問題的操作手段和決策流程;在Visual C++6.0的開發(fā)環(huán)境下,設(shè)計基于遺傳算法的船舶避碰系統(tǒng),驗證算法的可行性;并對遺傳算法的參數(shù)進行優(yōu)化,提高遺傳算法的效果。
【圖文】：

哈爾濱工程大學碩士學位論文的界面 Visual C++ 6.0 平臺上，具有菜單欄、對話框、操作。首先對系統(tǒng)的界面做一個簡單的介紹。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 點即起始點運動到右上角的 E 點即終止點，這兩點時，本船將保持 45°的航向從起始點運動至終止點。當有障礙
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.82;U675.96

【參考文獻】

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本文編號：2633591