隨著信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,船舶管理信息系統(tǒng)向智能化發(fā)展是大勢所趨。本文基于船舶管理信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀,對船岸交通管理信息系統(tǒng)和船舶管理信息系統(tǒng)智能化趨勢進行探討,探究了基于"船聯(lián)網(wǎng)"的信息共享平臺、智能信息決策系統(tǒng)和智能避障系統(tǒng)、以及智能路徑規(guī)劃的發(fā)展趨勢,建立智能決策的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和基于支持向量機的自主避障和路徑規(guī)劃模型,為未來船舶管理信息系統(tǒng)的智能化研究提供一定參考。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

VTS智能化體系結(jié)構(gòu)Fig.1ArchitectureofVTSintelligentsystem

?抑?犢�、信息�??庫、智能決策程序、用戶接口組成。人類專家知識庫是基于求解問題所需要的專業(yè)知識、專家經(jīng)驗，既有常識性知識，也有啟發(fā)性知識，如專家在實踐中積累的經(jīng)驗或是專家在以往面對的問題、解決方案，是智能決策程序依據(jù)的不斷更新的知識系統(tǒng)；信息數(shù)據(jù)庫是存儲智能決策系統(tǒng)在執(zhí)行和解決問題中的各種信息的動態(tài)數(shù)據(jù)庫；智能決策程序依據(jù)人類專家知識庫和信息數(shù)據(jù)庫，采用人工智能算法進行方案搜索和決策；用戶接口給用戶提供決策方案、與用戶進行信息交互。智能決策系統(tǒng)的信息流如圖2所示。圖2智能決策分析信息流Fig.2Informationflowofintelligentdecision-makingsystem以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為例建立智能決策系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是基于大腦中神經(jīng)元相互鏈接并通過電脈沖交流形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理而建立的智能算法。智能決策系統(tǒng)使用以往的數(shù)據(jù)庫信息進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練，并在運營過程中定期導(dǎo)入最新的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的決策更新模型。樣本集經(jīng)過清晰、抽取后統(tǒng)一量綱與相應(yīng)決策組合得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練樣本集：{(x(1),s(1)),(x(2),s(2)),···,(x(m),s(m))}。(1)x(i)s(i)式中：為輸入層的第i個樣本輸入數(shù)據(jù)；為對應(yīng)的決策。x(i)=(x(i)1,x(i)2,···,x(i)n)=(a1,a2,···,al,b1,b2,···,bk,c1,c2,···,cp)。(2)式中：aj，bj，cj分別表示船舶靜動態(tài)數(shù)據(jù)、通航環(huán)境信息和航運交通信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如圖3所示。取s形函數(shù)（SigmoidFunction）作為激活函數(shù)，其表達公式為：g(z)=11+ez。(3)第4

圖3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型Fig.3Structuralmodelofneuralnetwork神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中每一層元素都是上一層元素線性組合的激活函數(shù)，即xi=g(θ(1)i0x0+θ(1)i1x1+···,θ(1)inxn)=g(θix)。(4)θi式中，即為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型需要訓(xùn)練的參數(shù)。智能信息決策系統(tǒng)可通過將多種信息進行融合，減少冗余信息，提高信息質(zhì)量；通過將船舶動態(tài)數(shù)據(jù)與交通地理信息進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模訓(xùn)練，為船舶交通管理提供方案、為碰撞、擱淺等風(fēng)險提供預(yù)警、應(yīng)急處理。智能信息處理系統(tǒng)將極大地提高船岸交通管理信息系統(tǒng)的監(jiān)管效率，對環(huán)境影響分析、船舶航行信息分析、障礙/風(fēng)險評估分析、信息報告指示和事故預(yù)防等多方面做出科學(xué)的指導(dǎo)性建議。2船舶管理信息系統(tǒng)智能化船舶管理信息系統(tǒng)智能化發(fā)展主要指船舶自身具備智能航行、智能能效管理和智能集成平臺等功能，為實現(xiàn)和完善上述功能，需進一步研究和深化與船舶有關(guān)的信息感知技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、航線規(guī)劃技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。其中，自主避障系統(tǒng)和智能路徑規(guī)劃需綜合自動感知環(huán)境參數(shù)、能效控制、通信導(dǎo)航、人工智能算法等技術(shù)，是船舶管理信息系統(tǒng)智能化的研究熱點。2.1自主避障系統(tǒng)自主避障是指船舶在航行過程中，通過AIS、雷達等傳感器，結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）的運用，實時獲取船體周圍的船舶和障礙物信息，并依據(jù)所設(shè)定的避碰策略，對航線中的障礙物進行躲避動作[5]。船舶航行過程中的避障目標(biāo)主要包括水上障礙物和水下障礙信息，體現(xiàn)了船舶周圍一定區(qū)域內(nèi)的障礙物和其它船舶信息，在此基礎(chǔ)上結(jié)合周邊區(qū)域航行環(huán)境給船舶的自主避障功能提供數(shù)據(jù)支持，以在面對障礙物時能夠采取繞行或停船命令[6]。GIS系統(tǒng)傳輸實時

【參考文獻】：
期刊論文
[1]探討船舶管理信息化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 郎咸周.  信息通信. 2014(09)



本文編號：3072200