發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 19:04

　　船舶碰撞事故是威脅海上航行安全造成危害與損失的重要因素。海上交通的高速化和密集化對(duì)傳統(tǒng)的避讓決策方式帶來(lái)了壓力。為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的避碰形勢(shì),根據(jù)法令船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)在遠(yuǎn)洋或大型船舶上強(qiáng)制安裝,系統(tǒng)能夠快速信息收集并作簡(jiǎn)要分析。隨著人為因素在船舶碰撞事故中占比過大,船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等已成為研究自動(dòng)決策避碰的基礎(chǔ)。目前,船舶自動(dòng)避碰方法對(duì)于避碰中動(dòng)態(tài)過程的研究稍顯缺乏,多以會(huì)遇形式判斷后采用直接的目標(biāo)性避讓動(dòng)作�；陂_發(fā)AIS獲取更具實(shí)時(shí)性避碰決策方法的目的,選擇強(qiáng)化學(xué)習(xí)搜索避碰動(dòng)態(tài)過程的優(yōu)化序貫決策,構(gòu)造即時(shí)避讓調(diào)整尋求路線最優(yōu)。首先根據(jù)避碰的節(jié)點(diǎn)定義避碰吸收Markov過程;鑒于連續(xù)狀態(tài)空間和行為空間,進(jìn)一步選取自適應(yīng)啟發(fā)評(píng)價(jià)算法作為決策結(jié)構(gòu);完善算法中的評(píng)價(jià)器和決策器,選取輸入信息包括船舶位置、航向、航速,確定決策輸出為航向轉(zhuǎn)向角度;依據(jù)船舶碰撞危險(xiǎn)度和轉(zhuǎn)向角度設(shè)定再勵(lì)信號(hào),將避讓經(jīng)驗(yàn)和避碰規(guī)則融入到Markov過程中;最后在多種會(huì)遇局面下,完成避碰動(dòng)態(tài)過程的強(qiáng)化學(xué)習(xí),收斂得到?jīng)Q策方案和避讓路徑。決策結(jié)果在MATLAB環(huán)境中由避讓路徑表示,針對(duì)兩船會(huì)遇下對(duì)遇、交叉、追越和多船會(huì)遇下不同局... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

船載AIS組成

圖 2-1 評(píng)價(jià)決策結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 AHC structure（2）徑向基人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與多層網(wǎng)絡(luò)相比，RBF 網(wǎng)絡(luò)中隱單元的激活函數(shù)是局部性的[37]，將隨著與元中心的遠(yuǎn)離而迅速減小。其特性利于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度和對(duì)狀態(tài)空間的覆因此 AHC 避碰算法結(jié)構(gòu)中評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)和決策網(wǎng)絡(luò)均選擇徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)（RBF絡(luò)）。RBF 網(wǎng)絡(luò)大致分為三層：輸入層、隱層和輸出層。面對(duì)未知的非線性函數(shù)RBF 網(wǎng)絡(luò)能夠基于足夠的隱單元進(jìn)行逼近，即以隱單元為基函數(shù)，通過線性組的形式實(shí)現(xiàn)逼近，在正規(guī)化網(wǎng)絡(luò)下能夠求得最佳解。其中典型的正規(guī)化網(wǎng)絡(luò)為多元正態(tài)函數(shù)為隱單元基函數(shù)。其輸出關(guān)系式為：)21()exp(122 Ni iifxxx （2-1式中 為權(quán)值系數(shù)、xi 為基函數(shù)計(jì)算中心。RBF 網(wǎng)的確定，關(guān)鍵在于三個(gè)因素：RBF 網(wǎng)的基函數(shù)中心，方差和輸出單

圖 3-1 船舶會(huì)遇方位劃分圖Fig.3-1 The compartmentalization of ship encounter situation自動(dòng)避碰方法中設(shè)定當(dāng)來(lái)船航向在正橫方向的分量向本船靠近從本船船尾處經(jīng)過，進(jìn)而完成超越；否則向反方向轉(zhuǎn)向拉開橫的橫距實(shí)行平行追越。）交叉狀態(tài)狀態(tài)時(shí)非對(duì)遇非追越的會(huì)遇狀態(tài)，其中根據(jù)船舶的方位航向分。若來(lái)船處于船舶右舷則本船為避讓船，本船右轉(zhuǎn)避碰；若來(lái)本船為直航船，需要維持航向航速[40]。交叉狀態(tài)下避讓船面對(duì)交叉和大角度交叉具有不同的避讓難度，大角度交叉狀態(tài)下有右轉(zhuǎn)避碰，這時(shí)可以左轉(zhuǎn)避碰甚至左轉(zhuǎn)一圈。會(huì)遇中若兩船右空間碰撞危險(xiǎn)度小于 0.8 時(shí)，相互左轉(zhuǎn)拉大距離以右舷通過，以左舷通過。左舷對(duì)左舷局面時(shí)，若碰撞危險(xiǎn)度存在相互右轉(zhuǎn)特殊局面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]轉(zhuǎn)舵速度對(duì)艦船回轉(zhuǎn)性能的影響[J]. 陳放,胡曉芳,金迎村.  中國(guó)艦船研究. 2015(04)
[2]現(xiàn)代船舶避碰系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 江立軍,鄭凱,王國(guó)峰,趙永生.  上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]基于核方法的連續(xù)動(dòng)作Actor-Critic學(xué)習(xí)[J]. 陳興國(guó),高陽(yáng),范順國(guó),俞亞君.  模式識(shí)別與人工智能. 2014(02)
[4]美國(guó)海軍電子海圖顯示與信息系統(tǒng)發(fā)展與啟示[J]. 溫朝江,卞鴻巍,王榮穎,馬恒.  海洋測(cè)繪. 2013(06)
[5]平均報(bào)酬指標(biāo)多步遞推最小二乘即時(shí)差分學(xué)習(xí)[J]. 李春貴,劉永信,王萌.  內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[6]基于再勵(lì)學(xué)習(xí)的多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)調(diào)避障路徑規(guī)劃方法[J]. 張芳,顏國(guó)正,林良明.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2003(03)
[7]AIS在船舶自動(dòng)避碰系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 李麗娜,任勤生,邵哲平.  船舶工程. 2002(03)
[8]船舶碰撞危險(xiǎn)度的新模型[J]. 鄭中義,吳兆麟.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(02)
[9]多船會(huì)遇碰撞危險(xiǎn)的灰色動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型[J]. 姚杰,吳兆麟,方祥麟.  大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào). 2001(04)
[10]最晚施舵點(diǎn)模型及其應(yīng)用[J]. 鄭中義,吳兆麟.  航海技術(shù). 2001(02)

博士論文
[1]強(qiáng)化學(xué)習(xí)及其在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 陳學(xué)松.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[2]強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法及其應(yīng)用研究[D]. 黃炳強(qiáng).上海交通大學(xué) 2007
[3]策略梯度增強(qiáng)學(xué)習(xí)的理論、算法及應(yīng)用研究[D]. 王學(xué)寧.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[4]基于增強(qiáng)學(xué)習(xí)和ART2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 樊建.上海大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于ARM技術(shù)的數(shù)字船用雷達(dá)ARPA系統(tǒng)的研究[D]. 伍家香.電子科技大學(xué) 2015
[2]基于船舶碰撞危險(xiǎn)度的避碰決策研究[D]. 任鵬.大連海事大學(xué) 2015
[3]AIS環(huán)境下基于動(dòng)態(tài)船舶領(lǐng)域模型的避碰決策研究[D]. 徐鑫.大連海事大學(xué) 2014
[4]基于AIS數(shù)據(jù)的船舶危險(xiǎn)駛過研究[D]. 崔捷.大連海事大學(xué) 2014
[5]有限狀態(tài)馬氏鏈在團(tuán)體形成以及羊群效應(yīng)中的應(yīng)用[D]. 魏崢.武漢理工大學(xué) 2014
[6]基于船舶會(huì)遇仿真的駕駛行為控制策略研究[D]. 李志鋒.武漢理工大學(xué) 2013
[7]基于AIS和電子海圖的船舶智能避碰系統(tǒng)研究[D]. 孫海南.大連海事大學(xué) 2013
[8]多智能體系統(tǒng)中的Q學(xué)習(xí)算法研究[D]. 喬林.南京郵電大學(xué) 2012
[9]多船進(jìn)出港訓(xùn)練評(píng)估方法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 呂石立.大連海事大學(xué) 2010
[10]基于AIS-ECDIS的船舶避碰輔助決策研究[D]. 李子強(qiáng).武漢理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3311954