基于四分?jǐn)?shù)船舶領(lǐng)域危險(xiǎn)判別模型的智能船舶避碰算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-18 20:40
隨著海洋資源的開(kāi)發(fā)與利用以及海上貿(mào)易的繁榮,海上碰撞所引發(fā)的船舶航行安全問(wèn)題就更顯得更加突出。船舶碰撞事故不僅造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失,而且對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成了災(zāi)難性的破壞。雖然國(guó)際海事組織(IMO)制定了國(guó)際海上避碰規(guī)則(COLREGs),以指導(dǎo)不同會(huì)遇環(huán)境下的避碰操作,但是在多目標(biāo)的復(fù)雜海上環(huán)境中,操船人員很難快速地做出正確的判斷并且未必能嚴(yán)格遵守COLREGs規(guī)則進(jìn)行操作。針對(duì)上述問(wèn)題,本文結(jié)合船舶領(lǐng)域和速度障礙法提出一種新的碰撞危險(xiǎn)度計(jì)算方法,并針對(duì)復(fù)雜會(huì)遇環(huán)境,基于多目標(biāo)遺傳算法求解出無(wú)碰撞危險(xiǎn)的避碰路線。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下:(1)概述船舶避碰決策的相關(guān)知識(shí),分析船舶基本避碰操作。結(jié)合避碰規(guī)則,分析各種會(huì)遇局面的船舶避碰責(zé)任,同時(shí)對(duì)于多船會(huì)遇的復(fù)雜環(huán)境,明確了船舶相應(yīng)的避碰責(zé)任。(2)提出一種基于船舶領(lǐng)域和速度障礙法的危險(xiǎn)判別模型。結(jié)合船舶領(lǐng)域考慮了船舶自身參數(shù)和操縱水平的特點(diǎn)以及速度障礙法處理非線性多目標(biāo)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì),判斷復(fù)雜會(huì)遇環(huán)境下船舶的碰撞危險(xiǎn)。同時(shí)基于該模型,提出一種新的計(jì)算危險(xiǎn)度方法,使用碰撞危險(xiǎn)度量化船舶之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。(3)基于多目標(biāo)改進(jìn)遺傳算法提出一種...
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蟻獅算法原理示意圖
ZDT1和ZDT2運(yùn)行結(jié)果圖
第五章航線優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的仿真與結(jié)果分析39第五章避碰規(guī)劃算法的仿真及結(jié)果分析5.1避碰規(guī)劃仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)為了驗(yàn)證避碰規(guī)劃算法的有效性,本文利用MATLAB軟件編碼實(shí)現(xiàn)算法,在圖5.1中就是基于船舶智能避碰算法的實(shí)驗(yàn)仿真GUI界面。搭建仿真平臺(tái)是為了對(duì)算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果有更好的可視化效果,下面將簡(jiǎn)單的介紹GUI界面,從圖中可以看到,整個(gè)GUI界面大致可以分為六個(gè)部分。圖5.1避碰規(guī)劃仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)GUI界面第一部分是圖形顯示部分,此處主要顯示船舶航行的環(huán)境、船舶避碰路線以及算法迭代過(guò)程中解集的分布情況;第二部分是圖形顯示部分上面的數(shù)據(jù)顯示區(qū)域,此處是在算法運(yùn)行時(shí)顯示各船舶的航行數(shù)據(jù),如航速、船舶長(zhǎng)度、航向以及隨迭代時(shí)間而變的船舶位置,除此之外還有算法的狀態(tài),如當(dāng)前循環(huán)代數(shù)、算法的迭代次數(shù)、各船的避碰參數(shù)以及各船避碰路線的改進(jìn)度的值等;第三部分是
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船舶碰撞危險(xiǎn)的模糊決策[J]. 姚杰,吳兆麟,方祥麟. 大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào). 1998(02)
本文編號(hào):3350590
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蟻獅算法原理示意圖
ZDT1和ZDT2運(yùn)行結(jié)果圖
第五章航線優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的仿真與結(jié)果分析39第五章避碰規(guī)劃算法的仿真及結(jié)果分析5.1避碰規(guī)劃仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)為了驗(yàn)證避碰規(guī)劃算法的有效性,本文利用MATLAB軟件編碼實(shí)現(xiàn)算法,在圖5.1中就是基于船舶智能避碰算法的實(shí)驗(yàn)仿真GUI界面。搭建仿真平臺(tái)是為了對(duì)算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果有更好的可視化效果,下面將簡(jiǎn)單的介紹GUI界面,從圖中可以看到,整個(gè)GUI界面大致可以分為六個(gè)部分。圖5.1避碰規(guī)劃仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)GUI界面第一部分是圖形顯示部分,此處主要顯示船舶航行的環(huán)境、船舶避碰路線以及算法迭代過(guò)程中解集的分布情況;第二部分是圖形顯示部分上面的數(shù)據(jù)顯示區(qū)域,此處是在算法運(yùn)行時(shí)顯示各船舶的航行數(shù)據(jù),如航速、船舶長(zhǎng)度、航向以及隨迭代時(shí)間而變的船舶位置,除此之外還有算法的狀態(tài),如當(dāng)前循環(huán)代數(shù)、算法的迭代次數(shù)、各船的避碰參數(shù)以及各船避碰路線的改進(jìn)度的值等;第三部分是
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]船舶碰撞危險(xiǎn)的模糊決策[J]. 姚杰,吳兆麟,方祥麟. 大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào). 1998(02)
本文編號(hào):3350590
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