本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的船舶避碰決策研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展,航海領(lǐng)域的自動(dòng)化和智能化研究成為航海科技工作者新的研究方向,研究船舶智能避碰系統(tǒng)目的就是尋求避碰局面下的最優(yōu)避碰方案。遺傳算法作為一種優(yōu)化算法,在解決目標(biāo)優(yōu)化問題時(shí),能夠在求解速度和求取最優(yōu)解中找到一個(gè)很好的平衡點(diǎn)。它以決策變量某種形式的編碼為運(yùn)算對象,從由眾多方案組成的初始群體開始搜索,在搜索過程中能夠自動(dòng)獲取和積累有關(guān)搜索空間的知識,并自適應(yīng)地控制搜索過程。算法通過遺傳操作算子產(chǎn)生新的種群,利用適應(yīng)度函數(shù)評價(jià)種群中個(gè)體的優(yōu)劣,通過不斷的進(jìn)化,能夠求得最優(yōu)解或較優(yōu)解。本文嘗試將遺傳算法應(yīng)用于船舶避碰決策研究,在眾多的避碰方案中,綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)和國際海上避碰規(guī)則等因素,尋求出較優(yōu)的避碰方案。 本文首先分析國內(nèi)外船舶智能避碰決策的現(xiàn)狀,簡單地闡述本課題的研究意義;第二章對船舶避碰的基本原理和船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行分析,并分析避碰決策的目標(biāo)和要求;第三章在闡述了遺傳算法基本原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合船舶避碰的原理,建立基于遺傳算法的船舶避碰決策模型。該模型不僅充分考慮了船舶避讓航線的安全性和經(jīng)濟(jì)性,而且考慮到避碰規(guī)則對船舶避碰的要求。設(shè)計(jì)三種基本的遺傳操作算子對初始隨機(jī)生成的眾多避碰航線進(jìn)行遺傳操作,經(jīng)過一定代數(shù)的進(jìn)化,得出較優(yōu)的避碰方案,并設(shè)計(jì)對算法的性能進(jìn)行有效評價(jià)的方法。論文在第四章利用Visual C++對建立的基于遺傳算法的船舶避碰模型進(jìn)行實(shí)例仿真,通過對利用遺傳算法求取的較優(yōu)避讓方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示,檢驗(yàn)結(jié)果的有效性,對結(jié)果進(jìn)行一定的評價(jià);最后,論文對課題的結(jié)論和不足之處進(jìn)行總結(jié),并對課題后繼工作和值得研究的地方進(jìn)行了討論。 本文所建立的基于遺傳算法的避碰仿真系統(tǒng),調(diào)試通過,從系統(tǒng)運(yùn)行的情況來看,所建立的模型基本正確,系統(tǒng)運(yùn)行的效率高,能夠迅速提供決策的方案,通過不斷地對模型和遺傳操作算子進(jìn)行改進(jìn)和完善,該系統(tǒng)可作為船舶避碰的輔助決策系統(tǒng),為船舶避碰決策提供重要的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：船舶避碰 國際海上避碰規(guī)則 智能決策 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：上海海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：U675.96
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1．1 船舶避碰決策的研究現(xiàn)狀8-10
• 1．1．1 國外船舶避碰決策的研究現(xiàn)狀8-9
• 1．1．2 國內(nèi)船舶避碰決策的研究現(xiàn)狀9-10
• 1．2 避碰決策的研究方向及意義10-12
• 1．3 主要研究的內(nèi)容12-14
• 第二章 船舶避碰的基本原理與船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算14-29
• 2．1 船舶避碰領(lǐng)域知識14-19
• 2．1．1 船舶避碰過程14-15
• 2．1．2 船舶會(huì)遇態(tài)勢分析15-17
• 2．1．3 安全會(huì)遇距離17-18
• 2．1．4 避讓責(zé)任18-19
• 2．2 船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算19-22
• 2．2．1 船舶相對運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算19-20
• 2．2．2 本船改向?qū)CPA和TCPA的影響20-22
• 2．3 碰撞危險(xiǎn)和碰撞危險(xiǎn)度22-26
• 2．3．1 碰撞危險(xiǎn)22-23
• 2．3．2 船舶碰撞危險(xiǎn)度23-26
• 2．4 多船會(huì)遇避碰問題26-27
• 2．5 船舶避碰決策27-29
• 第三章 基于遺傳算法的船舶避碰模型29-53
• 3．1 遺傳算法的基本原理29-37
• 3．1．1 遺傳算法概述29-30
• 3．1．2 遺傳算法的基本概念30-31
• 3．1．3 遺傳算法的基本原理31-36
• 3．1．4 遺傳算法的特點(diǎn)36-37
• 3．1．5 遺傳算法的應(yīng)用37
• 3．2 基于遺傳算法的避碰模型37-53
• 3．2．1 船舶避碰問題的遺傳算法描述37-38
• 3．2．2 遺傳因子結(jié)構(gòu)及編碼方式38-41
• 3．2．3 適應(yīng)度函數(shù)41-45
• 3．2．4 遺傳操作的過程45-48
• 3．2．5 算法流程與偽代碼48-50
• 3．2．6 算法的性能評價(jià)50
• 3．2．7 遺傳操作的概率對優(yōu)化結(jié)果表明的影響50-51
• 3．2．8 船舶避碰的自適應(yīng)遺傳算法51-53
• 第四章 基于遺傳算法的船舶避碰決策的仿真53-71
• 4．1 仿真系統(tǒng)界面介紹53-55
• 4．2 本船與兩目標(biāo)船會(huì)遇時(shí)避碰仿真55-68
• 4．2．1 本船與兩目標(biāo)船會(huì)遇時(shí)避碰方案55-60
• 4．2．2 以經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行種群初始化對結(jié)果的影響60-61
• 4．2．3 交叉概率對進(jìn)化結(jié)果的影響分析61-64
• 4．2．4 變異概率對進(jìn)化結(jié)果的影響分析64-68
• 4．2 本船與三個(gè)目標(biāo)船會(huì)遇時(shí)避碰仿真68-71
• 第五章 結(jié)論與展望71-73
• 5．1 研究成果71-72
• 5．2 進(jìn)一步的研究工作72-73
• 致謝73-74
• 附錄A74-78
• 參考文獻(xiàn)78-81

【引證文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的船舶避碰決策研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：445025