海上的施工水域是船舶在海上航行中風(fēng)險較大的區(qū)域,為了讓船舶能夠安全通過施工水域,給在施工水域中航行的船舶規(guī)劃合理的航線就尤為重要�？紤]到海上施工作業(yè)的類型多種多樣,本文將施工水域的環(huán)境模型分為兩類,一類是施工點分布較為稀疏,且各施工點影響范圍比較小的離散施工水域。另一類為施工點分布較為密集各個施工點的影響范圍較大,各個施工點的影響范圍相互交織而形成的連續(xù)型施工水域。本文為兩種類型的施工水域分別建立了相應(yīng)的航線規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型。為了在施工區(qū)域離散分布的水域中尋找一條能夠避開所有施工危險區(qū)域的最優(yōu)航行線路,建立了以航線總長度最短為目標(biāo)函數(shù),以不可航行區(qū)域和船舶的轉(zhuǎn)向角等約束條件為約束方程的航線規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。另一方面為了在連續(xù)型施工水域中尋找到最優(yōu)通行航線,本文建立了以航線總長度最短和路徑危險度值最小為目標(biāo)函數(shù)的非線性多目標(biāo)優(yōu)化航線規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。在求解離散分布的施工水域中的航線規(guī)劃數(shù)學(xué)模型時,首先利用圖論的方法將可自由航行區(qū)域通過鏈接線將其拆分為若干個凸多邊形。然后將鏈接線的中點兩兩相連,形成離散施工水域環(huán)境模型中的Maklink航線網(wǎng)絡(luò)。在得到航線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,采用兩階段優(yōu)化方法求解,先利用... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．?５柵格地圖模型??Ｆｉｇ．?Ｇｒｉｄ?ｍａｐ?ｍｏｄｅｌ??

?海上施工水域船舶航線規(guī)劃數(shù)學(xué)建模及最優(yōu)化算法研宄???２００１?■?■?■???〇Ｓ??￥Ｔ?ＭＷｆｃ??ｇ?１００－?▲?▼??ｅ?５〇－?－??＇?〇Ｔ??°０?５０?１００?１５０?２００??東西方向（ｋｍ）??圖３．１離散施工水域環(huán)境示意圖??Ｆｉｇ３．１?ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ｄｉｓｃｒｅｔｅ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ??圖３．１中，Ｓ：航線規(guī)劃的起點；Ｔ：航線規(guī)劃的終點；其中的陰影部分表示海上的??施工區(qū)域。??為了方便施工水域的航線規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的建立，首先利用Ｍａｋｌｉｎｋ圖論的方法來處??理施工水域的危險區(qū)域，通過在施工水域中構(gòu)造Ｍａｋｌｉｎｋ鏈接圖來構(gòu)造施工水域中的可??航行網(wǎng)絡(luò)圖，構(gòu)造Ｍａｋｌｉｎｋ航線網(wǎng)絡(luò)圖的具體步驟可以參考文獻(xiàn)［５，８］。由于船舶始終是處??于海平面高度，因此本文建立數(shù)學(xué)模型時不考慮海拔高度的影響，將環(huán)境模型的構(gòu)建簡??化為二維平面。另外對施工水域中所有的不可航行區(qū)域都采用凸多邊形或多個凸多邊形??的組合來表示。在模型化表示不可航行區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)造可航行的自由空間，海??上施工水域的可航行自由空間是由鏈接線構(gòu)成的凸多邊形。在圖３．１的環(huán)境模型中構(gòu)造??的可航行自由空間如圖３．２所示：??－２０?－??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???２００?＇?？?ｊ?１??＊ｓ????????Ｊ１５。?＾??尼?１〇〇?－ｊｊｒ?ａ？、、Ｊ?＂??５〇?－?．?＼?－??！?、’、！?＊Ｔ?Ｉ??＾?！．?ｊ??°０?５０?１００?１５０?２００??東西方向（ｋｍ）??圖３．?２可航行自由空間圖??Ｆｉｇ３．２?Ｎａｕｔｉｃａｌ?Ｆｒｅｅ?Ｓｐａｃｅ?Ｍａｐ??構(gòu)造可自由航行空間圖時主要需要遵循以下兩個基本準(zhǔn)則：??１）所構(gòu)造的鏈接線不能夠穿越施工水域中的危險區(qū)域。??２）鏈接線的一端是施工水域的危險區(qū)域所構(gòu)成的凸多邊形的頂點，另一端??是另一個施工危險區(qū)域構(gòu)成的凸多邊形的頂點或者是施工水域的自由空間的邊??界點。??在施工水域的自由空間中，將所有鏈接線的中點兩兩相連所形成的圖就是需要構(gòu)造??的可航行區(qū)域的Ｍａｋｌｉｎｋ航線網(wǎng)絡(luò)圖，如圖３．３所示：??－２１?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2966401