本文選題：船舶交通管理系統(tǒng)決策支持 + 元胞自動機(jī)　； 參考：《集美大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著我國大力推進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展,海上運輸日益繁忙,港口水域船舶趨向大型化、高速化、密集化,這無疑給港口VTS監(jiān)控中心帶來巨大的壓力。VTS系統(tǒng)能夠監(jiān)視船舶動態(tài)并能對船舶提供信息、建議或指令,它能有效的控制交通流,使船舶交通事故風(fēng)險減至最小。但目前我國VTS提供的交管服務(wù)非常依賴人工經(jīng)驗、人工決策,隨著港口交通局面日益復(fù)雜化與計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,豐富VTS系統(tǒng)功能,為人工決策提供系統(tǒng)支持已成為必然趨勢。元胞自動機(jī)技術(shù)是起源于計算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù),元胞自動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,演化規(guī)則靈活,它可以通過大量簡單的、離散的元件相互作用模擬出豐富而復(fù)雜的現(xiàn)象�；谠詣訖C(jī)思想的港口水域交通流模型還處于初級階段。本文充分考慮定線制航道內(nèi)船舶行為的分類,并結(jié)合船舶領(lǐng)域建立了基于元胞自動機(jī)思想的港口航道交通預(yù)測模型,并基于模型仿真預(yù)測結(jié)果,建立VTS決策支持模型,為VTS監(jiān)管人員的決策做出支持。本文主要研究內(nèi)容包括:1)分析船舶交通流的三要素;分析元胞自動機(jī)基本理論及道路交通流仿真中常用的四種元胞自動機(jī)交通流模型。為本文交通預(yù)測模型構(gòu)建提供理論依據(jù)并理清思路。2)通過分析定線制航道內(nèi)船舶交通行為,對元胞狀態(tài)做出新的定義;建立元胞空間與航道實際地理位置、布局的映射,并將航道內(nèi)實際船舶船位、交通行為作為模型初始交通流;結(jié)合船舶領(lǐng)域模型提出元胞鄰居的定義,建立元胞鄰域模型;對模型參數(shù)進(jìn)行確定;最后制定考慮港口航道實際交通情形的更新規(guī)則進(jìn)行仿真預(yù)測分析。3)基于預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果,制定VTS決策支持模型。通過設(shè)計VTS平臺對目標(biāo)船仿真的接口,可將目標(biāo)船加入航道交通預(yù)測模型;然后確定危險度評價模型,對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行危險度評價,并以此對VTS監(jiān)管人員決策做出支持。4)對廈門港主航道進(jìn)行VTS決策支持實例應(yīng)用,對模型進(jìn)行仿真檢驗,結(jié)果證明該模型可以提供較合理的船舶交通預(yù)測數(shù)據(jù),并可根據(jù)危險度評價,為VTS監(jiān)管人員提供輔助決策信息。
[Abstract]:In recent years, with the development of marine economy in China, the sea transportation is getting busier and busier, and the ships in the port waters tend to be large, high-speed and intensive. This undoubtedly brings great pressure to the port VTS monitoring center. The VTS system can monitor the ship dynamics and provide information, advice or instructions to the ship. It can effectively control the traffic flow and minimize the risk of the ship traffic accident. However, the traffic management services provided by VTS in our country depend very much on manual experience and manual decision-making. With the increasing complexity of port traffic situation and the rapid development of computer technology, VTS system functions are enriched. It has become an inevitable trend to provide system support for human decision making. Cellular automata (CA) is a new technology originating in the field of computer science and technology. Cellular automata has a simple structure and flexible evolution rules. It can simulate rich and complex phenomena through a large number of simple discrete element interactions. The traffic flow model of port waters based on cellular automata is still in its primary stage. In this paper, the classification of ship behavior in fixed waterway is fully considered, and the model of port waterway traffic forecasting based on cellular automata is established, and the VTS decision support model is established based on the simulation results of the model. Support VTS supervisor's decision making. The main contents of this paper include: 1) analyzing the three elements of ship traffic flow, analyzing the basic theory of cellular automata and four kinds of cellular automata traffic flow models commonly used in road traffic flow simulation. It provides the theoretical basis for the construction of the traffic forecast model in this paper and clarifies the train of thought .2) by analyzing the traffic behavior of ships in the waterway, we make a new definition of the cellular state, and establish the mapping of the actual geographical location and layout of the cellular space and the waterway. Taking the actual ship position and traffic behavior as the initial traffic flow in the waterway, combining the definition of the cellular neighbor with the ship domain model, the cellular neighborhood model is established, and the parameters of the model are determined. Finally, the updated rules considering the actual traffic situation of the port and waterway are formulated for simulation forecasting analysis. 3) based on the prediction results of the prediction model, the VTS decision support model is developed. By designing the interface of the VTS platform to the target ship simulation, the target ship can be added to the channel traffic forecasting model, and then the hazard evaluation model is determined, and the danger degree evaluation of the forecast result is carried out. Finally, the model is simulated and tested. The result shows that the model can provide more reasonable ship traffic forecast data, and the model can be used to support the VTS decision making of the VTS supervisor (4. 4) the model is applied to the main waterway of Xiamen Port, and the simulation results show that the model can provide more reasonable ship traffic forecast data. According to the risk evaluation, the VTS supervisor can provide auxiliary decision information.
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP301.1;U697

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2065750