多目标船舶气象航线优化算法的研究与仿真

发布时间：2023-04-01 23:06

　　随着世界各国之间贸易往来的日益密切,各地区间物流交往的日趋频繁,世界航运业也迅速发展壮大。船舶承载着世界贸易总量的绝大多数货物,海上运输由此变成了各国进出口商品的主要途径。尽可能地确保船舶的安全是海上行驶最基本的要求,在此基础上,经济效益也是在确定航路时所必须要考虑到的因素。为确保海上的船舶达到安全、经济、准时的航行效果。本文从船舶航行安全性、燃油消耗以及航行时间这三方面出发,基于蚁群优化算法提出了一种智能有效的方法求解多目标船舶气象航线优化设计问题,主要的研究内容如下:首先,对多目标航线优化问题进行整体地概述。本文的创新之处主要体现在算法的改进方面,为了使蚁群算法能够快速、高效、准确地寻找到跨洋船舶的最优航线,同时更加有效地解决多目标优化问题,本文从五个方面改进了算法,下面进行简要说明:第一,改变蚂蚁移动规则,使蚂蚁在搜寻路径点时更加具有目的性;第二,优化算法中的相关参数,令算法更适用于船舶在海上的航线优化;第三,增加新的控制因子,不断地修正航线;第四,改进信息素浓度挥发规则,使算法的寻解速度变得更快;第五,加入遗传算法里的交叉、重组、变异相关运算,改善蚁群优化算法求解多目标问题Pa...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外进展状况
    1.3 主要工作和研究内容
第二章 蚁群优化算法及其在气象航线设计上的应用
    2.1 蚁群优化算法的基本原理
    2.2 蚁群优化算法的基本流程
    2.3 基于改进蚁群优化算法的气象航线设计方法
        2.3.1 改进蚂蚁移动规则
        2.3.2 优化算法相关参数
        2.3.3 调整信息素更新规则
        2.3.4 引入遗传算法中的相关操作
    2.4 优化问题的描述
    2.5 本章小结
第三章 船舶气象航线设计的数学模型
    3.1 运动模型的建立
    3.2 环境模型的构建
    3.3 优化目标
    3.4 本章小结
第四章 船舶燃油消耗的计算
    4.1 公式法
        4.1.1 功率转换关系
        4.1.2 阻力成分分析
    4.2 速度油耗表法
    4.3 黑箱模型法
        4.3.1 数据预处理
        4.3.2 构建人工神经网络
        4.3.3 模型的训练与测试
    4.4 本章小节
第五章 航线优化设计算法的仿真与结果分析
    5.1 海洋环境数据的获取及处理
    5.2 船舶在风浪中的失速
    5.3 仿真及结果分析
        5.3.1 单目标气象航线
        5.3.2 多目标气象航线
    5.4 本章小节
第六章 总结与展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3778037