多船会遇态势下避碰辅助决策研究

发布时间：2022-10-15 20:35

　　“21世纪海上丝绸之路”伟大战略构想的逐步实施极大地促进了世界航运事业的飞速发展,也对船舶理论及海上安全航行技术提出了更新更高的要求。目前会遇两船间的避碰理论技术已相对成熟,但对多船会遇等复杂态势下的避碰决策研究仍缺少完善的理论支持。本文结合《1972年国际海上避碰规则公约》对多船会遇态势下的避碰辅助决策问题展开了深入的研究。建立了一种适用于多船会遇态势下避碰决策问题的船舶领域模型。该模型在船舶会遇避碰机理基础上,综合考虑船舶驾驶员水平、船舶尺寸和操纵性、航行水域环境等影响船舶领域大小和形状的因素,结合国际海上避碰规则针对不同会遇态势设定了相应的安全通过距离,以保证在互见态势的开阔水域中多船会遇时本船避让时机和复航时机的合理选择。结合船舶领域与动界理论,利用模糊数学方法建立了船舶碰撞危险度定量计算模型,并引入熵权理论提出了熵权-灰色关联分析方法,建立了船舶碰撞危险度评价模型。定量计算模型在几何避碰原理基础上选取最近会遇距离、最短会遇时间、相对距离、相对方位和船速比等五个指标作为船舶碰撞危险度评价指标,计算得到船舶碰撞危险度值。定性评价模型则通过计算各指标因素的熵值,对灰色关联分析方法中... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 船舶避碰决策系统研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 船舶避碰理论研究现状
        1.3.1 碰撞风险评价
        1.3.2 船舶避碰决策方法
    1.4 论文研究内容与章节安排
第2章 船舶避碰决策数学模型建立
    2.1 会遇避碰机理
    2.2 会遇态势划分
        2.2.1 三种会遇态势
        2.2.2 多船会遇态势
    2.3 安全会遇距离
    2.4 避让时机
    2.5 复航时机
    2.6 几何避碰研究
        2.6.1 避碰几何数学模型研究
        2.6.2 避让方式
    2.7 本章小结
第3章 船舶碰撞危险度评估
    3.1 船舶领域模型
        3.1.1 船舶领域的提出与发展
        3.1.2 船舶领域的影响因素
        3.1.3 船舶领域模型选择
    3.2 动界模型
    3.3 基于模糊数学方法的船舶碰撞危险度研究
        3.3.1 碰撞危险度概述
        3.3.2 碰撞危险度影响因素
        3.3.3 碰撞危险度模型
    3.4 灰色关联分析确定多船会遇重点避让船
        3.4.1 灰色关联分析方法原理及数学描述
        3.4.2 熵权-灰色关联分析方法
        3.4.3 多船会遇碰撞危险度模型
    3.5 碰撞危险度仿真研究
        3.5.1 三种会遇态势下的碰撞危险度模型仿真验证与分析
        3.5.2 多船会遇重点避让船确定模型仿真验证与分析
    3.6 本章小结
第4章 基于粒子群优化算法的多船辅助避碰研究
    4.1 粒子群优化算法原理及数学模型
        4.1.1 粒子群算法基本原理
        4.1.2 基本粒子群算法数学描述
        4.1.3 标准粒子群算法
    4.2 模拟退火算法原理及实现
        4.2.1 模拟退火算法基本原理
        4.2.2 模拟退火算法实现
    4.3 基于退火策略的改进粒子群优化算法
    4.4 多船转向避碰决策
        4.4.1 多船避碰目标函数
        4.4.2 多船避碰决策过程
    4.5 多船避碰决策仿真研究分析
        4.5.1 单一态势下的多船避碰决策仿真分析
        4.5.2 复杂态势下的多船避碰决策仿真分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mirosot平台改进遗传算法避障策略[J]. 孙绍华,王魁生,张恬恬.  中北大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]基于AHPSO算法的无人艇多目标路径规划[J]. 冯辉,刘梦佳,徐海祥.  华中科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于改进模拟退火算法的多船会遇避碰决策[J]. 杨柏丞,赵志垒.  大连海事大学学报. 2018(02)
[4]基于最短避碰距离和碰撞危险度的避碰决策支持[J]. 刘冬冬,史国友,李伟峰,陈作桓,江健.  上海海事大学学报. 2018(01)
[5]受限水域中船舶自动避碰模型及应用[J]. 刘仁伟,薛彦卓,刘旸,林晓杰.  哈尔滨工业大学学报. 2018(03)
[6]考虑航行经验规则的无人船舶智能避碰导航方法[J]. 沈海青,郭晨,李铁山,余亚磊.  哈尔滨工程大学学报. 2018(06)
[7]基于克隆选择优化的多船转向避碰决策[J]. 胥文,胡江强,尹建川,李可.  舰船科学技术. 2018(01)
[8]基于模拟退火的改进混沌粒子群算法[J]. 王莹,曹军,张福元.  内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]基于椭圆碰撞锥的无人艇动态避障方法[J]. 蒲华燕,丁峰,李小毛,罗均,彭艳.  仪器仪表学报. 2017(07)
[10]基于模糊理论的船舶复合碰撞危险度计算[J]. 胥文,胡江强,尹建川,李可.  舰船科学技术. 2017(13)



本文编号：3691997