基于遗传算法的船舶气象航线设计方法的研究

发布时间：2021-08-29 08:23

　　世界经济的持续发展,使得经济的全球化已成必然趋势,在这个过程中海运起着重要的支柱作用。保证海运安全的成为重要的话题,其中一个重要的因素就是海上航线,如设计一条安全、经济和可靠的海上航线对船舶操作和航行具有重大的意义。这个问题对于航行时间达到数十天,航行距离达数千公里的长距离航线尤其重要。本文从航行安全性、减少航行时间、节省油耗和固定时间到达等角度出发,研究设计出了一种智能有效的船舶气象航线设计方法。首先,研究了船舶气象航线设计问题的数学模型。本文采用有限元的分析方法将船舶航线进行离散化处理,提出了确定一条航线的四个可调变量。针对航行过程中的各种静态和动态的约束条件进行分析,在二维空间上加入时间变量,给出了一种三维的可航行区域模型。在此模型基础上引入评价航线优劣的三个基础指标,基于这些指标设计了三种不同的优化目标函数。其次,研究了船舶在海上的失速特性。分别分析了风、海浪和洋流对船舶速度的影响。研究了风浪中船舶失速的确定方法,给出了多种计算船舶失速的方法,并对各种计算进行仿真对比分析。同时对船舶在风浪中为保证航行安全而进行的自愿减速进行了研究,并给出了在特定风浪中船舶临界速度的计算方法。然... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

等时线法示意图

图 1.2 基于动态规划的航线设计方法示意图年来随着人工智能技术的不断发展，智能启发式优化算法得到了越来越，该类算法在船舶最佳航线设计的应用越来越成为研究热点和主流。g[18]通过在大圆航线的基础上建立一个离散的网格系统，应用蚁群算法合遗传算法的优点，以获得减少燃料消耗和二氧化碳排放的航线同时尽险海域。曹永恒[20]用航迹的长短作为航线优劣评价标准，运用粒子群算航迹，其主要考虑环境中静态的已知障碍物等约束而没有考虑由于恶劣所带来的约束。智能启发式优化算法应用中被研究的最为广泛的是遗传/进化算法。进受生物进化的启发，使用选择、重组和变异等机制找到最佳的解决方候选解决方案被称为个体，每个个体都有一定的适应性，反应了解决方

0( ) .L tt 101 .tT ttJ d 10( ( )) .tQ ttJ q v t d 间，1t 表示到达时间， q (v (t ))表示在给满足约束条件0 1( ) ( ), [ , ]r a t t t t t0 1 [ , ], [ , ]min max V V t t t。这里 ( )a t示船舶所能达到的最小最大静水设定

【参考文献】：
期刊论文
[1]几种失速计算方法的比较[J]. 张永胜,陆冬青,蔡烽,石爱国.  航海技术. 2005(01)
[2]对大风浪中船舶失速公式的改进[J]. 邱建祥.  航海技术. 1997(01)
[3]船舶在风浪中航行失速问题的研究[J]. 刘烽.  大连海运学院学报. 1992(04)
[4]在风浪场中船舶运动失速特征[J]. 余鹤书,谷美荣,许小峰.  应用气象学报. 1990(03)
[5]第五讲 船舶运动性能是优选航线的重要依据[J]. 韩忠南.  海洋预报. 1987(01)
[6]风浪中船舶失速的近似估算方法[J]. 王维宇,邵荷凤.  中国航海. 1982(01)

硕士论文
[1]基于粒子群优化算法的船舶航迹规划方法研究[D]. 曹永恒.复旦大学 2010
[2]电子海图系统中最优航线设计的研究[D]. 王牧.大连海事大学 2000



本文编号：3370278