一种新动态模糊船舶领域模型研究

发布时间：2018-05-07 19:57

  本文选题：动态模糊船舶领域 + 影响因素　； 参考：《大连海事大学》2017年博士论文

【摘要】：根据船舶领域定义选择能够代表船舶领域变化特征的样本,利用渤海及黄海北部水域内的船舶自动识别系统(AIS)数据处理得到目标数据。船舶领域受到很多不确定性因素的影响,包括人、船、环境、管理等,众多因素给确定船舶领域与其因素之间的关系带来了困难。而已查文献中没有对不同因素对船舶领域影响的重要性进行分析的研究。为了对影响船舶领域的因素的重要性进行评价并进行因素约简,降低对船舶领域模型研究的复杂度,选择主成分回归算法和基于粗糙集的相关算法对其进行分析,对两种方法得到的结果进行比较,确定了影响船舶领域的因素的重要性。为了对船舶领域与其影响因素之间的关系进行定性和定量分析,首先对船舶领域随不同影响因素的变化进行了统计分析和引用小波分析算法进行分析,得到船舶领域随其因素变化的规律。再将小波分解算法与神经网络模型相结合对他们之间的关系进行建模,确定船舶领域与其影响因素之间的关系模型。为建立同时适用于受限水域和开阔水域的领域模型,以船舶操纵性为基础,当让路船完成避让任务,直航船不采取避碰措施时,分析计算让路船需与直航船之间保持的安全领域,适用于船舶避碰及船舶自动化。模型考虑了船舶操纵性因素、船舶航迹波动、船行波和船舶避碰过程中的进距。最后将AIS数据应用于领域大小的确定与验证,并对领域的动态变化情况进行了讨论。为了建立同时考虑本船和他船因素的动态模糊船舶领域模型,在已有考虑的因素的基础上增加他船因素。动态领域模型中因素的选择和动态关系的确定利用前文的方法,然后利用心理学函数对领域进行了模糊化,从而得到了考虑本船与他船因素的动态模糊船舶领域模型。利用AIS数据对模型进行验证,并对只考虑本船因素建立模型和考虑本船与他船因素建立模型的合理性与精确性进行了讨论。结果表明新模型具有因素选择合理,领域随其因素动态变化,可应用于碰撞危险度的判定,考虑了本船与他船因素的特点。以AIS数据为基础,从船舶避碰的角度,先对影响船舶领域的因素进行分析、筛选然后确定船舶领域模型的研究思路建立了考虑本船与他船因素的新动态模糊船舶领域模型。
[Abstract]:According to the definition of ship domain, the target data can be obtained by means of the automatic ship identification system (AIS) data processing in Bohai Sea and Huang Hai's northern waters. The ship field is affected by many uncertain factors, including human, ship, environment, management and so on. Many factors make it difficult to determine the relationship between ship field and its factors. There is no analysis of the importance of different factors to the ship field in the literature. In order to evaluate the importance of the factors affecting the ship domain and reduce the complexity of the ship domain model, the principal component regression algorithm and the rough set based correlation algorithm are selected to analyze it. By comparing the results obtained from the two methods, the importance of the factors affecting the ship field is determined. In order to qualitatively and quantitatively analyze the relationship between ship domain and its influencing factors, firstly, the variation of ship domain with different factors is analyzed statistically and wavelet analysis algorithm is used to analyze the relationship between ship domain and its influencing factors. The law of ship field changing with its factors is obtained. Then the wavelet decomposition algorithm and the neural network model are combined to model the relationship between them and determine the relationship between the ship domain and its influencing factors. In order to establish a domain model suitable for both restricted and open waters, based on ship maneuverability, when the freeway vessel completes the task of avoiding collision and the direct vessel does not take collision avoidance measures, The analysis and calculation of the safety field between the freeway ship and the direct ship are suitable for ship collision avoidance and ship automation. The model takes into account ship maneuverability, ship track fluctuation, ship traveling wave and advance distance during ship collision avoidance. Finally, the AIS data is applied to the determination and verification of domain size, and the dynamic changes of the domain are discussed. In order to establish a dynamic fuzzy ship domain model which considers the factors of both this ship and other ships, the other ship factors are added on the basis of the factors that have been considered. The choice of the factors in the dynamic domain model and the determination of the dynamic relationship are based on the previous method, and then the domain is blurred by using the psychological function, and then the dynamic fuzzy ship domain model considering the factors of the ship and the other ship is obtained. The model is verified by using AIS data, and the rationality and accuracy of establishing the model considering only the factors of the ship and the factors of the ship and the other ship are discussed. The results show that the new model has a reasonable choice of factors, and the field can be applied to the determination of collision risk with the dynamic change of the factors, and the characteristics of the factors of the ship and other ships are taken into account. Based on AIS data and from the angle of ship collision avoidance, the factors affecting ship domain are analyzed, and then the research ideas of ship domain model are selected. A new dynamic fuzzy ship domain model considering the factors of this ship and other ship is established.
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U675.96;U664.82

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本文编号：1858257