基于AIS的船舶协商避碰辅助决策系统的技术研究

AIS为协商区域内各船间信息沟通提供了技术保障,在假设各船装备AIS系统的基础上,本文提出了基于AIS的避碰智能决策系统中船舶间协商避碰模块研究的技术方案.方案有助于在协商区域内的各船达成共识,减小不确定因素,避免船舶间不协调行动,以确保航行安全.     

舰船自动智能避碰数学模型及其仿真研究

为了提高舰船航行的安全和效率,达到最佳操船效果,需要建立舰船自动智能避碰数字模型。当前模型在分析舰船避碰风险度的基础上,通过人工智能、进化计算和软计算等方法实现舰船自动智能避碰,存在避碰识别准确率较低的问题。本文提出一种新的舰船自动智能避碰数学模型,首先对舰船会遇态势进行判断;然后建立预测舰船碰撞风险判断模型,预测本舰船实施自动智能避碰方案后的复航时机是否已到,以及本舰船立即复航是否能够让清目标舰船或其他所有目标舰船;最后依据舰船碰撞风险判断结果,以当前舰船潜在碰撞风险为例,建立舰船自动智能避碰数学模型。仿真结果证明,所提模型能够实现舰船自动智能避碰。     

舰船自动智能避碰数学模型及其仿真研究

为了提高舰船航行的安全和效率,达到最佳操船效果,需要建立舰船自动智能避碰数字模型.当前模型在分析舰船避碰风险度的基础上,通过人工智能、进化计算和软计算等方法实现舰船自动智能避碰,存在避碰识别准确率较低的问题.本文提出一种新的舰船自动智能避碰数学模型,首先对舰船会遇态势进行判断;然后建立预测舰船碰撞风险判断模型,预测本舰船实施自动智能避碰方案后的复航时机是否已到,以及本舰船立即复航是否能够让清目标舰船或其他所有目标舰船;最后依据舰船碰撞风险判断结果,以当前舰船潜在碰撞风险为例,建立舰船自动智能避碰数学模型.仿真结果证明,所提模型能够实现舰船自动智能避碰.     

AIS数据对两船会遇中自动避碰决策的影响初探

通过分析AIS技术所提供的他船数据的性能和作用，提出了解决长期困扰自动避碰决策技术发展的两个问题（即他船信息来源的可靠性问题和船舶间航行、避碰意图互相通报的问题）的办法。还提出了将AIS作为自动避碰决策系统的他船数据信息来源的设想，并分析了这种设想的可行性。介绍了在AIS数据的支持下，上述困扰自动避碰决策技术研究多年的两个问题得到解决的情况；分析了AIS数据中的新信息，例如他船状态信息（操限船、失控船、限于吃水船等）和他船避碰意图发现的新方法（实时监控他船动向）等AIS优于ARPA的数据功能对于自动避碰决策的作用，并研究了其应用方法。     

三维显示在船舶避碰智能决策中的应用研究

船舶避碰智能决策技术作为解决航海安全的有效方法,受到越来越多的关注。本文对船舶避碰智能决策系统进行研究,首先介绍智能避碰模型,然后给出避碰时机选择方法和分布式避碰决策方法,最后为船舶避碰智能决策系统增加了三维显示功能,着重介绍三维显示在避碰系统中的应用。     

AIS在海警舰艇避碰实践中的应用

舰载AIS是保障海警舰艇航行安全和高效执勤执法的重要支撑。结合目前舰艇及其装备实际,首先对海警舰艇AIS配备应用的现状进行了分析,并梳理其特点;然后,从舰艇避碰决策过程的角度,分别从避碰信息获取、会遇态势判断、避碰决策、行动有效性,以及协商避碰等方面对舰载AIS的应用进行了深入研究。最后,分析探讨了AIS在实际避碰应用中的局限性,以期为海警舰艇航行安全和执勤保障提供一定的参考和依据。     

能见度不良时舰船避碰辅助决策方法

能见度不良是造成舰船碰撞事故发生的主要原因,为防止舰船碰撞,从转向与减速2个角度提出能见度不良时舰船避碰辅助决策方法。在能见度不良条件下,将目标舰船同其他舰船间的转向避碰问题定义为多目标函数优化问题,以同其他会遇舰船间的碰撞危险度充分下降、最大限度降低转向角度、目标舰船转向航行最少时间内恢复初始航向与航速为目标函数。能见度不良造成可视距离较小,在单独采用转向避碰决策无法有效实现避碰目的的情况下,需结合舰船变速避碰,以碰撞危险度与变速能量损失最小为目标函数,通过求解各目标函数,获取舰船转向幅度与降速决策信息。实验结果显示,当能见度不良时,舰船在不同会遇条件下均能够有效实现避碰目的。     

AIS环境下船舶智能化通行决策优化算法

AIS船舶自动识别系统作为一种船舶导航、通行的关键设备,近年来已经成为船舶的标准配置。本文研究AIS环境下的舰船智能化通行决策优化算法,主要解决船舶会遇过程的避碰决策问题。结合神经网络算法和AIS系统信息,实现船舶会遇过程的最优通行决策,并结合Matlab进行决策仿真。仿真结果表明,使用该算法可以有效降低船舶事故发生概率。     

改进蚁群算法的舰船避碰辅助决策系统可靠性研究

传统舰船避碰辅助决策系统所采用的蚁群算法在对船舶路径碰撞信息素计算过程中,存在收敛速度慢、碰撞信息素浓度低的问题,导致输出结果的可靠性较低,因此提出改进蚁群算法的舰船避碰辅助决策系统可靠性设计方法。通过对船舶避碰路径模型的构建与分析,结合传统蚁群算法在避碰决策计算上的缺失数据,对蚁群算法进行改进,并将改进的蚁群算法引入到避碰辅助决策系统进行仿真计算,通过对决策数据的分析得到舰船避碰辅助决策可靠性数据。通过设计仿真实验对得到的可靠性数据进行验证,证明了本文方法所得数据的可靠性。     

模糊数据库技术在航海避碰决策支持系统中的应用

将航海避碰案例规范化 ,并根据案例中部分信息的不精确性 ,在数据库系统的数据表示和查询中引入模糊技术 ,从而形成了一个模糊关系型的避碰案例数据库系统 ,并将其嵌入到航海避碰决策支持系统当中 ,为安全航行提供了更丰富的决策信息。     

舰船避碰系统研究综述

船舶避碰一直是一个颇受关注和亟需解决的问题.船舶避碰领域的研究始于20世纪50、60年代.船舶避碰系统是一个由人、船舶、环境组成的涉及到船舶操纵性能、助航仪器、交通环境、有关国际规则规定,以及会遇双方船舶驾驶员心理、生理和行为特性等个人因素影响的复杂系统.本文概述了船舶避碰系统的组成及研究现状,重点讨论了舰船避碰智能专家系统的设计和目前面临的难点,最后介绍了几种典型舰船避碰系统,并展望了舰船避碰系统的未来发展趋势.     

基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法

舰船航行路径中存在许多障碍物,当前舰船避碰路径优化调度算法存在障碍物识别正确率低、规划路径长,不仅无法获得最优的舰船航行路径,而且不能保证舰船航行的安全,为了获得最优的舰船航行路径,设计了基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法。首先分析当前舰船避碰路径优化调度算法的工作原理,找到弊端,然后引入大数据分析方法建立舰船避碰路径优化的数学模型,实现障碍物识别,并采用人工智能技术——遗传算法找到最优的舰船避碰路径,最后进行舰船避碰路径优化调度算法性能的仿真测试,结果表明,本文方法可以更快找到最优的舰船避碰路径,舰船避碰路径更短,不仅减少了舰船航行的时间和成本,而且可以准确识别各种舰船障碍物,具有显著的优越性。     

船舶自动避碰仿真平台的构建与测试方法研究

船舶避碰智能决策的自动生成是实现船舶自动避碰的关键技术之一,如何利用船舶操纵模拟器技术来检验现阶段的研究成果是值得研究的课题。根据船舶避碰智能化方法的研究现状,简述船舶避碰智能自动化方法的基本思想;着重论述基于船舶操纵模拟器技术的“航行安全及自动避碰(NSACA)仿真测试平台”的构建及其实现船舶自动避碰仿真试验的方法;并列举一个典型的仿真试验示例加以分析。试验结果表明:该平台已实现了宽水域船舶避碰决策自动生成与避碰过程自动监控的测试,不失为一种行之有效的测试方法;与实船试验相比,这种测试方法具有灵活高效、安全性和经济性等优点。     

"AIS致碰"原因分析与履约建议

船载AIS能够帮助值班人员提高情景意识,作出避碰决策。然而,从近年来的事故调查中发现,AIS使用不当已成为导致许多海上碰撞事故的重要因素。在对“AIS致碰”原因进行深入分析的基础上,从修订《船载自动识别系统(AIS)操作使用指南》[IMO A.1106(29)号决议]、修订《1972年国际海上避碰规则》、加强履约管理等方面提出规范AIS使用、预防“AIS致碰”事故的履约建议。     

基于AIS的舰艇编队避碰技术研究

海军舰艇队在遂行日常巡逻和战时作战任务时,可能发生编队内舰艇相互碰撞的事故,分析了AIS技术体系结构、技术特点,论述了AIS技术在舰艇编队内部避碰时的可行性,提出了基于AIS技术的舰艇编队避碰方案和工作流程。     

AIS与VTS的完美结合

船舶自动识别系统(简称AIS)诞生于20世纪90年代.由于运用了先进的船舶导航技术、数字通信技术和网络信息技术,AIS系统能够为船舶避碰和船舶航行提供辅助决策,增强船舶识别和动态信息广播的功能.     

动态船舶领域模型在AIS环境下的避碰决策研究的应用

在现代海洋贸易中,各种大型的船舶需要航行在有限的航道上,随之而来的是海洋交通事故也变得更加频繁,这给船运行业带来了巨大的经济损失,为了有效降低事故的发生率,人们采用了各种先进的自动化系统,如AIS系统,结合智能避碰算法来模拟船舶的运行动态,通过提升船舶自身的航行预测能力,有效减少了事故的发生。本文首先建立了船舶的动态模型,通过AIS决策系统进行辅助定位,然后采用避碰算法,进一步降低了定位误差,在提高了船舶航行效率的基础上,改善了船舶的航行安全性能。最后通过仿真对船舶的综合避碰性能进行验证,并与拟合值进行了比对分析。     

基于ECDIS系统和AIS系统的船舶避碰辅助决策系统的研究

以电子海图显示与信息系统(Electronic chart display and information system,ECDIS)和自动识别系统(Automatic identification system,AIS)作为避碰辅助决策系统有效且可靠的静态与动态信息源.以<国际海上避碰规则>为依据,确定了安全会遇距离的数学模型,并以矩形搜索区域搜索检测水下危险碍航物与危险水深,从而构建了船舶避碰辅助决策系统的推理机制.该研究对海上船舶避碰辅助决策系统的完善有较实用的价值.     

多船会遇避碰决策研究—Ⅱ多船会遇避碰决策模型

在多船会遇局面划分、判断的基础上,根据避碰规则,提出了在智能或自动避碰系统中,以“避碰重点船”方法进行避碰决策及实现的方法。     

未知环境中无人驾驶船舶智能避碰决策方法

[目的]为了实现无人驾驶船舶在未知环境下的智能避障功能,[方法]首先,建立一种基于深度强化学习(DRL)技术的无人驾驶船舶智能避碰决策模型,分析无人驾驶船舶智能避碰决策面临的问题,提出智能避碰决策的设计准则。然后,在此基础上,建立基于Markov决策方法(MDP)的智能避碰决策模型,通过值函数求解决策模型中的最优策略,使无人驾驶船舶状态对行为映射中的回报最大,并专门设计由接近目标、偏离航线和安全性组成的激励函数。最后,分别在静态、动态障碍环境下进行仿真实验。[结果]结果表明,该智能决策方法可以有效避让障碍物,保障无人驾驶船舶在未知水域中的航行安全,[结论]所提方法可为无人驾驶船舶的自主航行提供理论参考。