基于PID算法的船舶航迹自动控制方法

由于当前船舶航行环境日益复杂易造成船舶航迹偏离等问题,一旦船舶偏离航行易造成严重的安全问题,因此对船舶航迹进行精准控制的要求也越来越困高。由于传统方法缺失自动校正航线等功能,对船舶航迹进行控制仍存在延时、误差等问题,不利于船舶进行准确航行。为了实现船舶航迹自动控制的功能,结合PID神经网络算法对船舶航迹控系统进行优化,基于模糊算法对船舶航行参数进行控制和调整,以便提高船舶沿航线进行准确航行,同时在船舶偏离航线时及时进行检测和校正保持船舶沿标准航迹航行。为检验该方法的有效性,进行了仿真实验,实验结果证明基于PID算法的传播航迹自动控制方法有利于准确保障航迹,自动对船舶航行数据进行分析和矫正,保持船舶控制系统的良好性能。对我国航海战舰控制航迹有一定的指导意义。     

基于人工智能技术的船舶航迹点生成算法

利用栅格法构建海洋环境数据模型作为船舶航迹点生成的模拟图.在此基础上将航行距离最短与航行障碍物最少作为目标构建船舶航迹点生成数学模型,使用自适应交叉概率与变异概率优化鱼群算法,使用优化后的鱼群算法确定船舶航迹点生成数学模型的最终解,获取最佳船舶航迹点.经过试验分析,该算法能够准确生成船舶航迹点,与同类算法相比具有明显优...     

海上多船行驶自动避碰系统设计

随着航运事业的发展,船舶数量不断增加。船舶的行驶环境复杂多变,易造成船舶航行偏移现象,在多船舶同时行驶的海域易出现船舶碰撞等问题,严重威胁着船舶航行的安全。为提高船舶航行安全,减少船舶碰撞事故的发生,对海上多船行驶自动避碰系统进行了创新和优化。利用PID控制方法对船舶行驶领域多目标航迹检测系统进行创新,以期达到更精准、快速的船舶避碰检测控制系统设计目标。通过该系统对船舶航迹航行状态进行检测控制,从而避免船舶在行驶过程中受外界环境影响出现的航迹偏离及信息延时导致的船舶碰撞等问题。为了保障船舶自动避碰系统的有效性,对船舶避碰检测和控制情况进行仿真实验。仿真结果表明:该系统可及时有效地对船舶会遇的可能性做出精准分析和有效判断,并及时控制船舶航迹及速度,以便科学合理的执行船舶避碰方案决策,从而有效避免船舶碰撞事故,保障船舶航行安全。     

基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析

随着我国船舶航运事业的兴起,对保持舰船航行的安全和稳定的要求越来越高。由于船舶航运事业面对的环境复杂多变,传统PID船舶稳定性能分析和控制方法难以对大型风浪引起的船舶摇晃运动系数进行有效分析,无法快速准确的对船舶随机横摇运动外扰力进行计算,不利于船舶航行安全。因此结合混合粒子群算法对船舶稳定性进行研究。首先对船舶航行过程中外扰动因素影响程度进行分析和计算,并设计了船舶稳定性检测和控制系统,从而达到提高船舶航行稳定性的设计目标。为验证该方法的有效性,对比传统PID船舶稳定性检测控制方法进行了仿真实验。实验结果表明,基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析方法能够更好地对船舶航行安全、稳定性能和航行状态进行精准判断,保障船舶在复杂海洋环境中的稳定航行。     

多船并行航行轨迹精准控制算法研究

传航行轨迹精准控制算法在多船并行情况下,由于计算中没有区分航线航向,造成航行精准度较低,为此提出多船并行航行轨迹精准控制算法。构建船舶轨迹精准控制模型,根据船舶航行目的生成船舶运行轨迹,以实际航行轨迹为基础计算船舶定位航线,分别计算船舶直线航行控制轨迹以及曲线航行控制轨迹,完成多船并行航行轨迹精准控制算法设计。设计仿真实验,通过模拟使用环境,将提出算法与传统算法进行比较,实验结果表明提出方法计算的航行精准度更高,证明研究方法具备有效性。     

船舶通信终端远程导航监控技术

随着船舶运输行业的飞速发展,船舶航行安全面临着日益严峻的挑战,因此对船舶通信远程导航监控技术的要求也逐渐增高。但由于当前船舶导航定位雷达存在较多局限性,难以满足精准定位、准确导航的系统设计要求。因此结合软件技术和航空雷达技术对船舶导航监控系统进行优化和设计,以便解决当前船舶通信终端远程导航监控系统中存在的盲区问题。基于以上背景,结合GIS技术对船舶通信终端远程导航监控覆盖系统进行设计,以便对船舶位移雷达配置信息进行提取和配置,从而达到精准及时的显示船舶航行监控信息,保障船舶在航线上准确航行的设计目标。为检测该方法的实用性针对系统动态的管理雷达导航监控功能进行仿真实验,实验结构证实该系统可有效达到对船舶航行通信远程导航监控进行精准动态模拟的效果,可为船舶航行航线数据进行稳定的监控,对航行数据误差进行精准分析。由此证实船舶通信终端远程导航监控系统对航运事业远程自动导航监控系统有着重要的指导意义。     

利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究

由于船舶航行受海上环境的影响而产生航迹误差,为了准确控制船舶航行轨迹,提出利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究。根据AIS数据挖掘算法,提取船舶航行轨迹点数据特征,利用船舶航行轨迹点数据库中航行线路设置信息与目标对象运动信息之间的相似性,挖掘出船舶航迹动力定位数据,将AIS数据挖掘算法映射到船舶海上航行领域中,提取出AIS船舶位置采集点,通过设定阈值得到船舶航行转向点,将所有转向点连接成线,初步生成船舶航行轨迹点,利用船舶轨迹点生成流程,实现船舶航行轨迹点的生成。实验结果表明,基于AIS数据挖掘的船舶轨迹点生成方法在精度和时间上,都可以准确控制船舶航行轨迹。     

船舶动态多速度点的数值模拟研究

为了保障船舶安全,要求船舶沿航行线路稳定航行,当前船舶航运事业不断发展,船舶航行速度受环境、天气、洋流等多种不确定因素的影响,因此当前对船舶动态速度的研究仍存在较多困难,难以对其进行准确计算,易导致船舶航行晚点甚至超速碰撞等问题。基于上述原因提出结合水面微幅运动动力分析的方法对船舶动态多速度点数值进行模拟研究,对船舶的航行速度和水流速度进行综合分析和数值模拟,对湍流模型进行设计和计算,并将结果与实际检测数据进行比较,以便对该算法的准确性进行检验。最后通过仿真实验结果证实,该算法对船舶动态多速度点的数值模拟研究效果较好,计算与船舶的实际航行速度检测结果基本吻合。由此证实通过利用水面微幅运动动力分析法对复杂船型流动速度问题进行研究,可有效对航线阻力、伴流等问题,以便对船舶动态多速度点数值进行准确计算,并及时给出与船舶运行实际情况相一致的结果,以保障船舶安全航行。该方法为船舶航行速度优化计算方法提供重要的参考依据。     

数据挖掘技术在船舶航迹拟合中的应用

近年来,针对船舶航迹拟合的研究日益增加。但原有船舶航迹拟合方法在使用中,常出现拟合结果与实际航迹相差较大的问题。因而采用数据挖掘技术展开优化,设计基于数据挖掘技术的船舶航迹拟合方法。在船舶中引用AIS系统,获取船舶行驶数据。采用数据挖掘技术中的模式挖掘算法对采集到的数据进行预处理。使用上述处理后的数据,构建船舶航迹拟合模型。至此,基于数据挖掘技术的船舶航迹拟合方法设计完成。构建实例测试分析环节,将此方法拟合结果与原有方法拟合结果和实际航迹进行对比,获取航迹相似度。通过对比可知,此方法相似度高于原有方法。由此可知,基于数据挖掘技术的船舶航迹拟合方法拟合效果更佳。     

航行控制算法的智能评估架构设计

控制算法测试验证评估是确保智能船舶航行性能可靠性和安全性的关键。本文梳理了国内外智能评估技术的发展现状,以Transas船舶航行模拟器为船舶智能航行虚拟测试平台,进行航行控制算法测试评估。根据船舶直线段和弯曲段航行特征建立评估指标,提出航行控制算法智能评估系统的设计思路、框架结构和构建流程,初步建立虚拟仿真测试下的船舶航行控制算法智能评估体系,指出该智能评估系统所涉及的关键技术。基于以上研究,对船舶航行控制算法虚拟测试评估技术和未来改进方向进行总结。     

船舶监控视频数据的压缩与传输方法研究

为保障船舶航行信息准确直观的进行传输,对船舶监控视频图像的压缩与传输准确性要求进一步提高,由于传统船舶监控视频数据压缩和传输解压程序复杂、图像画质模糊,难以达到准确传输船舶数据画面的获取要求。基于上述背景,结合离散小波变换算法对船舶监控数据压缩与传输方法进行研究和优化,以提高数据传输的安全性和可靠性,达到精准快速的传输和恢复图像质量的设计目标。为检验该方法的有效性进行仿真实验,实验结果证实,结合小波算法的监控视频数据压缩与传输方法可有效提高图像数据处理过程中的抗干扰能力,有效获取图像特征,快速进行图像传输,达到了精准高效的设计目标,有利于保障船舶的航行安全。     

航迹点搁浅风险数据关联规则挖掘方法研究

随着海上航线的不断增多与海洋水文环境的不断变化,许多航迹点已存在搁浅风险不适合船舶航行。因此需要通过数据挖掘的方法对风险航迹点进行运算分析,但是传统的数据挖掘方法无法对无关联的航迹点进行风险的数据关联,由此导致数据挖掘数据结果的准确率下降,数据挖掘面有效数据计算量降低。对此提出航迹点搁浅风险数据关联规则挖掘方法研究。通过对航迹点风险数据的假设建模与风险数据的模糊计算,得到风险数据的关联规则,再通过对风险数据关联规则的分类挖掘计算与加权挖掘数据分析,最终得到准确的航迹点搁浅风险数据关联规则的数据结果。最后,通过引入海上实例数据对提出的方法进行仿真测试,证明设计的可行性。     

航迹自动舵算法的研究

本文讨论了利用自动舵来实现船舶航迹保持航行问题,针对两种不同类型的航行,提出了两种航迹保持控制算法,这些控制算法的数字仿真结果表明满足航行要求。引言目前,船舶广泛采用的PID操舵装置或自适应操舵装置     

船舶导航一体化网络路由算法的设计与实现

为保证船舶航行安全,提高航行效率,提出一种船舶导航一体化网络布线算法的设计方法,通过对船舶导航一体化网络布线设备结构的优化,有效地提高了航迹数据采集和处理的精度,并对航迹障碍干扰进行数值计算,根据航迹障碍距离和航迹障碍参数确定最佳航迹选择,有效地解决了航迹选择不佳导致船舶在航迹上布线费时的问题。经实现验证,该算法与传统方法相比,有较大的实用价值,在实际应用过程中,大大提高了船舶航行安全性和航行效率,从而证明了所提出的船舶导航一体化网络路由算法具有较好的性能,完全可以满足研究的需要。     

基于多维关键数据挖掘的船舶航行路径控制算法

船舶航行路径受到航向、速度、发动机性能参数等关键数据的影响,对路径稳定性控制较为困难,为了提高船舶航行路径控制的稳定性,提出一种多维关键数据挖掘的船舶航行路径控制算法。构建船舶航行的运动学模型,采用轴加速度计、磁力计和三轴陀螺仪等测量设备进行船舶航行路径的多维参量采集,对采集的原始参量数据进行自适应融合处理,进行船舶航行路径控制参量的量化跟踪估计,采用多维关键数据挖掘方法获得船舶航行的最优的姿态角和最优路径解析参量,实现船舶航行路径优化控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶航行路径控制的稳定性和鲁棒性较好,对关键数据的估计精度较高,提高了船舶整体控制的稳健性。     

紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学建模

为避免船舶碰撞等事故的再度发生,对船舶在紧迫危险情况下对多目标距离进行精准检测、避让技术的研发成为了各国对航运事业长久发展的重点研究内容。由于传统的船舶避让系统对近距离多目标船舶预测的精准度仍存在不足,因此对现有的紧迫危险下船舶避撞系统进行了深入的研究,结合现有的纵向加速度算法设计了船舶避撞距离预测模型。根据系统功能模块要求对船舶避撞系统进行优化,以便准确控制船舶速度和安全性的的总体方案,达到降低船舶碰撞事故发生几率的目标,以便避免人员生命财产损失等问题。为验证该方法的有效性和精准度进行了仿真实验,实验结果证明紧迫危险下船舶避撞过程多目标距离预测数学模型可及时有效的对船舶航行过程中的多目标船舶进行精确避让,由此证实该方法具有重要的参考意义。     

人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法

为加强船行主机对于行进轨迹的精准控制能力,实现对船舶航向的有效性规划,提出基于人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法。联合TLC设计思想,计算伪逆系数的具体数值结果,完成基于人工智能技术的船舶航迹节点安排。在此基础上,研究微分代数谱理论,通过航向控制器的促进作用的,求解非线性控制参量条件,完成人工智能技术船舶航行轨迹控制算法的设计。对比实验结果表明,与线性化控制手段相比,新型轨迹控制算法的TDR系数值能够达到87%,能够在有效规划船舶航行方向的同时,实现船行主机对于行进轨迹精准控制能力的提升。     

无人驾驶技术的水面船舶曲线航迹跟踪方法

传统水面船舶航迹跟踪方法仅能对线性航迹进行跟踪,针对与双体船结构特征相似的无人驾驶船舶航迹,在其无线航迹跟踪应用中表现出航迹跟踪坐标位置与实际坐标位置误差较大的问题,导致跟踪目标经常丢失。为此,结合双体船航迹跟踪特点,提出无人驾驶技术的水面船舶曲线航迹跟踪方法。首先对水面船舶航行条件建立模型,根据条件模型对船舶曲线轨航迹进行数据模型计算。最后,结合条件模型与曲线航迹模型,对跟踪算法进行差值优化计算,从而提升曲线航迹的跟踪精准度。通过仿真数据的模拟测试,采用提出方法的船舶,能够将曲线航迹跟踪精准度控制在98.6%以上,有效解决传统跟踪方法误差大的问题。     

船舶自动舵算法测试仿真系统

为克服船舶自动舵实船测试中存在的风险大、调试周期长和费用高的缺点,并且方便科研人员对自动舵控制算法进行研究;以国际标准电子海图为显示平台,采用三自由度的Manoeuvring Mathematical Model Group(MMG)船舶数学模型,设计实现能提供与海上实际情况相近的船舶自动舵算法测试仿真系统,并详细说明该系统的构架、功能、控制接口和界面设计。以自抗扰航迹自动舵控制算法为例,在该系统上进行仿真测试,结果表明:该系统对测试自动舵算法的有效性有很大帮助,对自动舵算法的研究很有意义。     

基于反推策略的船舶直线航迹控制算法研究

为实现船舶直线航行的轨迹控制,基于船舶航行基本原理,建立了船舶航行运动的非线性模型。针对模型强非线性的特点,依据输入-状态反馈线性化原理,将非线性模型转化为具有下三角结构的线性模型,并基于反推技术和状态反馈,设计了船舶直线航行控制器。根据Lyapunov方法证明了闭环航迹系统是可镇定的。仿真结果验证了所提控制算法的正确性和有效性。