基于深度强化学习的智能船舶航迹跟踪控制

[目的]智能船舶的航迹跟踪控制问题往往面临着控制环境复杂、控制器稳定性不高以及大量的算法计算等问题。为实现对航迹跟踪的精准控制,提出一种引入深度强化学习技术的航向控制器。[方法]首先,结合视线(LOS)算法制导,以船舶的操纵特性和控制要求为基础,将航迹跟踪问题建模成马尔可夫决策过程,设计其状态空间、动作空间、奖励函数;然后,使用深度确定性策略梯度(DDPG)算法作为控制器的实现,采用离线学习方法对控制器进行训练;最后,将训练完成的控制器与BP-PID控制器进行对比研究,分析控制效果。[结果]仿真结果表明,设计的深度强化学习控制器可以从训练学习过程中快速收敛达到控制要求,训练后的网络与BP-PID控制器相比跟踪迅速,具有偏航误差小、舵角变化频率小等优点。[结论]研究成果可为智能船舶航迹跟踪控制提供参考。     

Key technologies of ship remote control system in inland waterways under ship-shore cooperation conditions北大核心CSCD

［Objective ］ To meet the requirements of remotely controlling ship in curved, narrow and crowded inland waterways, this paper proposes an approach that consists of CNN-based algorithms and knowledge based models under ship-shore cooperation conditions. ［Method］On the basis of analyzing the characteristics of ship-shore cooperation, the proposed approach realizes autonomous perception of the environment with visual simulation at the core and navigation decision-making control based on deep reinforcement learning, and finally constructs an artificial intelligence system composed of image deep learning processing, navigation situation cognition, route steady-state control and other functions. Remote control and short-time autonomous navigation of operating ships are realized under inland waterway conditions, and remote control of container ships and ferries is carried out. ［Results］The proposed approach is capable of replacing manual work by remote orders or independent decision-making, as well as realizing independent obstacle avoidance, with a consistent deviation of less than 20 meters. ［Conclusions］The developed prototype system carries out the remote control operation demonstration of the above ship types in such waterways as the Changhu Canal Shenzhou line and the Yangtze River, proving that a complete set of algorithms with a CNN and reinforcement learning at the core can independently extract key navigation information, construct obstacle avoidance and control awareness, and lay the foundation for inland river intelligent navigation systems. © 2022 Journal of Clinical Hepatology. All rights reserved.     

近期国内外高速船市场分析

分析总结前４年世界高速船市场的情况，对后６年的情况作预测，并且从船型，适航性，航速造、造价诸方面结合当前中国国情提出了看法，明确指出我国高速船设计生产企业应走产研相结合的道路，共同发展高速船产业和水上高速客运。     

船舶智能纵倾控制系统

大型货船航行时存在一个最佳纵倾角度,在这个最佳纵倾角度航行时船舶阻力最小且节能效果最好。由于装箱和货物的任意性导致很难每次都调节到这个角度,研究设计一套智能控制系统,采用比例-积分-微分(Proportion Integral Derivative,PID)控制算法调节前后舱压载水进行船舶纵倾角的智能控制,当船舶偏离了最佳纵倾角之后,系统将计算偏离误差自修正进行注水控制直至调节船体至最佳纵倾角为止。研制一套能够反映该控制方法的试验演示系统。     

钢-铝结构过渡接头的性能特点及焊接工艺

从钢-铝合金结构过渡接头的性能特点出发,在结构、焊接参数、耐腐蚀性能等方面对高速船舶使用钢-铝结构过渡接头时出现的问题进行分析,在此基础上提出钢-铝结构过渡接头的具体焊接工艺要求.     

自控水翼阻流助升超高速双体船设计研究

论文以一艘新型30m级自控水翼阻流助升超高速双体船的设计为实例,集中讨论其技术特点以及对该船型所进行实船设计的情况,通过对一些主要型船参数进行的综合比较,显示出该船型优越的水动力性能.该船型可广泛应用于沿海海域.     

船舶首门建造与焊接工艺

从船体首部的结构特点以及首门的功能特点出发,并结合船厂的生产实际,提出了首门建造的工艺方案.并介绍了针对首门制造过程中的难点所采取的焊接工艺措施.     

中部船舶工业发展战略分析

通过对我国船舶工业发展现状，船舶制造企业的构成格局的分析，提出中部船舶制造业发展的战略思想和发展新战略。     

中小型船舶制造企业人才战略分析

以当前国内中小型船舶制造企业所面临的人力资源难题为切入点,从中小型船舶制造企业的特点、企业人才现状与策略等方面出发,通过对武汉南华高速船舶工程股份有限公司人才战略的实例分析,探索适用于我国中小型船舶制造企业的人力资源规划、招聘、考核、培训、激励等一系列人才策略.     

集装箱船在波浪下的结构动态崩溃数值仿真研究

船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃.文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体的波浪载荷,采用非线性有限元计法计算结构的崩溃响应,实现波浪载荷由水动力模型至有限元模型的映射,以典型...