基于模糊理论的船舶复合碰撞危险度计算

基于船舶领域和动界的概念,在船舶碰撞几何原理的基础上,利用模糊规则和模糊综合评价方法,本文提出一种船舶复合碰撞危险度的计算方法。确定最近会遇距离(DCPA)、最近会遇时间(TCPA)、两船距离、相对方位、船速比5个主要因素的隶属度函数,并考虑航行区域状况、能见度情况和船舶的操纵性能等对船舶碰撞危险度的隶属度函数修正。用原始数据对3种不同会遇态势进行仿真和对3种不同碰撞危险度计算结果分析比较,结果表明该方法的有效性。     

基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度模型

为了解决多船避碰决策过程中避让行动优先级问题,提出一种基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度确定模型。选取最近会遇距离、最近会遇时间、船间距离、相对方位、船速比5个因素建立碰撞危险度影响因素集,并确定各因素评价集、评价指标以及各参数的隶属度函数,经模糊综合评价得到船舶碰撞危险度计算模型。设置两船交叉会遇以及多船交叉会遇2种会遇局面进行仿真实验,实验结果验证了该模型的有效性。     

基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度模型

为了解决多船避碰决策过程中避让行动优先级问题,提出一种基于模糊集合理论的船舶碰撞危险度确定模型。选取最近会遇距离、最近会遇时间、船间距离、相对方位、船速比5个因素建立碰撞危险度影响因素集,并确定各因素评价集、评价指标以及各参数的隶属度函数,经模糊综合评价得到船舶碰撞危险度计算模型。设置两船交叉会遇以及多船交叉会遇2种会遇局面进行仿真实验,实验结果验证了该模型的有效性。     

基于克隆选择优化的多船转向避碰决策

基于船舶碰撞危险度计算模型,在多船会遇态势下,利用克隆选择优化算法,本文提出一种最优转向避碰幅度计算方法。确定了最近会遇距离(DCPA)、最近会遇时间(TCPA)、两船距离、相对方位、船速比5个主要因素的隶属度函数,并考虑航行区域状况、能见度情况和船舶的操纵性能等对船舶碰撞危险度的隶属度函数修正。基于船舶碰撞危险度和航程损失的多目标函数优化,通过分克隆选择优化算法,在《国际海上避碰规则》约束的可行域空间内,获取全局范围内的最优解。仿真结果表明克隆选择优化算法对于处理多船会遇态势下的让路船转向避碰决策的有效性。     

通航分道中船舶碰撞危险度的模糊综合评判模型

针对分道通航制区域中船舶行驶的特点,利用模糊综合评判方法,考虑分析了目标船相对本船的位置(距离d、方位φ)、最近会遇距离(DCPA)和最接近点时间(TCPA)四个因素对碰撞危险度的影响,给出了适合分道通航情况下各个因素的危险度隶属函数,并运用层次分析法对考虑因素的权重进行了分配,建立了分道通航下的碰撞危险度模型。     

免疫粒子群算法在船舶避碰上的应用研究

在船舶避碰决策过程中,转向避让是采用频率最高的一种避让方法.为了获得更加有效和合理的转向幅度,以来船与本船构成的方位、距离、船速比、最近会遇距离和最近会遇时间为主要参数,并综合考虑其他因素来确定船舶间的碰撞危险度,通过改进的免疫粒子群算法,建立相应的适应度函数模型,进而求出最优转向幅度.仿真结果表明,改进的免疫粒子群算法对于处理多船会遇情况下的本船最优转向幅度,结果准确可行.     

复杂水域船舶智能避碰专家系统设计

针对复杂水域船舶碰撞风险较高的问题,选取航速、航向、距离、能见度、风、浪、流等碰撞影响因素,设计碰撞危险度的计算方法,提出环境危险度的概念及计算方法;根据二者计算结果,构建神经网络样本,利用神经网络模型进行训练;基于Matlab设计复杂水域智能避碰专家系统。在对遇、追越、交叉相遇3种会遇局势下进行仿真验证,实验表明,该系统可以直接求解出碰撞危险度和环境危险度,将目标船和环境因素造成的碰撞危险区别对待,根据实际情况给出航行提示和建议。     

基于拟态物理学优化算法的船舶变速避碰决策

为能在狭窄水域多船会遇情况下快速给出安全有效的避碰决策,提出一种基于拟态物理学优化算法(Artificial Physics Optimization, APO)的船舶变速避碰决策方法。该方法利用APO算法的快速寻优能力,根据《国际海上避碰规则》对变速行动幅度的要求,限定算法中可行解的空间,考虑变速冲程和冲时对会遇的影响,提高最近会遇距离值的计算精度,建立基于碰撞危险度和变速能量损失的目标函数,迭代进化获得全局范围内最优的速度值,即船舶的决策速度。狭窄水域多船会遇案例的仿真结果表明:决策速度下船舶能够安全有效地避让各目标船舶,该决策方法可行且有效,能够为船舶驾驶人员提供避碰决策支持。     

基于情景反演的船舶追越碰撞风险推理方法

为揭示船舶在追越过程中碰撞危险演化特征,提出一种基于情景反演的碰撞风险推理方法。基于追越事故案例中记录的船舶碰撞过程的动态信息,反演船舶追越过程中碰撞危险信息;引入负指数函数,结合船舶属性,通过最近会遇距离(Distance of Closest Point of Approach,d_CPA)与两船到达最近会遇距离的时间(Time to Closest Point of Approach,t_CPA)无因次化,确立船舶会遇的碰撞危险度(Collision Risk Index,I_CR),运用灰云推理模型,提出时间维度下追越两船的碰撞风险推理(Potential Collision Risk,P_CR);结合多起案例反演数据,得出船舶追越过程中P_CR特征。结果表明：船舶追越依次经过碰撞危险、紧迫局面和紧迫危险等3个阶段,在时间节点上有一定稳定性特征,对应的P_CR均值分别为0.349 1、0.557 5和0.777 1;船舶左舷追越的P_CR值...     

基于粒子群-遗传优化算法的船舶避碰决策

为能在开阔水域中提升船舶驾驶员在多船会遇场景下的避碰决策能力,按照国际海上避碰规则(Convention on the International Regulations for Prerenting Collisions at Sea,COLREGs)的要求,综合考虑船舶航行的安全性与经济性,提出一种基于粒子群-遗传(Partide Swam Optimization-Genetic Algorithm,PSO-GA)的混合优化避碰决策算法。基于最近会遇距离(Distance of Close Point of Approaching,dCPA)和最近会遇时间(Time to Close Point of Approaching,tCPA)确定船舶碰撞危险度(Collision Risk Index,ICR)的计算方法,基于转向幅度与航行时间建立避碰决策目标函数。基于PSO-GA算法具有提高收敛精度和加速全局寻优的特点,当ICR≥0.5时,启动PSO-GA算法,获得让路船舶在全局范围内的最佳转向幅度和在新航向上的航行时间。仿真结果表明:与单独使用PSO或GA算法相比,PSO-GA算法能够以较少的迭代次数找到安全经济避碰航线。提出的避碰决策算法能够为船舶驾驶人员在避碰决策中提供参考,有助于提升船舶航行的安全性和降低船舶碰撞事故发生的风险。     

基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

基于改进的神经网络的船舶碰撞危险度的模型

针对船舶碰撞危险度具有模糊性、不确定性等特点,依据模糊理论方法建立的船舶碰撞危险度的数学模型,直接采用来船航速、来船航向、来船对本船的相对舷角和来船对本船距离作为神经网络的输入,采用Levenberg-Mrquardt优化算法这种改进的BP神经网络进行训练和仿真,并与标准BP算法和动量BP算法进行比较,发现经过改进的网络求得碰撞危险度比标准BP算法和动量BP算法具有更好的效果,网络能够更有效收敛,大大提高了网络的收敛速度和泛化能力。     

船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价研究

在分析狭水道船舶碰撞事件的发生和避碰行为的基础上，应用模糊集理论，提出了船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价模型。该模型可为大型船舶操纵模拟器提供狭水道航行的碰撞危险性自动和实时评价。     

船舶机舱火灾风险评估

为了对船舶机舱进行火灾风险评估,针对船舶机舱的特点建立了一套完整的综合评价指标体系。采用层次分析法对各个指标进行权重分析,并建立基于模糊识别模式的机舱火灾风险评价模型,把权广义距离之和最小的模糊识别模型用于综合评判中。以一条浮油回收船为例对该船的机舱进行火灾风险评估,结果表明,模糊综合风险评价方法是可行有效的,为船舶火灾风险评估打下了基础。     

基于模糊评判的船舶能耗评估

分析国内外船舶能耗评估的发展现状,采用模糊评判的数学建模方法对船舶能耗进行评估.通过专家调查法对初步建立的一级模糊评判中六大指标体系采用权重分析法确定其权重向量,同时采用同种方法确定二级指标的权重向量.再通过模糊评判对某船型进行能耗评估.通过分析得出,模糊评判适用于船舶能耗的综合评价,并对今后进行船舶能耗评判具有指导意义.     

基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法

[目的]为实现沿海无人驾驶船舶自主航行,充分考虑无人驾驶船舶智能避碰决策的合理性和实时性后,提出并建立一种基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法.[方法]首先,以本体论为基础,设计无人驾驶船舶航行态势本体概念模型,并结合《国际海上避碰规则》及良好的船艺将船舶航行态势量化划分为12种会遇场景;然后,从驾驶实践的角度改进影响...     

基于变权模糊综合评判的舰艇通信系统效能评估

从使用者的角度出发,参照舰艇通信系统的工作过程,建立了系统的效能评价指标体系,运用模糊数学的原理和方法,建立了变权模糊综合评判模型,实现了对舰艇通信系统效能的评价,并通过比较分析和算例结果证明了模型的有效性。     

船舶物资采购成本风险评价与规避对策分析

从物资采购全生命周期角度出发,构建船舶物资采购成本风险评价指标体系。采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）对各项物资采购成本风险指标进行构权,并利用模糊综合评价法对新态势下的船舶物资采购成本风险进行分析。结果表明,船舶物资采购成本风险集中于大宗金属物资价格、汇率、产业集中度、自主可控程度、采购模式、订货批量和品种多样化程度等6个方面。据此制定船舶物资采购成本风险规避对策,对提高造船企业的效益与竞争力具有现实意义。     

基于AHP-Fuzzy模型的船舶备件保障效益评价

针对船舶备件保障效益评价指标存在的多样性和影响程度不同的特点,通过对备件保障效益的分析,建立了备件保障效益综合评价指标体系,运用AHP和模糊综合评价法分别对指标体系进行了指标权重和备件保障效益评价,形成了一套基于AHP-Fuzzy的船舶备件保障效益评价模型。实例验证表明,该方法对评价船舶备件保障效益具有一定的借鉴价值。