动态规划和模糊算法在船舶航速最优调度中的应用

随着海洋网络复杂度及对船舶节能性要求的提高,对船舶航行速度的控制要求也越来越精确。目前的航速调节主要是基于经验,不能够最大限度地提高航行效率和降低能源消耗。因此为了获得船舶行驶的最优速度,本文将动态规划算法和模糊算法应用于船舶,通过对船舶航行建立动力模型,然后使用优化的算法模型进行处理,获取船舶航速最优调度方法,使得船舶在有效航程中油耗最少。     

基于动态规划算法的集装箱码头集卡优化调度模型

集卡是非自动化集装箱码头重要的水平运输设备,其作用是实现集装箱在码头前沿与堆场间的水平位移。集卡调度通常是根据岸吊作业顺序进行的。优化集卡调度能减少岸吊等待时间,提高码头装卸效率。目前国内外已有许多学者对集装箱码头装卸过程中的集卡分配和调度问题进行研究:BISH等[1]运用启发式算法建立基于车辆的集卡分配模型,从而使船舶在港时间最短;     

基于动态规划的多目标的TBD算法

在弱目标检测领域中,动态规划法是一种有效的能量积累方法。文章针对低信噪比下的多目标检测问题,提出了一种基于动态规划的多目标检测前跟踪算法。该算法能够较有效地估计搜索空间中的目标个数,也能分离出每个目标的航迹。     

基于动态规划的反舰导弹火力分配优化方法

远程精确打击是反舰导弹攻击的必然趋势和高技术战场的主要特点。导弹攻击是打击敌水面舰船的主要手段,如何充分发挥反舰导弹的作战效能,减少不必要的浪费就成为战前制定作战方案以及实施作战指挥时必须解决的首要问题,而火力分配则是其中的一个重要环节。     

基于动态规划的备件多级优化配置

为提高引进装备备件的保障效能,提出一种基于动态规划的备件多级优化配置方法.采用该方法建立备件配置动态规划模型,并利用最优化原理实现备件的多级优化配置,使有限的备件发挥最大的保障效能.通过一个实例给出应用该方法建模的过程并验证了其有效性.     

改进动态规划方法的水利工程养护决策研究

针对水利工程养护决策中养护方案优选问题,以养护性能费用关系为基础提出了指定资金约束条件下的水利工程养护决策动态规划算法,并研究了算法中状态转移预测。实例证明决策稳定,方案得到改善。     

基于改进蚁群算法的水下潜航器安全隐蔽航路规划研究

针对水下潜航器的特点和实际需求,设计潜航器安全隐蔽航路规划模型。首先对水下航路规划的影响因素集进行划分,结合水下潜航器特点,通过改进信息素更新机制及启发因子的设计,建立基于蚁群算法的潜航器全局航路规划模型;其次考虑敌我距离变化量、我方位置与目标点的距离、我方声呐盲区、敌我距离最小量作为代价函数的4个因数,建立单目标动态威胁的局部航路规划;最后通过仿真得到全局规划路径和局部避碰路径结果,说明该方法在水下潜航器航路规划具有实际应用价值。     

基于动态规划算法的舰空导弹火力分配模型研究

简要介绍火力最优分配问题中4个基本要素,并在此基础上,给出了舰空导弹火力分配模型数学表达式及其约束条件。运用动态规划算法,以对目标的最大毁伤值为目标函数,给出了动态规划的递推公式,并举例予以说明。     

变尺寸装箱问题的迭代/贪婪动态规划算法

针对船舶建造中管材切割规划这一类特殊的变尺寸装箱问题,提出了一种迭代贪婪/动态规划算法(IGDP)并对其进行求解.首先,提出了求解子集和问题的贪婪操作与动态规划的组合解法.然后,基于贪婪操作与动态规划的组合解法实现对整个问题的构造启发式求解,并且通过迭代的拆箱/再分配操作提高了算法的局部搜索能力.最后,通过8个算例的仿...     

改进粒子群优化算法的舰船三维路径规划

为了提高对舰船三维路径规划和协同调度能力,提出基于改进粒子群优化算法的舰船三维路径规划方法。采用视点模型跟踪方法实现对舰船三维路径移动任务规划设计,获得舰船的方位信息编队任务分布特征量。通过改进粒子群仿生算分获取虚拟刚体状态约束特征值,结合方位信息编队移动分布情况,实现对目标舰船编队的形成、保持与跟踪识别。通过对舰船目标三维参数估计结果,实现对舰船的路径规划。仿真结果表明,采用该方法进行舰船三维路径规划的空间规划能力和参数能力较好,能准确估计舰船位置和空间方位信息。     

基于分段动态松弛协同优化算法的船舶机舱结构优化设计

基于标准的协同优化算法,针对其对初始点敏感、收敛慢等固有缺陷,将协同优化算法法与混合优化算法及动态松弛法相结合,提出分段动态松弛协同优化算法,并将其应用到船舶机舱结构多目标优化问题中。针对船舶主机舱结构静、动态多学科多目标优化问题,建立主机舱结构的多目标协同优化模型。在Isight优化软件中采用改进的分段动态松弛协同优化算法,对船舶机舱结构进行静、动态多学科多目标协同优化设计,得到优化设计的最优解。优化结果表明,相对于基于遗传算法的协同优化算法,分段动态松弛协同优化算法兼顾了优化的高效性和准确性,对于实际工程中更加复杂的多学科多目标结构优化具有一定的参考价值。     

基于改进的教与学优化算法的船舶实时路径规划

利用局部逃逸策略（Local Escaping Operator, LEO）对原始教与学优化算法（Teaching Learning Based Optimization, TLBO）的部分解进行替换,使其快速跳出局部最优,提出一种改进的教与学优化算法（Local Escaping Teaching Learning Based Optimization, LETLBO）,并将其应用于船舶实时路径规划中。在船舶实时路径规划仿真试验中,利用概率图搭建搜索地图,利用高概率区域模拟目标所在区域,并采用贝叶斯定理设计一个概率函数作为目标函数。同时,为更好地实现实时路径规划,提出以个体为单位,利用在个体探索时高概率区域同时移动的方式模拟船舶在搜索时目标同时移动的情况,成功模拟船舶实时路径规划,保证试验的有效性。通过船舶实时路径规划仿真试验测试2种模拟情况下LETLBO与原算法及其他多种经典算法的性能,结果发现LETLBO在2个情景中找到目标的概率相比原算法分别提升41.88%和43.38%,运算时间分别减少0.978 9 s和0.375 2 s,且综合性能更优,说明改进的算法具有更好的探索寻优能...     

基于改进蚁群算法的邮船舱室模块移运路径规划

针对大型邮船舱室模块运输过程中存在的移运路线长、路线混乱、舱室模块易与障碍物发生碰撞等问题,提出应用加入动态搜索模型的蚁群算法对邮船舱室模块进行路线规划,为运输舱室模块提供清晰、便捷的移运路线。对主竖区的障碍物进行分析,建立模拟实际工况的栅格地图,采用改进蚁群算法寻找移运路径。对不同位置所经过的栅格地图和蚁群数量进行动态调整。采用模拟退火算法寻找蚁群算法的参数。采用离散点分析确定移运路径的主、支通道。仿真试验结果表明,应用改进蚁群算法建立主、支通道进行舱室移运模块可有效提高舱室模块的运输效率。     

交互式水域环卫机器人的避障路径规划算法

为使交互式水域环卫机器人（Interactive Water Sanitation Vehicle,IWSV）在进行垃圾收集时成功捕获水中浮动垃圾并顺利规避水域障碍物,提出一种将基于采样的快速搜索随机树（Rapidly-exploring Random Tree,RRT）算法与速度障碍模型相结合的路径规划算法。利用双目摄像头基于视差定位法获取水域动态障碍物的位置坐标,利用IWSV搭载的感应元件获取其自身与障碍物的相对方位角,基于速度障碍法计算可成功避开障碍物的移动角度调整范围,对更优的RRT*算法中的随机采样过程进行进一步优化,得到改进的避障路径规划算法。考虑实际应用场景,引入抗积分饱和比例积分微分控制（Proportional Integral Differential Control,PID Control）法使航向控制器的控制效果更为精准有效。在实景测试时避障路径规划算法存在稳健性,基于到达时间（Time of Arrival,TOA）定位法进行仿真分析。仿真试验结果表明,该路径规划算法比RRT算法和改进前的RRT*算法路径规划效果更优,可靠性更好,可在较短时间内避障并得到较优移动路径。在实景测试时基于TOA的Chan算法更加符合定位估计需求,且IWSV本体感应装置的噪声测算宜在10 m以内。     

对船舶“航线设计”项目教学和评估的思考

分析了船舶＂航线设计＂项目教学和评估中存在的问题,探讨解决问题的可行性。按照岗位要求完善航线设计的步骤,改进航路资料的教学方法,增加学生动手的机会,提高学生的动手能力,并提出了适应岗位要求的＂航线设计＂项目的教学方法和评估方法。     

动态传递优先权的多AUV避碰规划方法

以刚体运动的动量和动量矩定理为基础，建立了AUV的空间四自由度运动的数学模型，基于消息的通讯机制，采用动态优先权策略成功地解决了AUV编队航行过程中的避碰避障问题，并建立了环境仿真器，进行了多AUV协调避碰仿真实验，效果良好，验证了算法的有效性。     

粒子群优化算法对三轴磁强计非正交度的修正

为避免船舶轨迹偏离行为的出现,实现对船体行进路径的合理化控制,提出基于粒子群优化算法的三轴磁强计非正交度修正模型。借助粒子群参数控制原理,建立必要的动态种群策略,实现基于粒子群算法的舰船轨迹优化处理。在此基础上,分别计算零偏误差数值与垂直度误差数值,在确定模型参数化处理结果的同时,完成舰船三轴磁强计非正交度修正模型的建立。对比实验结果表明,与常规船体行进控制方案相比,新型修正模型可确保BST指标的数值水平始终低于2.95,有效避免船舶轨迹偏离行为的出现,满足合理化控制船体行进路径的实际应用需求。     

港口城市滨水区规划建设中的创新与探索——“上海长滩”项目的开发实践

上海长滩项目作为上海北部滨江最大项目,立足于规划建设不一样的滨江区域,在规划建设方面开展了大量创新和探索纵观世界城市发展的历史,滨水城市一直占据耀眼的位置,倍受世人关注。就拿当下而言,在世界上有着较大影响力的著名城市也多为滨水城市,譬如伦敦、纽约、东京、上海等。因为滨水,这些城市拥有着地理、交通、气候、资源等方面的天然优势,同时,这些城市的滨水区经过多年的规划建设.