导航控制算法在船舶避碰中的应用

随着海洋运输业的飞速发展,如何避免大型船舶之间的碰撞事关整个海域航运的安全。目前船舶依靠导航系统定位航行,在传统的基于导航的船舶避免碰撞机制中,主要由船员进行船舶碰撞的危险性估计、避免碰撞的决策及具体操作实施,很难避免由人为错误估计、决策而造成的灾难。本文在研究现有船舶导航系统、避免碰撞的决策机制基础上,利用AIS(自动识别系统)为平台,设计一种基于导航控制算法的自动化船舶碰撞避免机制。     

基于AIS通信的船舶避碰多Agent决策支持系统的设计与实现

多Agent系统(Multi-Agent System,MAS)是计算机科学中比较新的一个分支,主要研究在逻辑上或物理上分离的多个主体之间进行协调的智能行为,最终实现问题求解。本文鉴于对分布式船舶避碰决策系统的需求,提出以互利和缓解整体碰撞危险局面为目标的多Agent避碰决策系统。并通过建立模型的方法在VC平台上实现了该设计。     

船舶智能决策关键技术实现方案研究

为研究船舶智能航行关键技术智能决策实现过程方案,对智能决策的实现过程进行分析,并对智能决策过程中的关键问题确定航线智能规划目标、建立航线规划模型、确定避碰决策目标、碰撞危险度等进行了分析,提出智能决策实现过程方案。     

一种动态分布式舰船电磁频谱管理系统的探讨

为适应舰船编队联合作战分布性、动态性的新需求,本文引入多智能体(Multi-Agent)理论,建立了一种动态分布式舰船电磁频谱管理系统原型。该系统通过分布在各舰的数据采集智能体、控制智能体、分析专家智能体和决策智能体的相互协作,共同完成编队频谱管理决策和控制。设立旗舰专家决策智能体群,实现舰船编队电磁频谱的集中控制与分级管理。舰船间的通信由请求/命令智能体通过无线网络移动传输,网络占用率低,保密性强。     

考虑船位预测不确定性的船舶碰撞危险度计算方法

[目的]船舶碰撞是威胁智能船舶航行安全的主要因素。船舶碰撞危险度计算模型应及时发现船舶航行中潜在的碰撞风险,为智能船舶的自主避让决策提供依据。[方法]首先,根据船舶领域侵入程度与侵入时间等参数,分析基于领域的碰撞危险参数计算模型,将航行场景划分为单船会遇局面和本船与船舶群组的会遇局面,给出一种新的多船会遇情况下的碰撞危险参数计算模型;其次,基于维纳过程对船位预测不确定性进行建模,根据卡方分布获取船位预测不确定性椭圆;最后,给出考虑船位预测不确定性的碰撞危险参数计算方法。[结果]该计算模型能够考虑船位预测不确定性对船舶碰撞危险的影响。[结论]可以进一步保障智能船舶的海上航行安全。     

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。     

基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法

为实现智能避障,确保船舶航行安全,设计基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法。高效感知船舶本身及附近环境信息,精准获取船舶本身及附近船舶位置信息。依据位置信息构建船舶航迹规划中碰撞危险度模型,判断本船是否存在碰撞危险。若存在碰撞危险,则采用模糊神经网络智能控制船舶航行方向完成智能避障。试验结果表明：该方法可精准感附近信息,在简单与复杂航迹环境下均能够实现智能避障;本船与附近船舶距离高于安全距离,船航向角变化曲线平稳、无抖动情况,确保船舶航行安全。     

内河渡船危险预警及避碰决策

为保证渡船安全航行,基于内河渡船驾驶员的经验,运用相对运动几何分析法建立内河渡船碰撞危险预警等级量化几何模型;结合专家避让操纵知识库,运用船舶拟人智能避碰决策(Personifying Intelligent Decision-Making for Vessel Collison Avoidance,PIDVCA)的基础模型和算法设计渡船预警和避碰决策算法流程。以镇扬汽渡船为例,在船舶智能操控仿真平台(Ship Intelligent Handle and Control,SIHC)上模拟镇扬汽渡船水域的交通流,进行仿真测试。仿真结果表明:该算法能实现镇扬汽渡船不同等级的碰撞危险预警,提供的避让决策符合规则和驾驶员的习惯。该方法可为内河渡船避碰避险决策系统开发提供理论基础,对确保渡船航行安全具有现实意义。     

海上船舶行驶过程中避碰策略研究与分析

随着经济全球化的发展,海运发展十分迅速,海上船舶数量增加,如何在同一片海域内避免碰撞的发生是值得研究的问题,文章分析了海上船舶碰撞事件的成因及船舶发生碰撞的过程,并提出了相应的避免船舶发生碰撞的策略。     

渤海海域船舶溢油风险评估

为避免海域遭受污染,通过建立模糊综合评判模型,运用模糊综合评判法对渤海海域船舶溢油风险进行评估,以确定渤海海域船舶溢油的主要危险源、发生溢油可能性最大的港口水域及船舶溢油造成的危险程度,从而为合理地配置有限的船舶溢油应急资源和实施风险决策提供一定依据,将目前事故后的危机管理改变为预防性的风险管理。