海上多目标船物联网智能避碰辅助决策研究

船舶在海上航行的过程中,多船相遇会有不同的情况。本文将基于模拟退火的粒子群优化算法应用于海上多目标船舶智能避碰辅助决策中,建立船舶转向避碰幅度目标函数模型。最后利用仿真实验说明本文算法提高了全局的收敛速度、稳定性和通用性。     

基于单片机的船舶主动避碰系统设计

船舶作为一种重要的交通运输工具,具有载货量多,运输成本低,污染小等优点。但船舶航行条件比较复杂,其体积和重量比较大,导致惯性大、灵活性差、机动性不好,稍有操作不慎,就有可能发生碰撞事故。船舶不像其他陆上交通工具,具有较好的视野和灵活性,可及时发现故障和采取躲避措施。所以对于船舶而言,需要实现其主动避碰功能。本文基于单片机,设计一种船舶的主动避碰系统,采用超声波测距的方式测量与其他船舶或障碍物的距离,实现船舶的主动避碰。     

多船会遇避碰决策研究—Ⅱ多船会遇避碰决策模型

在多船会遇局面划分、判断的基础上,根据避碰规则,提出了在智能或自动避碰系统中,以“避碰重点船”方法进行避碰决策及实现的方法。     

基于CSSOA的多船智能避碰决策研究

[目的]智能避碰决策作为船舶安全航行的关键技术之一,对智能船舶的发展具有重要意义。针对多船会遇下的智能避碰决策问题,提出一种基于高斯变异和Tent混沌的改进麻雀搜索优化算法（CSSOA）。[方法]算法采用Tent混沌映射初始化麻雀原始种群,提高其多样性,并对适应能力差和搜索停滞的麻雀个体进行混沌映射,利用高斯变异提升局部搜索能力和鲁棒性,改进方案优化启发式算法收敛速度慢和易陷入局部最优的问题。综合考虑船舶间船速比、最小会遇距离、相对距离、最小会遇时间、相对方位等因素,利用模糊隶属度函数建立船舶碰撞风险模型,并通过多船典型会遇场景进行实例验证。[结果]实验结果显示,改进算法的平均迭代次数较粒子群算法和原麻雀算法分别减少了77.97%和53.57%。[结论]改进后的麻雀优化算法能以更优的收敛速度寻到安全经济的避碰路径,为船舶驾驶员提供避碰决策参考。     

多船避碰决策理论与模型分析

考虑到多船避碰的影响因素众多,除考虑周围船舶的态势外,还需考虑风流等自然因素的影响,以及避碰规则的种种制约,为此,分析多船的会遇局面以及避碰的机理,充分考虑影响避碰的各个因素,运用静态非完全信息的博弈论建立多船避碰决策的数学模型.     

智能化海上航行模拟器中的避碰算法研究

在全球化经济快速发展的今天,传统的航运管理模式已经不能良好适应错综复杂的海洋环境,更多基于智能化的管理系统已经取代了人工。本文从实际的海洋运输需求出发,结合传统的海航模拟器,设计一种新型的船舶避碰训练平台,从而最大程度上降低海洋事故,同时也极大降低了训练成本。本文首先基于AIS系统对船舶的运动控制模型进行研究,然后结合自回归预测算法和粒子群避碰适度函数,对船舶运行时的避碰模式建立动态调整策略,从仿真结果可以得到,此算法能够实现较好的避碰效果。     

基于蚁群算法的AUV动目标避碰规划的方法研究

提出了基于蚁群算法(ACA)实现AUV对运动目标避碰规划的方法.该方法把避碰、路径最短和航迹跟踪等约束条件映射为目标函数,使得路径搜索过程快速高效.计算机仿真表明:该方法使AUV能够较好地实现对运动目标的避碰;由此说明此项研究具有一定的可行性和有效性.     

对海上避碰的几点体会

长期以来,远望号船的工作人员恪尽职守、谨慎驾驶,从未发生过碰撞事故,保证了航行安全,为远洋航天测控事业的发展做出了贡献。现就本人的航海实践,谈谈在海上如何“嘹望”与“避碰”,供航海界同仁参考。     

海上船舶行驶避碰策略研究

设计合理的船舶行驶避碰策略对于保证船舶安全行驶具有重要的现实意义。本文研究船舶运动参数、船舶碰撞危险度以及适应度函数,最后通过粒子群算法、改进的混沌粒子群算法和免疫粒子群算法进行海上船舶行驶避碰仿真,确定切实可行的海上船舶行驶避碰方案。     

船舶避碰控制系统模型研究

将船舶避碰操作视为一类控制问题,建立运动船舶在随机障碍目标环境中的避碰闭环控制系统模型;其中运动船舶为被控对象,随机障碍目标的航迹检测由雷达、红外传感器及声纳传感器等完成,并作为该系统的输入,对运动船舶航迹的检测由GPS、GPS/INS等完成,而避碰的本质就是要维持一定的控制偏差.     

多船自动避碰决策

文章综述了国内外多船避碰决策研究的现状，分析了现有的多船避碰决策系统的不足，提出今后多船避碰决策的研究方向。     

船舶避碰控制系统模型研究

将船舶避碰操作视为一类控制问题,建立运动船舶在随机障碍目标环境中的避碰闭环控制系统模型;其中运动船舶为被控对象,随机障碍目标的航迹检测由雷达、红外传感器及声纳传感器等完成,并作为该系统的输入,对运动船舶航迹的检测由GPS、GPS/INS等完成,而避碰的本质就是要维持一定的控制偏差。     

多船会遇自主避碰算法

船舶碰撞事故不仅带来人员和财产的巨大损失,还造成了环境污染、资源浪费等严重后果。因此,船舶自主避碰技术已成为当前船舶与航运领域研究的热点问题。提出了一种满足COLREGs避碰规则的多船会遇自主避碰算法,以经典速度障碍法为基础设计自适应采样避碰轨迹生成算法,并应用运动基元理论对避碰轨迹进行调整,使轨迹满足船舶操纵性约束条件。针对案例三体船模型,完成了多船会遇场景下的船模自主避碰航行试验,验证了所提算法的有效性和实用性,对船舶自主避碰系统的研发具有重要借鉴意义。。     

基于计算机的海上避碰模拟系统开发

海上船舶碰撞事故威胁着海上航运的安全,造成大量经济损失的同时还会危及船员的生命安全。为了提高海上航运经济性和安全性,研究船舶的海上避碰技术有重要意义。本文主要结合计算机技术和多雷达数据融合技术,研究了一种基于计算机的海上避碰模拟系统,利用该船舶避碰模拟系统,可以实现对海域内航行船舶的碰撞几率预测,并对航行线路进行合理的规划,从而提高船舶航行的安全性。     

浅谈海上避碰操作中VHF协议背离规则的作用

海上避碰操纵中,使用VHF协助避碰的趋势愈演愈烈,甚至有取代避碰规则之嫌,然而科技的运用往往存在其副作用,科技的高速发展与国际规则的相对稳定滞后存在不可调和的矛盾。文中就使用VHF协议背离规则进行避让的合法性、合理性做相关阐述,并提出个人建议。