负载均衡的舰船网络最短路径路由算法

为了提升舰船网络的吞吐量,降低网络的带宽阻塞率和时间成本,在负载均衡技术的支持下,提出舰船网络最短路径路由算法。结合舰船网络的运行原理和拓扑结构,构建舰船网络模型。在该模型下,选择混合路由协议作为网络传输协议。判定舰船网络节点负载状态,根据判定结果实现对舰船网络节点负载的均衡控制,并通过最短路径的计算与选择,实现舰船网络最短路径路由。经过与传统路由算法的对比实验得出结论:设计路由算法的带宽阻塞率和时间成本有所降低,吞吐量降低了约29.65 MB。     

基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法

为了提升舰船作战能力,提出基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法。利用舰船搭载传感器获取水域环境信息,采用栅格法构建复杂环境模型,基于大数据分析技术预处理舰船导航数据——时间归一化处理、误差改正处理与野值剔除处理,融合GPS与IMU数据,确定舰船导航当前的绝对位置。以舰船导航定位结果为依据,应用遗传算法获取最佳舰船航行路径,从而实现复杂环境舰船的导航。实验数据显示,本文方法舰船导航定位误差最小值为0.12%,舰船导航路径长度更短,更平滑,充分证实了本文方法舰船导航性能更佳。     

利用Dijkstra与A*算法实现船舶导航算路

在现实导航应用中,为了得到最短路径,一般会采用智能算法去验证每个步骤,然后选出最优的一条路径。为了简化船舶导航路径的计算,本文采用Dijkstra算法,对航行规划图中的每个节点间的航行轨迹进行优化,从而获得最优的路径。然后结合A*算法,对此路径的航行状态进行监测与验证,从而保证船舶导航算路达到最好的状态。     

基于改进蚁群算法的船舶冰区航行路径规划

在北极航道开通的背景下,针对在冰区航行环境中船舶航行路径选择的特殊性,通过改进蚁群算法提高船舶航行路径的规划效果。综合考虑航线距离、航行操作复杂度和流冰规避在内的冰区航行路径影响因素,建立路径选择多目标规划模型,结合人工势场法对蚁群算法进行改进,通过人工势场法获得初始路径和节点间距离因素构造启发信息,并以电子海图为基础建立海冰覆盖率分别为30%和50%情况下的冰区航道环境栅格模型,将算法应用在栅格模型中对算法进行验证。结果表明:该算法实现简单,规划的路径优良,能够有效地满足船舶在冰区复杂环境中航行路径规划的需要。     

基于电子地图的改进蚁群算法及其车辆路径寻优

路径优化研究中以目标节点的线性距离之和最短作为最优路径的求解结果难以运用于实际.文中提出了结合电子地图API的改进蚁群算法,首先得到各个节点之间的实际道路导航距离,然后对基本蚁群算法进行改进.在节点选择策略上采用了轮盘选择策略;在算法的不同时期对信息素挥发系数ρ进行调整;计算目标节点距离时去掉节点间直线距离,而采用从电子地图获取的实际导航距离;最后获取电子地图数据,用于改进后的蚁群算法,进行最优路径求解.实验结果分析表明,算法改进前后求得的直线最短路程分别为64.526、62.598 km,验证了改进后算法的有效性,实际道路导航最短路程为89.378 km,说明文中提出的最优路径求解方式更切合实际,实用性更高.     

一种基于多目标约束下的UUV航迹规划算法

针对无人水下航行器多约束条件下最优航迹快速规划问题,通过设置航行区域校正点及误差约束,建立可行航迹最短的目标函数,提出一种基于最小转向角的搜索算法。对航迹最短、转向角最小的球形可搜索区域内的校正点误差校正,结果表明：在不考虑和考虑转向角约束的2种情况下,基于最小转向角算法的航迹长度为106 350 m,比不考虑转向角约束的航迹长度缩短22 559 m,共经过8次校正点,总转向角度为120.66°,航迹方向最贴近起点和终点连线方向,航迹光滑没有折回、比邻、平行的现象,可以在通信条件受限的情况下,校正误差实时自主定位。     

基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法

舰船航行路径中存在许多障碍物,当前舰船避碰路径优化调度算法存在障碍物识别正确率低、规划路径长,不仅无法获得最优的舰船航行路径,而且不能保证舰船航行的安全,为了获得最优的舰船航行路径,设计了基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法。首先分析当前舰船避碰路径优化调度算法的工作原理,找到弊端,然后引入大数据分析方法建立舰船避碰路径优化的数学模型,实现障碍物识别,并采用人工智能技术——遗传算法找到最优的舰船避碰路径,最后进行舰船避碰路径优化调度算法性能的仿真测试,结果表明,本文方法可以更快找到最优的舰船避碰路径,舰船避碰路径更短,不仅减少了舰船航行的时间和成本,而且可以准确识别各种舰船障碍物,具有显著的优越性。     

移动网络海上应急物流路径规划算法

传统算法缺乏海上应急物流路径规划网络数据库的构建,导致在对物资配送时时间过长,为此设计一种移动网络的海上应急物流路径规划算法。应用航行条件的属性信息,以矩阵形式构建海上应急物流路径规划网络数据库,根据数据库内信息确定海上路径可通行的难易程度,并对海上应急路径当量长度计算,寻求到最短配送路径进行静态路径规划,考虑船舶行驶中航行环境会发生变化,提出动态规划流程,完成海上应急物流路径的规划。实验中对多个物资点配送,结果表明此次设计的移动网络的海上应急物流路径规划算法的物资配送时间比传统算法的物资配送时间短。     

人工智能算法的舰船路径规划

为了实现对舰船航行的智能调度,需要进行舰船路径规划设计,提出一种基于人工粒子群智能算法的舰船路径规划方法。构建舰船航行路径分布的网格结构模型,将舰船航行区域内的各个对象表达为人工粒子群个体,采用四元素的扩展卡尔曼滤波方法构造舰船航行路径规划的约束参量模型。构造舰船航行路径规划的控制目标函数,以舰船动态性能和稳态性能为优化目标,采用人工智能群算法进行航行路径的自适应寻优,实现舰船路径规划。结果表明,采用该方法进行舰船路径规划,能准确跟踪舰船航行的方位角和姿态角,实现路径实时跟踪,提高了舰船路径的准确规划能力。     

基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪

针对当前舰船航行轨迹跟踪精度的难题,设计了基于智能优化算法的舰船航行轨迹跟踪方法。首先结合舰船航行轨迹跟踪的特点,将舰船航行轨迹跟踪问题转换为一个多目标优化问题,然后引入智能优化算法对网格点的多目标优化问题进行求解,找到最优的舰船航行轨迹跟踪方案,最后进行舰船航行轨迹跟踪仿真测试,测试结果表明,智能优化算法获得了比传统算法更优的舰船航行轨迹跟踪精度,而且舰船航行轨迹跟踪的速度高,具有较好应用价值。     

面向海事救援的舰船调度模型优化设计

当发生海事事故时,由于海况和船舶构造等因素,无法在最短的时间内完成救援工作。为了最大程度地减少损失,提出面向海事救援的舰船调度模型优化设计。分析海上救援力量的来源和特点,综合考虑船舶结构、型号、吨位等关键指标,计算各因素的权重,采用加权求和法,根据计算得出指标的综合值结果,并选择适合搜救的船舶类型。根据救援点的数量是最小原则,在搜救时间的限制下,建立一组模糊目标,以确定搜救船的数量;使用蚁群算法合理规划船舶的搜索和救援航行轨迹,找到最短路径,并平滑路径以去除多余的点。完成最佳的调度模型设计。仿真实验表明,该模型可以减少救援点数量,确保最短的船舶调度路径,并减少救援时间。     

物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用

为解决传统船舶航行避碰效果不佳的问题,对物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用情况进行分析。通过对舰船避碰系统结构框架进行分析,采集船舶航行参数及船舶最佳航行路线。基于参数采集结果,进一步对舰船避碰系统中的物联网感知层查询树算法性能进行优化,实现对舰船避碰系统的有效控制,保证船舶航行安全。最后通过实验证实,物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用,对船舶航行具有更加精确有效的控制效果,充分满足研究要求。     

基于图论的舰船通道路线优化

舰船通道长期以来主要依据规范和工程经验设计，设计质量很大程度受设计师能力的影响。文章讨论图论在舰船通道路线优化设计中的应用。首先从图论的原理出发，阐述舰船通道路线优化设计的依据，参考人群流量理论提出路权的计算方法；以船舶通道网络为研究对象，以行程时间最短为优化目标，利用经典的Floyd算法确定最短路径：对某舰艇两层甲板的通道网络实例进行优化并编程实现算法，对优化结果进行分析并提出讲一步开展优化的设想。     

能见度不良时舰船避碰辅助决策方法

能见度不良是造成舰船碰撞事故发生的主要原因,为防止舰船碰撞,从转向与减速2个角度提出能见度不良时舰船避碰辅助决策方法。在能见度不良条件下,将目标舰船同其他舰船间的转向避碰问题定义为多目标函数优化问题,以同其他会遇舰船间的碰撞危险度充分下降、最大限度降低转向角度、目标舰船转向航行最少时间内恢复初始航向与航速为目标函数。能见度不良造成可视距离较小,在单独采用转向避碰决策无法有效实现避碰目的的情况下,需结合舰船变速避碰,以碰撞危险度与变速能量损失最小为目标函数,通过求解各目标函数,获取舰船转向幅度与降速决策信息。实验结果显示,当能见度不良时,舰船在不同会遇条件下均能够有效实现避碰目的。     

基于最短路径的复杂舰船网络抗毁性能分析

为了提高复杂舰船网络的生存能力,降低复杂舰船网络的路径开销,需要进行抗毁性设计,提出基于最短路径的复杂舰船网络抗毁性设计方法。采用不规则三角网模型对复杂舰船网络的区域结构分解和拓扑,进行舰船网络的路由探测算法设计,提高路由节点的通信覆盖率和冲突规避能力,采用能量均衡方法进行舰船网络节点的优化部署,以最短路径寻优准则进行复杂舰船网络抗毁性优化设计。测试结果表明,采用该方法进行复杂舰船网络设计,抗毁性能较好,网络的连通度提高,抗波动能力较强。     

基于图论的舰船通道路线优化

舰船通道长期以来主要依据规范和工程经验设计,设计质量很大程度受没计师能力的影响.文章讨论图论在舰船通道路线优化设计中的应用.首先从图论的原理出发,阐述舰船通道路线优化设计的依据,参考人群流量理论提出路权的计算方法;以船舶通道网络为研究对象,以行程时间最短为优化目标,利用经典的Floyd算法确定最短路径.对某舰艇两层甲板的通道网络实例进行优化并编程实现算法,对优化结果进行分析并提出进一步开展优化的没想.     

多航道舰船货物运输路线最优选取系统设计

传统舰船货物运输线路选取系统存在航道分配混乱、运行操作占用时间过长等弊端。为解决上述问题,设计一种新型的多航道舰船货物运输路线最优选取系统。通过基础选取架构设计、最优操作模块设计2个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的硬件运行环境搭建。通过选取协议连接、存储数据库设计、基本选取流程完善3个步骤,完成新型舰船路线最优选取系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件环节,实现多航道舰船货物运输路线最优选取系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型运输路线最优选取系统后,航道分配混乱情况得到明显缓解,系统运行操作占用时间的最大值始终不会超过30 s。     

虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真

为使驾驶员能够识别出航道存在的危险,确保船舶航行安全,研究虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真方法。在虚拟环境下,基于船舶航道高程信息,利用连续极小泛函序列方法获取船舶航行航道等距网格数据,利用对象图像渲染引擎处理航道网格数据,得到航道地形模型。利用Solid Works软件,通过创建基准面、生成船舶船体型线以及构建船体曲面模型等过程生成船舶三维模型。根据生成的航道地形模型与船体模型,提出适用于三维空间路径规划的空间分层路径规划方法,通过逆向逐步搜索路径过程得到船舶安全航行路径规划结果。实验结果显示,该方法生成的航道地形与船体模型较为完善,路径规划过程中能够有效躲避固定障碍物与移动障碍物,既保障船舶航行安全性又确保航程最短。     

舰船随机网络节点无线路由协议算法优化分析

为了提高舰船随机网络的传输性能,需要进行网络的节点无线路由协议优化,提出基于最短路径寻优的舰船随机网络节点无线路由协议算法。构建舰船随机网络节点的最优部署模型,采用无线路由节点的终端探测方法进行舰船随机网络路由传输的均衡控制,采用分集均衡调度的方法进行无线传输的负载均衡控制,基于最短路径寻优方法建立舰船随机网络的路由均衡协议,实现舰船随机网络节点无线路由协议优化。仿真结果表明,采用该方法进行舰船随机网络节点无线路由设计,提高了网络传输的均衡性,降低了输出误码。     

信息融合下船舶导航界面交互性设计

为了更好对船舶航行过程中对船舶航行状态及外界航行环境进行有效展示,针对当前船舶导航图像质量不佳等问题做出优化。结合信息融合技术对船舶导航界面交互结构实现了优化设计,通过采集船舶航行环境特征,并针对船舶航行姿态信息快速选取导航路线并传输信息。借鉴功能显示器进行船舶航行交互设计,构建相对更加清晰准确的展示船舶航行状态和导航路线。结合OpenGL图像处理技术进行图像设计和导航线路的显示控制,并结合Windows CVA平台实现对船舶导航图像的界面展示和导航路线的调整,提高船舶导航界面交互性能。最后通过实验证实,信息融合下船舶导航界面交互性设计方法在实际应用过程,具有更高的实用性,充分满足研究要求。