单船避碰智能决策的生成与优化方法

两船会遇是海上最常见的船舶交会态势，其避碰知识库是船舶自动避碰方法研究中动态避碰知识库的一个重要组成部分，本文首先简述船舶智能避碰的策略，再讨论两船会遇态势的划分原则及其分类，然后着重讨论宽水域单船智能避碰决策的产生与优化方法。     

内河船舶避碰决策研究现状及趋势分析

本文将船舶避碰研究分为船舶领域、船舶碰撞危险度和船舶避碰决策优化方法三个部分进行综述,通过与船舶避碰整体研究的对比,分析内河船舶避碰研究的现状,得出内河船舶避碰的研究趋势,并得到内河船舶避碰会从二维避碰向三维避碰研究转变、完善船舶领域和碰撞危险度模型及引入先进理论算法等研究趋势。     

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.     

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。     

珠江航道中船舶航行与避碰专家系统

此文应用专家系统技术解决受限水域中的避碰智能化问题。建立了珠江航道中船舶航行与避碰知识库。知识库包括航道特征综合数据库、模型库、航行规则库和避碰规则库,并初步开发了“珠江航道中船舶航行与避碰专家系统”。     

基于航迹推演的船舶动态智能避碰方法

针对受限水域船舶动态智能避碰问题,将航迹预测与改进速度障碍相结合,提出一种船舶动态智能避碰方法。建立两船相对运动模型并实时计算船舶避碰运动参数,基于三自由度船舶操纵运动数学(MMG)模型和Kalman滤波算法分别预测本船(OS)和目标船(TS)下一时刻运动状态;然后结合《国际海上避碰规则》(简称《规则》)、良好船艺、航迹预测模型、速度障碍算法和航向控制系统等分析设计船舶动态智能避碰决策模型;通过仿真试验验证动态智能避碰决策模型的可行性和有效性。结果表明：该算法可满足受限水域两船和多船复杂会遇局面下船舶智能避碰,实现动态避碰条件下的船舶安全航行。     

Multi-agent技术在海上船舶避碰决策系统开发中的应用

计算机控制技术的发展给船舶行业带来了新的发展,为了最大限度保障船舶的航行安全,通过计算机通信技术和智能算法,人们已经能够实现船舶的自动避碰,这极大地降低了船舶的事故率。但是传统的避碰决策系统并不能同时处理大量的船舶航行数据,因此必须借助Multi-agent技术,提高船舶的避碰数据处理速度,在显著提高避碰效果的同时,有效降低了航运成本。本文通过建立基于Multi-agent技术的船舶避碰模型,分析了该技术的应用效果。     

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。     

船舶避碰仿真模拟：分析避碰操纵示意图

本文探讨了船舶自动避碰问题，首先建立了船舶操纵性数学模型，其次建立船舶自动避碰数学模型，在此基础上借助于计算机对所建立的模型进行了大量仿真模拟，达到了满意的结果，另外还对模拟的结果着重分析了本船避让单船情形，并对比了英国科克罗夫特教授的避碰操作示意图，发现该图不足之外，最后在此基础上绘制三张避碰操作示意图。     

基于前景理论的船舶避碰决策优化方法

针对船舶避碰决策行为差异,提出一种运用前景理论求取最佳船舶避碰决策方案的优化方法。在分析避碰行为个体差异的基础上,运用前景理论和多指标灰关联决策相结合的方法,构建考虑驾驶员风险态度的船舶避碰方案选择决策优化模型,以船舶碰撞危险度、航程损失和轨迹平稳性作为决策指标,研究在同一会遇场景下驾驶员不同风险态度的最优避碰方案并进行对比分析。研究结果表明:该模型可优化船舶驾驶员在不同风险偏好下的最优避碰方案选择,将前景理论运用到船舶避碰决策优化中是可行且有效的,能为船舶避碰决策和决策拟人化提供支持。     

基于知识融合的船舶能耗决策支持系统

在建立船舶能耗评价模型基础上,针对能耗影响因素众多,提出了基于知识融合的船舶能耗决策支持系统的研究。以船舶能耗为对象,应用系统辨识理论,建立重点设备能耗模型库;以方法、经验和案例为基础,建立船舶能耗知识库;融合模型库、知识库、关系数据库等多源知识,建立船舶能耗评价与决策支持系统。以实现船舶航运管理、船舶操纵控制、航线设计以及船舶设计等各个过程的决策支持。     

基于知识库的自升式平台结构设计方法研究

介绍了用关系型数据库为支持环境构建知识库,进而将自升式海洋平台结构设计中的构件设计所需满足的规范要求作为领域知识存入知识库中,并建立合适而高效的推理系统,由基本参数推理求解出构件详细参数.     

基于知识库的舰船智能化设计系统

为了提升数字化造船的科学性,提出基于知识库的舰船智能化设计系统,采用实体—属性—联系的数学模型进行知识表达建立知识库的层次结构,根据支持度确定多维数据关联与分类规则,针对不同专业设定不同的支持度阈值,提高求解最优性,并以多知识库集成模型数据分析为主体,构建一个综合性能分析系统架构模式。仿真分析数据证明,该系统结合数据挖掘与联机数据分析,实现了综合的决策融合,增强了数据的分析能力。通过该系统将舰船设计研发相关的技术、流程、经验和数据等资源进行有效管理,可以有效提升数字化造船水平。     

神经网络技术在船舶柴油机故障在线诊断中的应用研究

文章主要研究基于RBF神经网络理论为数学工具对柴油机故障进行计算机仿真诊断,建立船用柴油机征兆与故障样本集,作为神经网络故障诊断的专家知识库,以实现船用柴油机故障诊断。并对柴油机性能工况的故障在线自动诊断进行探索,以提高故障诊断的及时性和准确率,减少误诊。     

内河碍航事故管理智能决策支持系统分析与设计

针对枯水期内河航道拥堵、船舶搁浅等碍航事故开展研究,探讨如何利用信息技术高效地管理内河碍航事故,分析内河碍航事故管理智能决策支持系统的功能,提出系统基本框架,对系统的模型库、知识库、数据库、人机交互界面进行设计,并给出系统工作流程。     

知识工程在船舶结构优化设计中的应用

针对船舶结构设计变量是涉及多种设计和约束条件的离散变量,造成结构优化的高度非线性、多峰性等问题,而且设计过程中需要设计规范和专家经验等知识支持,结合其具有很强的综合性、模糊性等特点,提出了基于知识工程的船舶结构优化设计方法。该方法利用知识工程与结构优化相结合,将获取的设计知识构建知识库应用于船舶结构优化设计,并通过知识工程技术实现参数化结构模型与优化数学模型的相互转化,降低结构优化设计对用户知识水平的要求。水密横舱壁结构的优化设计算例表明,满足约束要求的情况下,其结构重量在优化后比优化前降低了,保证了结构性能合理的同时实现重量最轻的目标;将结构参数化模型和数学优化模型结合在一起,为设计经验少的设计者提供了一种结构设计的捷径;实现了从不同资源中获取知识并应用于优化设计过程,促进设计能力的提高,降低优化设计过程对知识和经验的依赖。     

基于知识工程的船体结构快速设计

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。针对这一目标,提出了基于知识工程的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用函数插值再结合规范要求获得。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

基于知识的船体结构快速设计及优化

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。文章针对这一目标,提出了基于知识的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速优化设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用NURBS函数插值再结合规范要求获得,对主要结构采用量子行为遗传算法进行优化。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

基于模糊专家系统的雷达干扰资源分配模型

在对目标信息进行综合利用的基础上,针对现代海战特点,建立了基于模糊专家系统的雷达干扰资源分配模型,详细地阐述了舰艇雷达干扰系统的知识表示和知识库构建方法,简要介绍了推理策略,充分利用专家经验,体现了定性分析与定量计算的特点。该研究对未来海战中干扰资源的分配决策具有一定的指导意义。     

基于故障树的可控相复励调压装置故障诊断知识库建立

本文以故障树为工具,对实际应用中可控相复励调压装置的故障类型、可能故障原因进行分析总结,建立了基于故障树的可控相复励调压装置故障诊断知识库,为进一步创建船舶同步发电机智能故障诊断系统奠定基础.