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。     

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。     

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。     

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。     

多船避碰决策分析与探讨

分析多船避碰决策研究现状,总结所存在的主要问题,并据此提出解决多船避碰决策问题的设想,即基于目标船不确定行动分析的多船避碰决策方法.     

基于速度障碍的多船自动避碰控制方法

传统避碰方法侧重于根据船舶实时位置设计可行的避碰路径,较少考虑结合船舶动力学和船舶运动控制来设计一个完整的自动避碰系统。对此,提出一种实用、基于相对速度方向的自动避碰方法。该方法同时考虑避碰路径规划和本船运动控制,主要包括3个部分:首先,基于运动方程计算本船和目标船的基本运动与位置参数;其次,利用速度障碍方法计算本船实时的可行避碰方向;最后,实现控制变量的变换和控制算法设计。该方法是一个灵活、容易实现的多船避碰控制算法,模拟结果显示其具有较好的效果,并给出了进一步研究的建议。     

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。。     

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。     

海上极端恶劣环境下舰船避碰系统设计

在海上极端恶劣的环境下,为确保舰船安全航行,应当避免舰船之间碰撞事故的发生。舰船作为大型机电液一体化设备,一旦发生碰撞会造成严重的后果,由此使得避碰系统成为舰船安全航行中不可或缺的辅助系统之一。为最大限度发挥避碰系统的作用,必须保证设计的避碰系统能够满足极端恶劣环境的使用需要,可以成功避让静态和动态的障碍物,按照重新规划的轨迹航行,使舰船安全抵达目的地。     

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.     

基于层次分析法的多船避碰模型

根据多船会遇避碰决策的特点，提出了基于层次分析方法的多船避碰模型。仿真试验表明：该模型能够在一定程度上较好地模拟人类的思维过程，并有效地解决了多种避让方案的优选问题。     

海上多目标侧向主动避碰算法研究

本文研究船舶海上制导系统,重点分析船舶海上路径规划设计方法以及船舶海上目标寻迹算法,同时给出船舶在海面上受到的载荷随时间变化情况;研究船舶海上多目标检测算法,并得出训练误差随迭代次数的变化曲线。最后对船舶海上多目标主动避碰系统进行仿真测试,分析导航角度和首航偏差角随时间变化情况。     

ARPA自动避碰信息处理系统

分析探讨了以ARPA作为目标信息源的自动避碰信息处理系统，该系统可根据ARPA所提供的目标信息，自动、实时地确定当时目标环境下船舶应采取的最佳避碰方案，并可将其用荧光屏、找印机和驾驶员操作负担、推进船舶驾驶自动化的进程等方面，将起到很大作用。     

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。     

AIS在多船实时避碰检测中的应用

通过解析AIS电文获得船舶位置和速度信息,利用红黑树将船舶按照区域划分为不同网格,结合时间空间碰撞危险度计算方法,提出并实现了针对一个航海区域检测所有潜在危险船只的解决方案. 该方案可以作为海事部门的监管系统,实时对航海区域内潜在危险的船只发出警报;也可为避碰专家系统前期快速筛选,遍历各船周围所有危险船只提供参考数据.     

大型船与小型船避碰问题探讨

本文列举了大型船与小型船可能引起碰撞事故的一些原因，并提出了相应的解决措施，望引起驾驶员的重视，以保证船舶安全航行。     

国际海上避碰规则下锚泊船避免碰撞义务的探讨

锚泊船舶与他船发生碰撞在海上船舶碰撞的案例中并不少见,海事局或者海事法院对碰撞责任进行认定时,一般都认为锚泊船舶没有碰撞责任或者承担很小比例的责任。本文分析了在《1972年国际海上避碰规则》(以下简称《避碰规则》)下,锚泊船舶与他船发生碰撞的几种类型,对如何理解《避碰规则》下锚泊船舶的避让义务提出一些看法,进行探讨。     

海上避碰行为的统计研究

海上避碰行为的统计研究是改善和提高广大海员的避碰技术和探求修改国际海上避碰规则的有效途径之一。我们通过向广大海员散发“海上避碰实况调查表”取得了202次避碰实况数据。我们采用:①采取避碰行动时两船距离(D);②采取避碰行动时目标船会遇最近距(CPA);③转向避碰行动的幅度(△C);和④两船实际通过距离(d)这四个表征量对各避碰行动作了统计,并将统计结果与学者推荐的数据作了比较和分析。互见中让路船采取行动的上述四个表征量的均值,分别为D=3.5海里,CPA=0.53海里,△C=18°,d=124海里;而能见度不良时D=3.8海里,CPA=0.47海里,△C=29°,d=1.32海里。从统计分布看,多数海员采用的四个表征量的数值比学者建议的数值小,互见中夜间的CPA均值只有白天的一半,大洋中CPA比沿海的小得多,其原因有待进一步研究。少数海员的避碰行动,没有遵循避碰规则关于避碰行动应“早”、“大”、“宽”的规定,甚至在对遇情况下采取左转避让,这存在潜在的碰撞危险,值得警惕和改善。这一统计研究工作将继续进行,以便在有更多更充分的数据基础上,弄清和掌握海员避碰行为的规律性,为避碰数学模型提供人的行为方式的因素。     

基于克隆选择优化的多船转向避碰决策

基于船舶碰撞危险度计算模型,在多船会遇态势下,利用克隆选择优化算法,本文提出一种最优转向避碰幅度计算方法。确定了最近会遇距离(DCPA)、最近会遇时间(TCPA)、两船距离、相对方位、船速比5个主要因素的隶属度函数,并考虑航行区域状况、能见度情况和船舶的操纵性能等对船舶碰撞危险度的隶属度函数修正。基于船舶碰撞危险度和航程损失的多目标函数优化,通过分克隆选择优化算法,在《国际海上避碰规则》约束的可行域空间内,获取全局范围内的最优解。仿真结果表明克隆选择优化算法对于处理多船会遇态势下的让路船转向避碰决策的有效性。