机器学习在智能辅助避碰系统中的应用

阐述船舶智能辅助避碰系统的基本决策过程,聚类算法在危险区域划分中的应用,以及在碰撞危险度计算中利用大量实船数据训练神经网络模型的机器学习方法。优化相关参数的计算方法,提升智能辅助避碰系统的可靠度和实用性。     

基于TOPSIS的舰船避碰信息决策系统

传统舰船避碰信息决策系统对于细节信息分析能力差,决策结果难以应用到实际操作中。为了解决这一问题,基于TOPSIS设计了一种新的舰船避碰信息决策系统,硬件选用的采集器为数字采集器,以RESD526芯片作为核心采集芯片,采用微处理器处理决策信息,将处理的结果存储在数据存储器中。软件由分析决策指标、建立决策矩阵、输出决策结果 3步组成。为验证设计系统实际效果,与传统决策系统进行实验对比,结果表明,设计的决策系统能够更准确地分析出舰船内部和外部信息,得到更加有效的决策结果,提高船舶运行的安全性,降低事故发生率。     

中国沿海船舶定线制“制”在必行

近日,中国海事局出台了《全国沿海船舶定线制总体规划》(下称《规划》)。这是一项服从和服务于国家发展战略、国家安全战略与可持续发展战略,构建"安全、有序、畅通"的中国沿海海上通航常态,保护海洋环境,     

对国际海上避碰规则中"不应妨碍"条款的一些理解

本文就<1972年国际海上避碰规则>中"不应妨碍"条款的含义、适用范围及相关的法律意义与法律责任进行分析和探讨,并举例加以说明.     

牵引车侧防护装置的布置与设计

市场上牵引车侧防护大多为刚性结构,也有些为刚性护栏结构。当发生侧面碰撞时,不能有效保护行人及小汽车的安全,造成行人、小汽车钻进车底伤亡及严重伤害的事故,本文通过提供一种牵引车侧防护装置,克服现有侧防护装置的缺陷,减少汽车发生侧碰撞时发生伤亡事故。该侧防护装置不仅避免发生侧碰的小车及行人钻进车底,而且能保护牵引车的大梁、油箱、电瓶等部分重要的零部件免遭碰撞破坏。同时还提高了牵引车的整车基本性能,也为节能减排、降低车的风阻系数、降低油耗起到重要作用。本文就牵引车的侧防护理论设计及布置方法、结构选型、布置及主要参数的确定进行论述。     

水轮发电机组轴系松动-碰摩耦合故障的动态响应

为研究非线性因素引起水轮发电机组轴承松动和转子碰摩故障,考虑定子与基础间的连接刚度和阻尼,建立了轴承松动与转子碰摩耦合故障下,具有6自由度的水轮发电机组轴系动力学模型.通过分岔图、Poincaré映射图和幅值谱图,分析了机组轴系随转频比和转子质量偏心变化的非线性动态响应.研究表明:机组转子和松动轴承有周期1运动、周期3运动及复杂的拟周期运动;在1/3倍频处存在幅值较大的低频谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子与定子间发生碰摩的区域不断增大,其动力学响应趋于复杂.     

2010年西北太平洋热带气旋活动特征分析

为使船舶驾驶人员对西北太平洋海域热带气旋的生成和活动规律有所了解,利用2010年中国、日本发布的该海域热带气旋实况资料和气候资料进行统计和分析.分析结果表明2010年该海域热带气旋具有个数少,源地集中,位置偏西;登陆个数少,登陆比例大;登陆时间集中,登陆位置偏南等特点.2010年西北太平洋副热带高压异常强大、西伸脊点异...     

基于双延迟深度确定性策略梯度的船舶自主避碰方法

为满足智能船舶自主航行的发展需求,解决基于强化学习的船舶避碰决策方法存在的学习效率低、泛化能力弱以及复杂会遇场景下鲁棒性差等问题,针对船舶避碰决策信息的高维性和动作的连续性等特点,考虑决策的合理性和实时性,研究了基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）的船舶自主避碰方法。根据船舶间相对运动信息与碰撞危险信息,从全局角度构建具有连续多时刻目标船信息的状态空间;依据船舶操纵性设计连续决策动作空间;综合考虑目标导向、航向保持、碰撞危险、《1972年国际海上避碰规则》（COLREGs）和良好船艺等因素,设计船舶运动的奖励函数;基于TD3算法,根据状态空间结构,结合长短期记忆（LSTM）网络和一维卷积网络,利用Actor-Critic结构设计船舶自主避碰网络模型,利用双价值网络学习、目标策略平滑以及策略网络延迟更新等方式稳定网络训练,利用跳帧以及批量大小和迭代更新次数动态增大等方式加速网络训练;为解决模型泛化能力弱的问题,提出基于TD3的船舶随机会遇场景训练流程,实现自主避碰模型应用的多场景迁移。运用训练得到的船舶自主避碰模型进行仿真验证,并与改进人工势场（APF）算法进行比较,结果表明:所提方法学习效率高,收敛快速平稳;训练得到的自主避碰模型在2船和多船会遇场景下均能使船舶在安全距离上驶过,并且在复杂会遇场景中比改进APF算法避碰成功率高,避让2~4艘目标船时成功率高达99.233%,5~7艘目标船时成功率97.600%,8~10艘目标船时成功率94.166%;所提方法能有效应对来船的不协调行动,避碰实时性高,决策安全合理,航向变化快速平稳、震荡少、避碰路径光滑,比改进APF方法性能更强。      

危险模式免疫控制算法优化船舶避碰策略

危险模式免疫算法是仿照生物免疫系统和基因学的一种优化搜索方法,适用于复杂问题的求解.介绍危险模式免疫算法的原理.并将该算法应用于优化船舶避碰策略.结合船舶碰撞危险度及船舶运动数学模型等相关领域知识,实现了船舶避碰策略的优化.通过仿真验证了算法的有效性,从而为船舶避碰决策提供了新的方法和思路.