文档介绍：上侮廖事犬学硕士学位论文论文题目:指导教师:陈锦标副教授施朝健教授学科专业:作者姓名:基于遗传算法的船舶避碰决策研究交通信息工程及控制二五年六月王则胜完成日期:学校代码:级:论文编号:密
摘要群,利用适应度函数评价种群中个体的优劣,通过不断的进化,能够求得最优解或上海海事大学硕士学位论文随着计算机技术与信息技术的发展,航海领域的自动化和智能化研究成为航海科技工作者新的研究方向,研究船舶智能避碰系统目的就是寻求避碰局面下的最优避碰方案。遗传算法作为一种优化算法,在解决目标优化问题时,能够在求解速度和求取最优解中找到一个很好的平衡点。它以决策变量某种形式的编码为运算对象,从由众多方案组成的初始群体开始搜索,在搜索过程中能够自动获取和积累有关搜索空间的知识,并自适应地控制搜索过程。算法通过遗传操作算子产生新的种较优解。本文尝试将遗传算法应用于船舶避碰决策研究,在众多的避碰方案中,综合考虑安全、经济和国际海上避碰规则等因素,寻求出较优的避碰方案。本文首先分析国内外船舶智能避碰决策的现状,简单地阐述本课题的研究意义:第二章对船舶避碰的基本原理和船舶运动参数的计算方法进行分析,并分析避碰决策的目标和要求;第三章在阐述了遗传算法基本原理和特点的基础上,结合船舶避碰的原理,建立基于遗传算法的船舶避碰决策模型。该模型不仅充分考虑了船舶避让航线的安全性和经济性,而且考虑到避碰规则对船舶避碰的要求。设计三种基本的遗传操作算子对初始随机生成的众多避碰航线进行遗传操作,经过一定代数的进化,得出较优的避碰方案,并设计对算法的性能进行有效评价的方法。论文在第四章利用越⒌幕谝糯惴ǖ拇氨芘瞿P徒惺道抡妫ü对利用遗传算法求取的较优避让方案进行动态演示,检验结果的有效性,对结果进行一定的评价:最后,论文对课题的结论和不足之处进行总结,并对课题后继工作和值得研究的地方进行了讨论。本文所建立的基于遗传算法的避碰仿真系统,调试通过,从系统运行的情况来看,所建立的模型基本正确,系统运行的效率高,能够迅速提供决策的方案,通过不断地对模型和遗传操作算子进行改进和完善,该系统可作为船舶避碰的辅助决策系统,为船舶避碰决策提供重要的依据。关键词:船舶避碰,国际海上避碰规则,智能决策,遗传算法
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日期:逆作者签名:二篓里鱼兰作者签名:槔日期:垄型二么:笙论文独创性声明论文使用授权声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方夕;、,不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以上网公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密
第一章绪论船舶避碰决策的研究现状航海技术的不断发展不仅大大提高了航海的安全性,而且使船舶驾驶自动化程度日益提高,但船舶驾驶的完全自动化并没有实现,其中关键问题之一就是船舶自动避碰的实现。随着船舶数量的增多、吨位增大和速度提高,船舶碰撞事故仍时有发生,船舶的碰撞事故不仅给国家和企业带来巨大的经济损失,而且对环境造成及其恶劣的影响,其损失更是无可估量。因此,避免或者减少碰撞事故成为世界主要航海国家十分关注的问题,各国航海专家、学者对此进行了大量的研究。.獯氨芘鼍霾叩难芯肯肿自从有船舶运输以来,人类就从未停止过对船舶避碰问题的研究。早在帆船时代,人们就针对船舶操纵特点研究会遇时相互避碰的技术,并从碰撞事故中总结经验教训,提出一些技术性的规范,并形成了会遇几何殖票芘黾负的初步原理。为了避免碰撞事故而造成重大人命和财产损失,同时也为了在碰撞事故发生后判定当事双方的法律责任,各航海国家相继制定了具有法律规范和技术规范双重性质的海上避碰的法规。由于航海的国际化的发展,年第一个国际海上避碰规则出台了并在年正式生效,随后,海上避碰研究主要是围绕对国际海上避碰规则的解释、应用和修改进行的。随着船舶避碰设备如雷达、自动雷达标绘仪、甚高频⒋白远侗鹣低亢痛睾叫惺菁锹家等陆续安装和使用,以及人们使用信息论、系统论和控制论的理论成果来研究海上避碰问题,船舶避碰研究的向着更深和更广的方向发展。关于避碰几何的研究,世纪~年代,西方一些发达的航海国家开始运用避碰几何的方法,对避碰规则中一些重要的定性概念进行定量分析研究,从而大大推进了船舶避碰数学模型的研究。应该承认,避碰几何是避碰决策数学模型和避碰自动化研究及其系统建立的基础,尽管这方面的研究己