基于蟻群算法的船舶航線設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、隨著科技的不斷進(jìn)步,船舶航行正逐漸向著智能化的方向發(fā)展。在船舶智能化航行實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,航線設(shè)計(jì)無(wú)疑是關(guān)鍵技術(shù)之一。論文以船舶航行智能化研究為背景,以研究新的理論和方法為前提、解決工程實(shí)際問(wèn)題為目的,對(duì)船舶智能航線設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了深入、透徹的研究。主要研究了路徑規(guī)劃問(wèn)題、船舶航線設(shè)計(jì)中的環(huán)境建模問(wèn)題以及利用蟻群算法進(jìn)行全局路線搜索問(wèn)題。論文的主要工作如下:
　　 首先歸納總結(jié)了路徑規(guī)劃問(wèn)題的基本內(nèi)容與特點(diǎn),并對(duì)路徑規(guī)劃的環(huán)境建模和路徑

2、搜索兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析。對(duì)多種環(huán)境建模方法進(jìn)行比較分析,同時(shí)較深入研究了常用于路徑規(guī)劃的幾種智能算法。其次深入研究了基本蟻群算法的原理及蟻群優(yōu)化算法。在此基礎(chǔ)上分析了蟻群算法的主要參數(shù)對(duì)算法性能的影響并采用MATLAB進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。論文總結(jié)了航線設(shè)計(jì)問(wèn)題的特點(diǎn),分析了與旅行商問(wèn)題(TSP)問(wèn)題之間的差異。為克服蟻群算法速度慢、易早熟等缺陷,引入了根據(jù)尋優(yōu)過(guò)程中解的分布均勻度,動(dòng)態(tài)調(diào)整信息素更新策略和狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的思想提高算法性能。

3、通過(guò)這種動(dòng)態(tài)調(diào)整可以在加快收斂速度和防止早熟、停滯現(xiàn)象之間取得良好的平衡。針對(duì)船舶航行環(huán)境的特點(diǎn),對(duì)船舶航線設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析。采用了鏈接圖(MAKLINK)法進(jìn)行環(huán)境建模。在對(duì)多種現(xiàn)有算法進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上,選擇蟻群算法作為航線設(shè)計(jì)的基本算法。對(duì)蟻群算法應(yīng)用于航線設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。定義了航線評(píng)價(jià)函數(shù)對(duì)最終的航線進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。提出航線平滑方法對(duì)生成的航線進(jìn)行平滑優(yōu)化,使航線更接近于真實(shí)航線。最后采用MAKLINK法建立