基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶避碰研究.pdf

1、近年來，隨著船舶交通事業(yè)的日益繁忙，海上交通事故次數(shù)逐年上升。其中，操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾鸬呐鲎彩鹿收加休^大比例。船舶避碰智能化研究對減少人為因素引起的碰撞事故具有現(xiàn)實(shí)而重要的意義。 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(FNN)是模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合，是近來研究的熱點(diǎn)之一。模糊推理系統(tǒng)本身不具備自學(xué)習(xí)能力，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又不能用模糊語言來表達(dá)人腦的推理功能，但模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就克服了兩者的缺點(diǎn)。模糊邏輯將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)結(jié)構(gòu)化，對權(quán)值進(jìn)行可能的解釋，使神

2、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易于為人們所理解，因此模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性好，泛化能力強(qiáng)，具有較好的魯棒性。 本文首先分析了船舶避碰的基本原理。主要做了以下工作：分析船舶碰撞事故發(fā)生的過程及其采取避碰的過程；對避碰規(guī)則規(guī)定的三種會遇局面進(jìn)行了定量劃分及對避碰行動局面進(jìn)行了劃分；根據(jù)目標(biāo)船方位和距離變化信息或本船與目標(biāo)船航向和航速信息確定DCPA和TCPA數(shù)學(xué)模型；船舶碰撞危險(xiǎn)度的定義和影響因素。 第二，研究模糊理論的基礎(chǔ)上，討論船舶避碰中的模糊

3、性，選擇影響碰撞危險(xiǎn)度因素，確定各影響參數(shù)的隸屬度，并用實(shí)例說明模糊理論在評價(jià)船舶危險(xiǎn)度中的應(yīng)用。 第三，探討了確定碰撞危險(xiǎn)度的快速BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過仿真，結(jié)果理想。最后，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具體在船舶避碰領(lǐng)域中的應(yīng)用。主要做了以下工作： ⑴模糊神經(jīng)推理網(wǎng)絡(luò)對船舶碰撞危險(xiǎn)的評判。提出了一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)過實(shí)例仿真計(jì)算,輸出結(jié)果精度較高,與實(shí)際情況相符合。結(jié)果表明，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理方法比單純的模糊推理系統(tǒng)更具優(yōu)勢。

4、 ⑵基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶避碰推理系統(tǒng)。提出了一個(gè)由三個(gè)子網(wǎng)絡(luò)組成的船舶避碰模糊神經(jīng)推理網(wǎng)絡(luò)，通過實(shí)例驗(yàn)證，是一種很好的船舶避碰決策方法。 ⑶船舶碰撞危險(xiǎn)的ANFIS方法的研究。不僅用ANFIS方法比較出比單純的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)勢，而且提出了一種改進(jìn)的ANFIS方法，通過仿真結(jié)果可知，具有比較好的效果。 本文研究表明，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠較好地運(yùn)用于船舶避碰相關(guān)領(lǐng)域，而且模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠推動船舶避碰智能化的發(fā)展