內河船舶操縱及避碰決策優(yōu)化研究.pdf

1、內河航運作為一種古老而又傳統(tǒng)的交通運輸方式，對保護環(huán)境，堅持可持續(xù)發(fā)展，不斷提高人們的生活質量越來越顯示出它的活力和優(yōu)越性。但內河航運也面臨著復雜的影響：內河船舶數量急劇增多，航行密度增大，內河船(隊)的規(guī)模越來越大，并向著大型化、高速化方向發(fā)展。再加上內河航運環(huán)境的復雜多變：河道彎曲、水位漲落不定、跨江橋梁林立、不同航區(qū)航段的水文特征差異較大、船舶種類多、船舶設備參差不齊以及駕駛人員素質差異較大等，致使內河船舶操縱日趨困難。如果在內河

2、發(fā)生水上交通事故，不僅會給國家和人民生命財產造成巨大損失，而且化學品船和油船等船舶的損壞還會造成當地水域大面積污染，隨之帶來不可估量的環(huán)境與社會問題。因此，如何防止船舶碰撞事故是內河船舶操縱及航行安全領域中一項亟需解決的研究課題。 作為內河船舶避碰決策優(yōu)化研究的基礎性工作，第2章對內河航行船舶的避碰操縱運動性能進行研究，首先根據一般船舶操縱運動數學模型，考慮內河航行環(huán)境影響，建立受風流及淺水影響的船舶操縱運動數學模型。在此基礎上

3、對內河船舶回轉運動、Z型運動的情況進行了數值模擬，重點考慮受環(huán)境干擾因素影響下的內河船舶操縱運動，以及內河船舶避碰操縱的運動特點。 第3章對受內河航道限制影響的船舶碰撞危險進行分析，在此基礎上，選取內河船舶碰撞危險綜合評判指標，建立內河船舶碰撞危險綜合評判模型，并運用模糊理論方法對船舶碰撞危險進行綜合評判。 國內外在機器人及航天器路徑規(guī)劃方面做了大量的研究工作，提出了很多避碰優(yōu)化思路及算法。第4章將借鑒這些研究成果，結合

4、船舶航行安全問題的特點，運用傳統(tǒng)和現代的優(yōu)化方法探討船舶避碰決策優(yōu)化。 第5章對現有避碰空間模型進行分析，嘗試建立一種新的避碰空間模型一船舶動態(tài)避碰空間模型(Ship Dynamic Collision Avoidance Space Model，SDCASM)，在此基礎上提出一種將遺傳算法與模擬退火算法相結合的新優(yōu)化算法——遺傳退火算法(Genetic Annealing Algorithm，GAA)用于避碰路徑優(yōu)化。