內(nèi)河船舶操縱及避碰決策優(yōu)化研究.pdf

1、內(nèi)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(zhì)量越來越顯示出它的活力和優(yōu)越性。但內(nèi)河航運也面臨著復(fù)雜的影響：內(nèi)河船舶數(shù)量急劇增多，航行密度增大，內(nèi)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(nèi)河航運環(huán)境的復(fù)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(shè)備參差不齊以及駕駛?cè)藛T素質(zhì)差異較大等，致使內(nèi)河船舶操縱日趨困難。如果在內(nèi)河

2、發(fā)生水上交通事故，不僅會給國家和人民生命財產(chǎn)造成巨大損失，而且化學(xué)品船和油船等船舶的損壞還會造成當(dāng)?shù)厮虼竺娣e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(nèi)河船舶操縱及航行安全領(lǐng)域中一項亟需解決的研究課題。 作為內(nèi)河船舶避碰決策優(yōu)化研究的基礎(chǔ)性工作，第2章對內(nèi)河航行船舶的避碰操縱運動性能進行研究，首先根據(jù)一般船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，考慮內(nèi)河航行環(huán)境影響，建立受風(fēng)流及淺水影響的船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上

3、對內(nèi)河船舶回轉(zhuǎn)運動、Z型運動的情況進行了數(shù)值模擬，重點考慮受環(huán)境干擾因素影響下的內(nèi)河船舶操縱運動，以及內(nèi)河船舶避碰操縱的運動特點。 第3章對受內(nèi)河航道限制影響的船舶碰撞危險進行分析，在此基礎(chǔ)上，選取內(nèi)河船舶碰撞危險綜合評判指標(biāo)，建立內(nèi)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(nèi)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(jié)合

4、船舶航行安全問題的特點，運用傳統(tǒng)和現(xiàn)代的優(yōu)化方法探討船舶避碰決策優(yōu)化。 第5章對現(xiàn)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(chǔ)上提出一種將遺傳算法與模擬退火算法相結(jié)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。