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基于典型岸基服务信息的海上船舶航线混合优化算法
| 论文题名： | 基于典型岸基服务信息的海上船舶航线混合优化算法 |
| 关键词： | 船舶航线;混合优化;A*算法;人工势场法;岸基服务信息 |
| 摘要： | 航线优化作为智能船舶的重要功能之一，是保障船舶安全智能航行的重要前提。在航行船舶接收到岸基发送的海上安全信息、水文气象信息等典型服务信息后，需要对周围航行环境模型进行更新，并重新为船舶规划一条安全、经济的新航线，同时该航线还需符合航海操纵习惯及优良船艺。本文主要工作如下： 本文通过对当前主流航线规划算法原理的研究，将A*算法与人工势场法有效结合，并综合考虑岸基服务信息，提出了基于典型岸基服务信息的海上船舶航线混合优化算法。 首先，本文对智能船舶以及船舶航线规划算法的现状进行了梳理，并对当前主流的A*算法与人工势场法这两种航线规划算法的理论基础知识进行了介绍，着重分析了这两种算法各自的功能与存在的缺陷； 之后，面向典型岸基服务信息下海上航行船舶航线优化的具体需求，本文设计了航线优化的具体策略，选择性结合了A*算法与人工势场法的优点，并融入道格拉斯-普克算法，提出了基于典型岸基服务信息的海上船舶航线混合优化算法，设计了一套新颖的海上船舶航线混合优化算法流程。该算法能够同时发挥A*算法和人工势场法的优点及特性，并有效规避二者的缺陷，生成的新航线能够满足海上航行船舶的良好船艺及操纵习惯； 其次，本文分析了典型岸基服务信息所包含的信息类型和种类，给出了混合算法中对船舶周围航行环境进行二值化建模的方法。该方法能够实现对典型岸基服务信息的有效表达，便于航线混合优化算法进行接收和处理； 最后，本文借助电子海图平台对上述所提模型和算法进行了实验验证，实现了海上航行船舶在接收到典型岸基服务信息后对计划航线进行重新规划及更新的功能； 综上所述，本文所提出的基于典型岸基服务信息的海上船舶航线混合优化算法与单独的航线规划算法相比，输出的计划航线既符合船舶安全航行要求，又满足海上航行船舶的优良船艺，论文所提出的航线混合优化算法具有较好的实际应用价值。 |
| 作者： | 杜逍遥 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张英俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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