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基于电子海图的船舶智能航线优化
| 论文题名： | 基于电子海图的船舶智能航线优化 |
| 关键词： | 船舶航行;气象航线;电子海图;耐波性理论 |
| 摘要： | 目前，全球航运贸易繁荣，船舶航行的安全性、经济性受到广泛关注。恶劣的海洋气象会降低船舶运输效率，甚至导致航行事故。气象航线可以保证航行安全和缩短航行时间，但气象航线自动化设计程度低，不符合船舶智能化发展的趋势。 为使船舶绕开恶劣气象区域，本文提出一种考虑海洋气象动态性和复杂性的船舶气象航线智能优化方法，使船舶能够根据阶段性的预报信息对航线进行全局优化，从而保证航线更加安全、高效。本文主要研究内容分为动态网络环境构建和基于风、浪对船舶航速影响的A*算法应用。 针对远洋航线跨度大、海洋中碍航物相对稀疏的特点，通过限制搜索区域和搜索方向，减小算法的搜索规模，提升搜索效率。针对船舶远洋航行时间长，静态海洋环境表现性差的问题，借鉴动态规划方法，将优化过程分为若干个阶段，预估船舶到达各阶段的时间，以此预估各阶段的气象，实现海洋气象随时间的动态变化。根据船舶到达各阶段的实际时间，更新剩余阶段的预报信息，以减小预估时间的误差。 根据船舶耐波性理论，计算船舶在风浪环境中的失速；将风、浪对船舶的失速影响加入到代价值的计算中，以航速为评估要素进行代价函数设计；通过改进的A*算法，基于动态网络环境模型，设计一条可以避开恶劣气象、缩短航线时间的气象航线。 基于MATLAB进行仿真实验，结果表明本文提出的船舶气象航线智能优化方法，能够使船舶避开大风浪区等非适航区域，并减小风、浪引起的船舶失速，缩短航行时间。使用气象航线的智能优化方法，对提升船舶运输效率和航行安全有重要意义。 |
| 作者： | 苏鹏华 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 尹勇 |
| 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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