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海盗袭击风险下基于序贯博弈的护航查证路径动态优化
| 论文题名： | 海盗袭击风险下基于序贯博弈的护航查证路径动态优化 |
| 关键词： | 护航查证路径;海盗袭击风险;序贯博弈;动态优化;航速变化 |
| 摘要： | 目前,依靠海上武装力量为商船实施护航是保障海盗活动区域运输安全的主要手段。护航过程中，当有可疑船只在商船附近出现时，护航舰船往往需要派遣直升机、快艇等护航设备，选择适当的路径对其进行查证，进而消除潜在的海盗攻击隐患。然而，与常见的车辆路径问题不同，海盗的攻击行为往往具有高度的战略性特征；他们可以根据护航设备的行动规律精心策划攻击路径，寻找护航的薄弱环节实施劫持。可以说，海盗袭击行为的高度战略性特征，使得可疑船只查证路径的决策活动面临较高的失败风险。在此背景下，考虑海盗攻击行为的战略性特征合理选择护航设备的查证路径，提高被护航船舶的通航安全水平，就成为海上护航行动决策中亟待解决的关键问题之一。针对这一现实需求，本文主要开展了以下工作： （1）文章提出了一个基于序贯博弈的护航查证路径动态优化模型，用以描述海盗攻击路径决策与护航查证路径决策的互动序列结构。模型中，海盗首先选择行动，并可依据护航设备的行动历史调整攻击路径；而护航设备则依据海盗的行动历史动态调整其查证路径。 （2）为求解模型，文章基于子博弈精炼均衡思想设计了一个护航查证网络重构算法。该算法可以根据每一阶段可疑船只的位置变化动态调整查证的网络结构，重新生成护航设备需要查证的可疑船只、可行的查证路径以及查证的时间窗等；进而可以构建新的车辆路径模型获得新的查证路径。 （3）为评估模型及算法的性能，考虑护航设备的航速变化及可疑船只的数量变化给出多个情境下的仿真算例，采用随机和蓄意等两类不同的海盗攻击策略，应用本文提出的动态优化方法分别测算护航的成功率，并与静态优化方法的护航成功率进行了对比。 算例结果显示：①当查证策略和仿真情境相同时，随机攻击下护航的成功率均明显高于蓄意攻击下护航的成功率，这说明海盗袭击行为的战略性特征对护航查证的成功率影响显著。②当攻击策略和仿真情境相同时，本文提出的动态优化方法相较静态优化方法在两类情境下的护航成功率平均提高了39％和44%；这说明应对海盗攻击的方式会直接影响护航的成功率。③当活动区域内可疑船只数量增加时，护航查证的成功率总体上呈下降趋势；然而，在降幅上动态方法明显低于静态方法；这说明动态策略可以更好的维持护航的成功率，提高护航安全水平。以上结果表明，本文提出的动态优化方法可以有效提升护航的成功率，对进一步提高护航查证路径决策活动的科学水平具有借鉴意义。 |
| 作者： | 朱丽丽 |
| 专业： | 物流工程 |
| 导师： | 佟士祺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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