详情

原文传递船舶交通事故混沌预测研究

论文题名：	船舶交通事故混沌预测研究
关键词：	船舶交通事故;时间序列;混沌预测;事故混沌理论;故障树分析;预测精度
摘要：	船舶交通事故预测对海事监管、预警有着极为重要的作用。船舶交通事故是一个受多种因素影响的随机事件。环境、船舶操作人员等信息不确定，人、船舶、环境相互影响包含着相互耦合的多种线性过程，船舶行驶中各因素随时间、空间的变化而变化，其复杂性、多变性、不可知性构成船舶交通事故的高度非线性。在各种因素相互的作用下，船舶交通事故表现出极其复杂而难以精确预测的演化特征。而随着非线性理论的发展，特别是混沌理论的发展，毋须专门分别考虑各种影响因素就能对船舶交通事故预测成为可能。本文将混沌理论运用到船舶交通事故预测中，借鉴其它领域的分析思路与方法，从混沌的角度研究船舶交通事故的预测，是一种新的尝试，具体内容和研究成果概括如下：本文首先对混沌及相空间重构理论的原理进行了阐述，比较了几种计算相空间重构参数的方法和特点。通过相空间重构将混沌理论引入到船舶交通事故时间序列分析当中，在高维空间中恢复混沌吸引子，从而体现出混沌系统的规律性。第二，在对混沌理论研究的基础上，采用事故混沌理论，并利用事故混沌理论和故障树分析法，结合船舶交通事故的非线性特征，建立船舶交通事故的混沌动力学模型，从定性和定量的角度对船舶交通事故具有的混沌特性进行分析。第三，为了提高预测精度，解决相空间重构参数选取对预测精度影响和预测尺度等关键问题，本文对混沌预测模型进行深入研究的基础上，重点研究了基于相空间重构的最大Lyapunov指数预测模型和加权一阶局域预测模型，并结合Lorenz映射500点小数据量进行仿真分析。然后针对传统方法在预测精度和预测尺度上的不足，建立了改进的自适应局域预测模型，完成了仿真实验，结果分析表明，通过预测模型的改进可以进一步的提高预测精度和尺度。最后，针对船舶交通事故数据噪声干扰大，时间序列短的实际情况，结合小波理论在控制奇异点，消除噪声效果良好的特点，采用了基于小波去噪的自适应混沌预测模型进行事故预测，在一定程度上提高了预测的精确度，能够较好的满足实际应用的要求。
作者：	华清
专业：	轮机工程
导师：	高岚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文