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基于文化萤火虫算法-广义回归神经网络的船舶交通流量预测

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上海交通大学学报 2020年第4期54卷 421-429页

作者：薛晗邵哲平潘家财张锋集美大学航海学院福建厦门361021

为了给海事部门提供科学准确的船舶交通流量预测,本文提出一种基于文化萤火虫算法(CFA)来优化广义回归神经网络(GRNN)的算法(CFA-GRNN),对船舶交通流量进行预测分析.介绍了基于自动识别系统(AIS)的航道交通流量统计方法.利用快速排斥试... 详细信息

为了给海事部门提供科学准确的船舶交通流量预测,本文提出一种基于文化萤火虫算法(CFA)来优化广义回归神经网络(GRNN)的算法(CFA-GRNN),对船舶交通流量进行预测分析.介绍了基于自动识别系统(AIS)的航道交通流量统计方法.利用快速排斥试验和跨立试验来判断船舶轨迹是否穿过航道某一断面的观测线,并将AIS数据中的经纬度数据转换为墨卡托平面坐标系数据.研究了GRNN的实现原理,CFA以GRNN输出均方差为适应度函数,以GRNN的输入层和隐含层中的权值、隐含层和输出层中的权值、隐含层的阈值及输出层的阈值为编码进行优化,进化目标是得到最合适、最优的神经网络结构.利用AIS收集统计到并经过预处理后的数据,应用CFA-GRNN对舟山螺头通航的船舶进行交通流量预测,并对试验结果和误差进行了统计分析.结果表明:CFA-GRNN与GRNN和萤火虫优化广义回归神经网络相比,泛化性能好,不易陷入局部最优,预测结果精度更高.本研究对船舶交通流量进行预测分析有着十分重要的理论和实际意义.

关键词：船舶交通流量预测广义回归神经网络文化算法萤火虫算法

基于模糊综合和模糊推理的搜救系统适应性评价

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基于模糊综合和模糊推理的搜救系统适应性评价

作者：潘家财大连海事大学

学位级别：硕士

随着我国社会经济的快速发展，特别是我国的对外贸易和航运业的发展，对我国海上搜救系统提出了更高的要求。但目前，我国海上搜救系统还很不完善。本文在对我国海上搜救系统进行深入而细致地调查研究的基础上，应用系统工程的理论和方... 详细信息

随着我国社会经济的快速发展，特别是我国的对外贸易和航运业的发展，对我国海上搜救系统提出了更高的要求。但目前，我国海上搜救系统还很不完善。本文在对我国海上搜救系统进行深入而细致地调查研究的基础上，应用系统工程的理论和方法，通过广泛征求专家学者的意见，建立了海上搜救系统适应性评价指标体系。并且对我国海上搜救系统的各方面进行分析和研究，结合模糊综合评价和模糊推理的各自优点，综合模糊综合评判和模糊推理两种方法对我国海上搜救系统的适应性水平进行评价，其结果是比较合理的。根据对海上搜救系统进行适应性定量评价结果，分析了海上搜救系统的运行情况，并据此有重点地加强和改善海上搜救系统。本研究的成果可为主管机关制定“十一五”的水路交通安全保障规划和今后加强与改善海上搜救系统提供参考。

关键词：海上搜救适应性综合评价模糊综合评判和模糊推理

基于文化萤火虫算法的足球机器人动态路径规划

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控制与决策 2018年第11期33卷 2015-2020页

作者：薛晗邵哲平潘家财方琼林集美大学航海学院福建厦门361021

提出一种基于文化算法框架的萤火虫优化算法,结合动态避障和滑模控制求解足球机器人动态路径规划问题,并利用数学定理证明算法的收敛性.根据足球机器人在比赛中承担任务的分工不同,分别对进攻和防守两种角色进行分析讨论,进攻时结合动... 详细信息

提出一种基于文化算法框架的萤火虫优化算法,结合动态避障和滑模控制求解足球机器人动态路径规划问题,并利用数学定理证明算法的收敛性.根据足球机器人在比赛中承担任务的分工不同,分别对进攻和防守两种角色进行分析讨论,进攻时结合动态避碰的方法平滑和修正规划的路径;防守时通过滑模控制跟踪足球或对手机器人的轨迹,利用CFA算法进行整定优化滑模控制的参数,计算出机器人的运行速度和角速度.以足球机器人比赛实例进行测试,实验结果证实所提出算法无论对无碰撞危险还是有多个障碍物机器人碰撞危险等不同情况,都具备有效性和高效性.考察路径采样点数、种群数量和进化迭代次数等参数变化对收敛性能的影响,并将所提出算法与PSO和ACO等进化计算算法进行性能比较,验证了算法更容易搜索到全局最优解,有更好的收敛性能.

关键词：文化算法萤火虫算法避碰路径规划滑模控制足球机器人

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基于线性矩阵不等式的船舶动力定位滑模控制

交通运输工程学报 2018年第5期18卷 119-129页

作者：薛晗邵哲平潘家财方琼林集美大学航海学院福建厦门361021

为了解决具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统的控制问题,提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模控制算法;将跟踪误差设计为滑模函数,设计线性矩阵不等式,求解状态反馈增益;基于二次型Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性;设计切换函... 详细信息

为了解决具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统的控制问题,提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模控制算法;将跟踪误差设计为滑模函数,设计线性矩阵不等式,求解状态反馈增益;基于二次型Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性;设计切换函数,使系统对不确定性和外加干扰具有较强的鲁棒性,避免出现抖振现象;对基于线性矩阵不等式的滑模控制器进行仿真,计算出动力定位船舶在无扰动的匀速运动和有外界环境扰动的变速运动2种不同情况下的前进速度、横荡速度、艏向角速度、前进加速度、横荡加速度、艏向角加速度、前进控制力、横荡控制力和艏向控制力矩等;分析了状态反馈增益线性矩阵、边界层、切换项增益等参数对控制性能的影响。研究结果表明:采用基本滑模控制使前进速度达到期望值所需的上升时间为29s,而新算法为15s,节约了48.28%;采用基本滑模控制使横荡速度达到期望值所需的上升时间为24s,而新算法为14s,节约了41.67%;采用基本滑模控制使艏向角速度达到期望值所需的上升时间为13s,而新算法为10s,节约了23.08%。可见,设计的控制器对有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统都具有较强的鲁棒性,具有控制输入连续、控制抖振小、不存在过高增益等特点。

关键词：船舶工程动力定位滑模控制线性矩阵不等式运动控制鲁棒性

基于厦门港的海上交通事故地理空间分布及风险预测研究

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地球信息科学学报 2022年第9期24卷 1676-1687页

作者：杨洋邵哲平赵强潘家财胡雨梅强集美大学航海学院厦门361021 船舶辅助导航技术国家地方联合工程研究中心厦门361021 上海海事大学商船学院上海201306 中科(厦门)数据智能研究院厦门361021

利用海上交通事故空间分布特征进行安全分析是海上交通安全管理的重要组成部分。本文使用厦门港2008—2020年的海上交通事故数据,经过事故数据空间分布特征提取、分析及预测等流程,最终得到厦门水域海上交通事故潜在危险区域。本文首先... 详细信息

利用海上交通事故空间分布特征进行安全分析是海上交通安全管理的重要组成部分。本文使用厦门港2008—2020年的海上交通事故数据,经过事故数据空间分布特征提取、分析及预测等流程,最终得到厦门水域海上交通事故潜在危险区域。本文首先使用原始事故数据在GIS软件中进行空间定位,形成事故点的可视化空间分布图,然后使用核密度分析法鉴别海上交通事故多发区域,再利用空间自相关分析法,得到该区域事故空间的分布特征和具体的聚集点,最后使用该分布特征、对目标水域数据进行标准化网格切分,并利用机器学习算法对潜在事故风险区域进行预测。本文在核密度分析结果中发现:就事故频度而言,厦门湾和西海域交通事故频度较高。在空间自相关分析的结果中表明:就空间分布特征而言,厦门港的空间分布出现聚集特征且为空间正相关模式,且就事故具体的空间聚集点而言,厦门湾和西海域仍是事故高发的中心区域。而最后的厦门湾及周边水域风险预测模型显示:潜在事故风险区域多位于沿海和河口交汇区域。本文研究结果表明在基于地理空间数据分布特征提取和网格化分析的基础上,结合机器学习方法(随机森林),对于海上交通事故的预测具有良好的效果。

关键词：海上交通事故空间分布特征核密度分析空间自相关分析事故预测随机森林厦门港风险

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亚丁湾水域交通特征分析及防海盗策略研究

中国航海 2011年第4期34卷 119-122页

作者：邵哲平潘家财集美大学航海学院厦门361021 厦门大学厦门361005 福建省仿脑智能系统重点实验室(厦门大学) 厦门361005

亚丁湾是船只快捷往来于地中海和印度洋的必经之地,是世界上公认的黄金水道,是各国贸易和能源运输的重要航线,过往商船很多。根据航海图书资料和护航期间的观测,阐述了亚丁湾水域的自然环境条件。根据采集到的航经亚丁湾水域船舶的船载... 详细信息

亚丁湾是船只快捷往来于地中海和印度洋的必经之地,是世界上公认的黄金水道,是各国贸易和能源运输的重要航线,过往商船很多。根据航海图书资料和护航期间的观测,阐述了亚丁湾水域的自然环境条件。根据采集到的航经亚丁湾水域船舶的船载AIS信息,归结亚丁湾水域的交通规律,得出航经亚丁湾水域的船舶体现了大型化、专业化的特征。根据索马里海盗活动的情况,分析亚丁湾及附近水域海盗活动的特点和疑似海盗小艇的特征。针对航经亚丁湾水域的船舶情况,提出了船舶防海盗的策略。在实际的护航工作应用中,该策略措施对船舶防海盗和保证船舶安全通过亚丁湾水域发挥了积极的作用。

关键词：水路运输亚丁湾交通特征索马里海盗防范策略航行安全护航编队

基于AIS数据挖掘的受限水域船舶动态领域研究

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地球信息科学学报 2018年第5期20卷 564-570页

作者：邵哲平周田瑞潘家财张智铭集美大学航海学院厦门361021

考虑到受限水域船舶类型、船舶长度以及速度对船舶领域的影响,本文基于船舶自动识别系统(Automatic Identification Systen,AIS)数据,建立受限水域内船舶动态领域模型。通过求取每一时刻目标船到本船的距离和相对方位,获得单船船位分布... 详细信息

考虑到受限水域船舶类型、船舶长度以及速度对船舶领域的影响,本文基于船舶自动识别系统(Automatic Identification Systen,AIS)数据,建立受限水域内船舶动态领域模型。通过求取每一时刻目标船到本船的距离和相对方位,获得单船船位分布图,然后对本船和目标船按船舶类型、船舶长度和船速进行分类,对同一类型单船船位分布图进行叠加,获得特定类型的船位分布图,采用数理统计方法确定船舶领域的边界,最终建立受限水域船舶动态领域模型。选用舟山港螺头水道AIS数据对该方法进行验证,共挖掘出19种不同类型的船舶动态领域模型。分析结果表明:货船对货船的船舶领域最小,油船对油船的船舶领域最大;船舶领域的长度随着船长,船速的增加而增加,且在长轴方向上增加的幅度要大于短轴方向;船舶领域长度与船舶长度的比值并非为定值,而是随着船长,船速的增加而递减,船速越大,递减的幅度越大。

关键词： AIS数据受限水域船舶领域船舶类型船舶长度船舶速度

黔南州少数民族地区幼儿教师现状调研——以黔南州贵定县学前教育为例

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经营管理者 2017年第23期 82-83页

作者：潘家财黔南民族幼儿师范高等专科学校

学前教育是国民教育体系中的重要组成部分,是一件重要的民生工程。研究少数民族地区幼儿教师的现状和存在的问题,探究改善和提高少数民族地区幼儿教师队伍建设的措施和对策,并在分析调研结果的基础上提出了如何加强幼儿教师队伍专业化... 详细信息

学前教育是国民教育体系中的重要组成部分,是一件重要的民生工程。研究少数民族地区幼儿教师的现状和存在的问题,探究改善和提高少数民族地区幼儿教师队伍建设的措施和对策,并在分析调研结果的基础上提出了如何加强幼儿教师队伍专业化建设的建议。

关键词：黔南州贵定幼儿教师对策建议

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安全管理体系运行有效性的评价

大连海事大学学报 2003年第4期29卷 5-8页

作者：郑中义潘家财吴兆麟大连海事大学航海学院辽宁大连116026

在总结归纳国际安全管理规则对船舶航运公司安全管理体系运行有关要求的基础上,通过广泛征求安全管理体系审核员、船舶航运公司管理人员和有关专家学者的意见,建立了安全管理体系运行有效性评价指标体系;运用模糊理论建立了安全管理体... 详细信息

在总结归纳国际安全管理规则对船舶航运公司安全管理体系运行有关要求的基础上,通过广泛征求安全管理体系审核员、船舶航运公司管理人员和有关专家学者的意见,建立了安全管理体系运行有效性评价指标体系;运用模糊理论建立了安全管理体系运行有效性定量评价数学模型;通过建立的数学模型对安全管理体系运行有效性进行具体的分析和评价,对进一步加强船舶航运公司安全管理及主管机关的管理决策都有一定的参考价值.

关键词：安全管理体系船舶航运公司运行有效性评价指标体系模糊理论