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基于云计算的舰船航行路径规划合理性评估模型构建

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舰船科学技术 2020年第18期42卷 28-30页

作者：张劲波张明辉广东创新科技职业学院信息工程学院

为了使舰船航行路径规划满足合理性要求,在云计算环境下提出基于云计算的舰船航行路径规划合理性评估模型构建。通过在云计算环境下,导入优化蚁群算法完成对船舶航行路径数据的全局规划计算,获得全局规划合理评估量;将获得的全局规划合... 详细信息

为了使舰船航行路径规划满足合理性要求,在云计算环境下提出基于云计算的舰船航行路径规划合理性评估模型构建。通过在云计算环境下,导入优化蚁群算法完成对船舶航行路径数据的全局规划计算,获得全局规划合理评估量;将获得的全局规划合理评估量导入规划合理性势场评估场景,通过计算得到舰船航行路径规划合理性评估模型,完成提出设计。为保证构建模型数据的客观有效,通过仿真实验对模型数据进行对比分析,并得出有效性结论。

关键词：云计算航行路径规划合理性评估模型

基于语音识别处理的植保无人机航行路径控制研究

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农机化研究 2024年第2期46卷 44-48页

作者：程永红王萌河北工业职业技术大学石家庄050091 河北公安警察职业学院石家庄050091

设计了基于HMM的语音识别处理算法,分析了植保无人机的结构与工作原理,并利用改进人工势场法对植保无人机的飞行控制和航行轨迹规划进行分析了研究。试验结果表明:语音控制控制准确度非常高,达到了90%及以上;植保无人机航行路径控制准确... 详细信息

设计了基于HMM的语音识别处理算法,分析了植保无人机的结构与工作原理,并利用改进人工势场法对植保无人机的飞行控制和航行轨迹规划进行分析了研究。试验结果表明:语音控制控制准确度非常高,达到了90%及以上;植保无人机航行路径控制准确,能够成功避开障碍物,并动态规划最优飞行路径。

关键词：植保无人机航行路径语音识别避障改进人工势场

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船舶极区格网惯性导航中航行路径校正方法

舰船科学技术 2021年第8期43卷 130-132页

作者：董志昂上海大学

船舶一旦进入极地地区,惯性导航系统就会失去效用,易导致航行路径偏离既定的航线。为此,设计一种极区格网惯性导航中航行路径校正方法。该方法分为两部分,第一部分通过格网北建立格网坐标系,第二部分以格网坐标系作为基准,建立惯性导航... 详细信息

船舶一旦进入极地地区,惯性导航系统就会失去效用,易导致航行路径偏离既定的航线。为此,设计一种极区格网惯性导航中航行路径校正方法。该方法分为两部分,第一部分通过格网北建立格网坐标系,第二部分以格网坐标系作为基准,建立惯性导航误差方程,并通过四元数法进行求解,得到船舶航行路径偏移误差值,以此驱使船舶回归既定航行路径。实验结果表明,应用该方法后,校正后的路径与原始既定航行路径之间的拟合优度接近于1,证明该方法有效。

关键词：极区惯性导航系统航行路径校正方法

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基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测研究

舰船科学技术 2020年第8期 16-18页

作者：杨德山重庆科创职业学院

针对传统船舶航行路径长度预测方法存在路径长度预测性能较差的问题,设计一种基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法。针对船舶航行路径实施环境建模,以处理和获取空间船舶航行路径的环境信息。利用构建的环境模型确定船舶航行路径的... 详细信息

针对传统船舶航行路径长度预测方法存在路径长度预测性能较差的问题,设计一种基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法。针对船舶航行路径实施环境建模,以处理和获取空间船舶航行路径的环境信息。利用构建的环境模型确定船舶航行路径的代价函数,函数中包括过大转弯角个数函数、平滑度函数与航程函数3个因素。根据船舶航行路径代价函数,基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行预测,首先需要基于曲线拟合对船舶航行路径长度进行量化,接着通过明示距离法对船舶航行路径长度进行预测。为了证明基于曲线拟合的船舶航行路径长度预测方法的路径长度预测性能较强,将传统船舶航行路径长度预测方法与该方法进行对比实验。实验结果证明该方法的路径长度预测性能优于传统方法,实现了性能突破。

关键词：曲线拟合船舶航行路径长度预测环境空间

应对突发事件的无人机监测任务分配和航行路径规划

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军事交通学院学报 2017年第4期19卷 90-94页

作者：薛文斌庞国楹汪志远军事交通学院国家应急交通运输装备工程技术研究中心天津300161 军事交通学院基础部天津300161

为优化无人机监测任务分配和航行路径,以2009年我国应用军用侦察机和无人机监测雅安地震灾情为研究始点,通过采用多目标优化理论建立受航行时间、航程、地形和天候等限制约束条件的多目标模型,研究以编队规模最小、航程最短、威胁系数... 详细信息

为优化无人机监测任务分配和航行路径,以2009年我国应用军用侦察机和无人机监测雅安地震灾情为研究始点,通过采用多目标优化理论建立受航行时间、航程、地形和天候等限制约束条件的多目标模型,研究以编队规模最小、航程最短、威胁系数最小为整体目标函数的无人机监测问题。利用粒子群算法进行模拟仿真,得到第一波次紧急监测过程以及优化决策后第二波次监测过程中,无人机具体监测任务分配、航行路径、每个监测点的监测时间、总航程和最优飞行次数等结论。最后,通过对比分析提出相应的监测任务分配和航行路径优化建议。

关键词：无人机监测任务分配航行路径多目标优化粒子群算法

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基于自适应遗传算法的水面舰艇航行路径优化

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2009年第2期33卷 382-385页

作者：吴建民王公宝海军工程大学理学院武汉430033

将水面舰艇航行路径分成若干个航路点,将各航路点位置的纵坐标与航速作为遗传参数.对航行路径的影响因素进行分析,确定适应度函数及约束条件.在遗传算法中采用自适应交叉概率和变异概率的方法来控制交叉和变异操作,加快收敛速度,利用自... 详细信息

将水面舰艇航行路径分成若干个航路点,将各航路点位置的纵坐标与航速作为遗传参数.对航行路径的影响因素进行分析,确定适应度函数及约束条件.在遗传算法中采用自适应交叉概率和变异概率的方法来控制交叉和变异操作,加快收敛速度,利用自适应遗传算法的全局寻优对航行路径进行选择.通过算例验证方法的有效性.

关键词：自适应遗传算法航行路径水面舰艇

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黄浦江上游水源地危险化学品运输风险评价及环境管理研究

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黄浦江上游水源地危险化学品运输风险评价及环境管理研究

作者：刘静华东师范大学

学位级别：硕士

当前,在高速的城市化进程之中,城市发展和饮用水源地保护之间的矛盾逐、渐显现。近年来,国内公开报道的一系列危险化学品“重大水源污染事件”,则加深了人们对突发性危险化学品污染事件的直观认识,城市水源地受到突发性危险化学品污染... 详细信息

当前,在高速的城市化进程之中,城市发展和饮用水源地保护之间的矛盾逐、渐显现。近年来,国内公开报道的一系列危险化学品“重大水源污染事件”,则加深了人们对突发性危险化学品污染事件的直观认识,城市水源地受到突发性危险化学品污染事件的威胁己成为不争的事实。黄浦江上游水源地具有开放性的特点,在承担供水职能的同时,还兼顾着航运、灌溉、观光、纳污等诸多功能,而船舶载运危险化学品在经过水源地时,无疑对水源地安全构成了很大的威胁。因此,本文从水源地安全角度出发,针对黄浦江上游水源地危险化学品运输种类、载运量以及路径进行全面深入地探讨,具有一定的现实意义。本论文主要依托上海市环保局项目“《上海市饮用水源地环境风险控制及对策研究》子课题05《黄浦江上游饮用水源保护区流动风险源调查评估》”,回顾和梳理了国内外对突发性水污染问题的相关研究,并重点关注了水源地危险化学品污染事故以及危险化学品管理的法律法规。针对黄浦江上游水源地危险品突发性污染事件,笔者通过望远镜观测、相机拍照、人工记录等方式对黄浦江上游水源地危险化学品船舶流量进行实地调研,确定水源地确实有危险化学品船舶经过,并观测到危险品船舶的标志是一个B字型的小旗。为弥补现场观测时存在远距离观测的局限性,又采用在黄浦江内河各海事所下发船舶载运危险化学品问卷的调查方式,对黄浦江上游水源地船舶载运危险化学品种类、载运量和路径进行全面深入地探讨,得出一个月之内航行路径经过黄浦江上游水源保护区的危险品船舶共有97只,这97只危险化学品船舶分为八条航线,其中经过金卫海事所的航线通过的危险化学品船只最多,达58只,并得出船舶所运输的化学品多于油品,且油品中运输最多的是柴油和汽油,化学品中运输最多的是液碱和盐酸。在得到黄浦江上游水源地危险化学品船舶运输的种类、载运量及路径之后,论文在传统故障树分析法基础上进行改进,将对水源地造成影响的危害度分析纳入故障树中,求出故障树的最小割集以及结构重要度,分析出最大的影响因子是通航密度;并得出八条航线的风险表征值,分析出风险最大的是通过金卫海事所的航线,最后,论文还构建黄浦江上游水源地船舶载运危险化学品的网状框架图,更加清晰的表现黄浦江上游水源地船舶危险化学品种类、载运量、航线、风险大小等,以便对黄浦江上游水源地危险化学品风险更加直观清晰的认识,并基于实地调研、问卷调查以及风险评价,提出降低风险的对策措施,以期为水源地的危险化学品管理提供依据。

关键词：黄浦江上游水源地危险化学品故障树分析法航行路径环境管理

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排放控制区下班轮航速与航路优化问题研究

排放控制区下班轮航速与航路优化问题研究

作者：戚美玉大连海事大学

学位级别：硕士

为保护海洋及沿海地区的环境,国际海事组织(International Maritime Organization,简称IMO)先后设立了 4个排放控制区(Emission Control Areas,简称ECAs)来限制船舶硫氧化物(SOx)的排放。为了改善我国沿海地区环境,减少船舶排放,我国也... 详细信息

为保护海洋及沿海地区的环境,国际海事组织(International Maritime Organization,简称IMO)先后设立了 4个排放控制区(Emission Control Areas,简称ECAs)来限制船舶硫氧化物(SOx)的排放。为了改善我国沿海地区环境,减少船舶排放,我国也设立了国内排放控制区(Domestic Emission Control Areas,简称DECAs)。有调查显示,为满足ECA船舶硫氧化物的排放要求,船公司采用换油(Fuel Switching)、安装脱硫塔(Exhaust Gas Cleaning System)、使用液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称 LNG)等策略,其中换油策略是船公司最常用的策略,即在ECA区域内航行时必须使用硫含量低于0.1%m/m的船用燃油。2020年开始实施的全球“限硫令”进一步要求所有船舶在ECA区域外航行时也必须使用硫含量低于0.5%m/m的船用燃油,而这势必会造成船舶燃油成本的增长。因此,面对ECA硫排放限制带来的成本压力,如何制定合理的船舶航行方案对船舶航行路径(简称航路)、航速及船队规模进行优化来缓解经济压力是当前班轮运输行业需要思考的重要课题。本文在以往关于排放控制区下班轮航速与航路优化问题研究的基础上,改进了以往研究问题假设的合理性。同时对船舶航路与航速优化问题的求解方法进行改进,即利用Karush-Kuhn-Tucker(简称KKT)条件进行求解。本文的主要研究工作如下:(1)通过阅读文献和资料对排放控制区下班轮航速与航路优化问题进行总结和整理,发现以往的研究不考虑班轮运输中的周服务频率(Weekly Service Frequency),并且备选的航路是给定的。本文研究的班轮航速与航路优化问题考虑周服务频率,同时也考虑船队分配(Fleet Deployment)问题。(2)以换油策略为基础,即ECA内使用船用轻柴油(Marine Gas Oil,简称MGO),在ECA外使用极低硫燃油(Very Low Sulfur Fuel Oil,简称VLSFO),重点研究了排放控制区对班轮航路的影响。为了描述排放控制区内外不同的航行距离,本文引入了班轮航线沿线港口之间不同的航路,包括最短航路和最长航路,其中最短航路是使班轮航线总航行距离最小的航路,而最长航路是使ECA内航行距离最小的航路。(3)为研究班轮航速与航路优化问题,针对单条班轮航线,构建了一个混合整数非线性规划模型(记为模型P)。该模型以最小化船舶总运营成本为目标,确定了最优船队规模、航速和航行路径。为求解模型P,本文首先研究和求解船队规模已知情况下的简化模型(记为模型RP),并利用KKT条件推导出不同情况下可能的最优解。将模型P中船队规模决策的整数变量松弛为连续变量,基于一阶最优性条件可以获得最优的船队规模。然后基于模型RP,可以得到模型P的最优解。(4)从某班轮航运公司搜集了四条不同情况的班轮航线,以这些数据为基础对上文推导得出得解析解以及理论结果进行验证分析,证明其最优性与合理性。并且本文的算例分析表明,在大多数实际情况下,最短的航行路径为最优航路。

关键词：排放控制区混合整数非线性规划班轮运输航行路径