【摘 要】
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船舶避碰一直是航运业的研究热点,因为船舶在航行过程中一旦发生碰撞事故,高价值的船舶及其运输的货物会遭受损失,船员、旅客的生命安全也会受到威胁,并且碰撞事故一旦对海洋
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船舶避碰一直是航运业的研究热点,因为船舶在航行过程中一旦发生碰撞事故,高价值的船舶及其运输的货物会遭受损失,船员、旅客的生命安全也会受到威胁,并且碰撞事故一旦对海洋环境造成污染,其代价往往是巨大的。避碰路径规划是保证船舶安全航行的一个关键环节,因此对船舶进行避碰路径规划是极为重要的。避碰路径规划往往分为环境建模以及路径搜索两部分。目前的环境建模方法一般用于障碍物间距较大的水域,在障碍物间距有限的水域(狭窄水域),利用传统算法求得的路径可能为非安全路径。此外,现有的船舶避碰路径规划研究中,同时考虑动、静态障碍物的研究相对较少。针对狭窄水域的船舶避碰路径规划问题,提出了一种改进切线图法的环境建模算法,再用 Dijkstra 算法进行路径搜索(Improved Tangent Line and Dijkstra Algorithm,以下简称ITLDA),即可求解该问题。为验证ITLDA算法的性能,利用Maklink链接图进行环境建模、Dijkstra算法进行初步避碰路径搜索、遗传算法进行路径优化(Maklink Dijkstra and Genetic Algorithm,以下简称 MDGA),并将 MDGA 算法与 ITLDA 算法的路径规划效果进行了对比,验证了 ITLDA算法的性能。针对静态障碍区和动态船舶同时存在的复杂水域内的船舶避碰路径规划问题,设计了一种改进人工势场法,即对动态船舶和静态障碍区分别设计了改进的势场函数。改进势场使得本船在避让动态目标船的过程中能够满足《国际海上避碰规则》(以下简称《规则》)的要求。为了验证算法性能,进行了仿真实验。实验结果表明:该方法能够让本船成功避让动静态目标,其避碰过程符合《规则》的相关要求。
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