基于IACO-GA的船舶動態(tài)航線規(guī)劃算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化和航運事業(yè)的快速發(fā)展，海洋船舶運輸在國家貿(mào)易中所占比重越來越大。大量的船舶運輸產(chǎn)生了巨大的能源消耗，也造成了巨大的空氣污染。而如何降低燃油消耗，減少空氣污染是綠色環(huán)保的目標之一。對船舶航線進行規(guī)劃，是有效降低燃油消耗最直接也最經(jīng)濟的方法。實際上，船舶航線規(guī)劃也是船舶航行過程中不可或缺的一部分，尤其是遠洋船舶航行，規(guī)劃是否合理不僅關系到船舶的安全航行，還影響到船舶安全航行的經(jīng)濟性和環(huán)保性。
　　本文研究的船舶動態(tài)航線規(guī)

2、劃是基于氣象定線技術，充分利用海洋動態(tài)氣象信息以及電子海圖地理信息，運用智能信息處理技術，在構建海洋網(wǎng)格系統(tǒng)環(huán)境模型的基礎上，使用IACO-GA融合算法準確搜索最優(yōu)航線的技術。文中主要考慮風浪對船舶航行的失速影響，并選用IACO-GA融合算法實現(xiàn)動態(tài)航線混合多目標優(yōu)化。
　　其主要特色如下：
　?。?）在航線搜索過程中，引入一種基于ArcGIS空間分析技術的航段可行性分析方法。使用ArcGIS空間分析技術，構建海岸線礙航物緩

3、沖區(qū)，然后檢測候選航段和該緩沖區(qū)是否相交進而判斷航段是否可行。對候選航段進行可行性分析，可提高船舶航行安全性和航線搜索效率。
　?。?）在航線規(guī)劃中引入混合多目標的優(yōu)化方法，進一步提高船舶航行的安全性。使用船舶航行的燃油消耗與根據(jù)氣象信息評估的風險度的加權和作為聚合目標函數(shù)權衡經(jīng)濟性和安全性，最終得到多目標的最優(yōu)解。并且可針對不同性能船舶，調(diào)整燃油消耗和風險度權重。
　?。?）在航線優(yōu)化中，選用IACO-GA融合算法進一步提

4、高算法的優(yōu)化性能。在融合算法中，選用ACS和MMAS結合的MMACS作為基本框架，在迭代過程中融入GA的交叉和變異算子提高IACO的全局搜索能力。在根據(jù)實時氣象信息實時計算航線代價并評估航線解的質(zhì)量進而確定搜索方向過程中，采用基于動態(tài)規(guī)劃的實時船舶失速計算和航線代價計算方法進行準確的航線代價計算，從而實現(xiàn)準確的航線規(guī)劃。
　　動態(tài)航線規(guī)劃系統(tǒng)以ArcGIS Engine10.2組件作為二次開發(fā)平臺，Java為開發(fā)平臺。該系統(tǒng)主要實