基于航行計(jì)劃信息的船舶自動(dòng)協(xié)商避碰決策的研究.pdf

1、自20世紀(jì)50年代以來，許多專家和學(xué)者對船舶自動(dòng)避碰系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)了多個(gè)船舶自動(dòng)避碰專家系統(tǒng)和模糊專家系統(tǒng)。然而，當(dāng)兩艘船舶處于困難會遇局面的情況下，即在單憑讓路船采取行動(dòng)可能需要花費(fèi)較高的代價(jià)的情況下，船舶自動(dòng)避碰專家系統(tǒng)不能像駕駛?cè)藛T一樣進(jìn)行協(xié)商避碰，而往往根據(jù)《國際海上避碰規(guī)則》和專家經(jīng)驗(yàn)獲得一個(gè)避碰方案。因此，這往往是不經(jīng)濟(jì)的。 隨著AIS技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，利用人工智能的協(xié)商技術(shù)，使兩船之間在困難會遇局面

2、情況下的交流和協(xié)商成為可能，也就是說兩船可以加強(qiáng)交流，積極協(xié)商，相互合作，彼此做出讓步，從而使兩船整體避碰方案的代價(jià)更小，同時(shí)盡可能地減少兩船之間的不協(xié)調(diào)行動(dòng)。 基于以上的考慮，從船舶的安全和經(jīng)濟(jì)出發(fā)，我們向中國教育部(20050254001)提出了“基于協(xié)同學(xué)的船舶自動(dòng)避碰決策的研究”的申請并獲得立項(xiàng)。而本文主要研究了其中的一部分，即基于航行計(jì)劃信息的兩船自動(dòng)協(xié)商避碰決策的研究。該方法不但使兩船能夠在困難會遇局面的情況下，通過

3、協(xié)商得到一個(gè)比專家系統(tǒng)更加合理的避碰方案，而且能夠更加真實(shí)地反映船舶偏離計(jì)劃航線和接近轉(zhuǎn)向點(diǎn)時(shí)駕駛?cè)藛T的心理狀態(tài)。 本文主要完成的工作有： (1)根據(jù)避碰規(guī)則對三種會遇局面進(jìn)行了定量的劃分，給出了自動(dòng)避碰決策仿真系統(tǒng)坐標(biāo)系和有關(guān)船舶避碰參數(shù)的計(jì)算方法，建立合理的協(xié)商避碰中的船舶碰撞危險(xiǎn)度模型。 (2)對在時(shí)間受到限制，不完全信息的情況下的協(xié)商技術(shù)及Boulware函數(shù)和Conceder函數(shù)模型進(jìn)行了研究，建立基于

4、航行計(jì)劃信息的船舶自動(dòng)協(xié)商避碰模型，其中包括船舶的偏好模型、代價(jià)函數(shù)模型、協(xié)商協(xié)議模型、推理機(jī)制模型等。這些模型不但考慮船舶在海上避碰時(shí)時(shí)間受限和信息不完全等問題，而且包括船舶偏離計(jì)劃航線和接近轉(zhuǎn)向點(diǎn)時(shí)駕駛?cè)藛T協(xié)商時(shí)的心理動(dòng)機(jī)等問題。 (3)建立船舶自動(dòng)協(xié)商避碰的仿真系統(tǒng)。將上述的模型應(yīng)用到該系統(tǒng)，結(jié)果基本上與實(shí)際的要求相符合。 本文所提出的基于航行計(jì)劃信息的船舶自動(dòng)協(xié)商避碰的方法，在一定程度上提高了船舶自動(dòng)避碰的技術(shù)可