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为提升智能船舶航线自动设计方案的合理性,考虑船舶通航环境因素的影响,提出一种考虑水深、潮高、风、浪、流的智能船舶航线规划算法。基于Delaunay三角剖分算法,提出一种环境建模方法,利用船舶航行安全水深理论在环境模型中搜索禁航区。利用切线图法建立可航网络。基于船舶力学原理对船舶干扰力进行建模,提出一种在环境干扰力影响下的可航网络权值修正方法。将提出的智能船舶航线规划算法用于对浙江舟山衢山岛北部水域的实例分析。仿真结果表明,该算法能够为不同环境下的不同尺度船舶规划出合适的航线,也能够为相同船舶给出适应不同环境的规划结果,从而证明该算法的有效性。 相似文献
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针对目前船舶典型轨迹的挖掘多以轨迹段作为基本单元,导致聚类对象较为复杂且聚类参数难以确定的问题,本文提出一种基于改进K中心点聚类的船舶典型轨迹自适应挖掘算法。算法以轨迹点作为聚类对象,分析船舶的航速、航向特征并对轨迹点进行压缩;将分段均方根误差引入K中心点聚类算法,实现聚类参数的自适应选择;提取其中的聚类中心点作为轨迹特征点,得到不同类别船舶的典型轨迹。以天津港主航道船舶自动识别系统（automatic identification system, AIS）数据为例,基于地理信息系统平台ArcGIS实现聚类结果的可视化展示。实验结果表明,运用该算法得到的船舶典型轨迹与实际相符,自适应程度较高。研究结果对于辅助船舶轨迹异常检测及挖掘海上交通特征具有重要意义。 相似文献
3.
为解决在雾天背景下现有的船舶检测算法准确率低、召回率不高的问题,在YOLOv3网络的特征提取模块加入空间金字塔池化模块用以丰富特征图的表达能力,在特征融合模块引入频域通道注意力机制来抑制背景噪声,在预测模块采用K均值算法重新设计预测锚框大小以适应待检测目标的形状。实验结果表明：基于频域通道注意力的YOLOv3网络在雾天背景下对船舶的检测精度更高,在测试集上平均精确率可达到92.98%,准确率可达到93.06%,召回率可达到92.25%;检测速度可达到61帧/s。本文算法满足船舶实时检测的需求,为未来智能船舶的发展提出了一种兼顾准确率和实时性的船舶检测方法。 相似文献
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为降低海事监控视频图像背景中运动物体引起的杂波和噪声对船舶目标检测的影响,根据采集的可见光视频图像特性,提出一种海天背景下船舶目标自适应检测算法。将待检测图像进行预处理,使用自适应中值滤波和均值漂移(mean-shift)滤波对图像进行滤波去噪。采用密度峰聚类对传统K均值聚类算法进行改进,自适应确定初始聚类中心及其数量。对海面船舶进行自适应聚类分割。仿真实验显示:该算法的检测准确率为90.3%,验证了其准确性和可靠性;单帧视频图像的船舶目标检测用时可控制在100 ms以内,满足实时检测的要求。结果表明:该算法可以实现海天背景下船舶目标的准确、快速检测,为海上船舶目标跟踪奠定了可靠的基础。 相似文献
5.
为避免船舶搁浅、撞桥等事故的发生,研究针对复杂内河水网的航线规划算法及其应用模式。根据航道通航条件,设计内河水网的有向拓扑网络,并从添加航道约束条件、优化代价函数和估价函数三个方面对A^*算法进行改进,实现针对不同船舶参数的最优航线规划。结合船舶助航APP研究航线规划算法的应用方法,并以东莞水系为场景进行算法测试。结果表明,改进的A^*算法能够很好地应用于内河水网的航线规划,而且可在手机移动终端高效运行。研究的航线规划算法和应用模式对保障复杂水网的船舶航行安全具有重要的意义。 相似文献
6.
《浙江国际海运职业技术学院学报》2010,(4)
通航能力和通航需求的精益分析,对于区域航运业的发展有着重要的意义。航道船舶交通流量及相关货运信息的精确采集,是统计分析的基础。通过研究基于AIS(船舶自动识别系统)数据的航道交通流量采集的智能系统设计方案,论述了该智能系统的设计原理及主要算法、主要结构,重点说明了该系统中的智能船舶AIS信息跟踪记录控制模块的工作流程。 相似文献
7.
为解决船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据挖掘不够充分,对航路辨识分析不够全面等问题,提出一种基于改进谱聚类算法的数据挖掘方式。利用Sliding Window算法对船舶轨迹AIS数据进行压缩,减少数据冗余提高聚类效率。改进亲和距离函数,提出新的亲和矩阵的标准,提高聚类的稳定性,进一步对数据去噪,减少噪声敏感。通过优化初始中心对k均值算法进行改进,优化全局搜索能力,缓解初始值的选取对聚类效果的影响。以天津港AIS数据为样本进行算法验证。结果表明,该聚类算法能准确提取和划分某水域船舶主要航迹段,算法消耗系统资源少,计算速度快。改进后的算法可为航路辨识、分道通航制定等提供理论支持。 相似文献
8.
为提高船舶机舱状态监测的实时性和故障诊断的准确性,提出一种由数据获取、特征提取、特征选择和故障识别组成的智能状态监测和故障诊断框架,以及基于相对混乱度的特征选择方法和基于特征选择的支持向量机训练方法。该方法相比传统方法在故障识别准确率上有所提升,可达到94.46%,并且可有效缩短分类器计算耗时,最快可将其缩短77.8%。文中提出的算法框架、特征选择方法、基于特征选择的支持向量机训练方法和智能故障诊断方法相比现有方法有一定的优势,对机舱中回转机械设备的状态监测和故障诊断有一定的参考价值。 相似文献
9.
针对海上交通监控中船舶数量众多,且对具有潜在碰撞危险的船舶识别效率不高的问题,提出一种基于DBSCAN(带噪声的基于密度的空间聚类)的船舶会遇实时识别方法。根据海上交通风险监控的研究需求,分析船舶会遇局面的定义。运用墨卡托算法计算船舶之间的距离,采用DBSCAN算法进行船舶会遇聚类识别。基于浙江舟山群岛西南海域航行船舶的AIS数据,对设置不同船舶会遇距离的试验结果进行比较分析,结果表明:当船舶会遇距离为1 n mile时,可以将56艘船划分为7个会遇船舶类,占船舶总数的32.1%,每个会遇船舶类包括2~3艘船。将该方法运用到实际海上交通监控中,可对每个会遇船舶类中的船舶航行动态进行重点关注,降低海上交通监控人员的工作负担,提高海上交通监控的效率。 相似文献
10.
《上海海事大学学报》2021,(3)
针对目前船舶典型轨迹的挖掘多以轨迹段作为基本单元,导致聚类对象较为复杂且聚类参数难以确定的问题,本文提出一种基于改进K中心点聚类的船舶典型轨迹自适应挖掘算法。算法以轨迹点作为聚类对象,分析船舶的航速、航向特征并对轨迹点进行压缩;将分段均方根误差引入K中心点聚类算法,实现聚类参数的自适应选择;提取其中的聚类中心点作为轨迹特征点,得到不同类别船舶的典型轨迹。以天津港主航道船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据为例,基于地理信息系统平台ArcGIS实现聚类结果的可视化展示。实验结果表明,运用该算法得到的船舶典型轨迹与实际相符,自适应程度较高。研究结果对于辅助船舶轨迹异常检测及挖掘海上交通特征具有重要意义。 相似文献
11.
针对当前石油公司在液货船安全检查和准入审查中存在的非定量、非智能评估问题,引入人工智能技术构建液货船综合安全评估(formal safety assessment, FSA)专家系统模型。该模型将FSA方法与专家系统进行组合,前者通过风险识别、风险衡准和风险量化,解决报告的非定量评估和审查的主观性问题;后者引入K最近邻算法、加权赋值算法等解决审查评估的非智能化和效率低的问题。选取官方案例进行模型检验,其结果表明提出的模型能有效地帮助石油公司实现船舶准入审查的定量化、智能化,并能显著提高审查效率,降低人工评估的主观性影响。 相似文献
12.
为提高船舶风压差的预测精度,使船舶能够更快稳定在计划航线上以保障航行安全,提出一种基于主成分分析(principal component analysis, PCA)法和自适应粒子群优化(self-adaptive particle swarm optimization, SAPSO)算法的船舶风压差神经网络预测模型。该方法采用PCA法对航行数据进行预处理,然后将数据输入由SAPSO算法优化的BP神经网络中,改变以往通过复杂的数学建模计算风压差的方法,提高预测的时效性和准确性。利用实船数据对模型进行船舶风压差的实时预测仿真,结果验证了该预测模型具有较高的可靠性。 相似文献
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为提高船舶在复杂施工水域通行的安全性,提出一种基于Maklink图和布谷鸟搜索(cuckoo search, CS)算法的船舶路径规划方法。利用改进的Maklink图构建施工水域环境模型;设置变量参数并用改进的CS算法对模型进行求解,其中采用基于Dijkstra算法得到的最短路径长度作为种群个体的适应度值;采用3个衡量算法性能的指标——优化性能指标、时间性能指标和动态性能指标,对多种算法进行分析比较。结果表明,采用指数型自适应步长和线性自适应发现概率对CS算法进行改进,能提高其在路径规划中的搜索效率和迭代速度,并可以保证求出一定精度内的近似最优解,显示出该算法的优越性。 相似文献
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为进一步提高船舶航行动态预测的精度,提出将长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络应用到船舶航行动态预测。将船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据转化为航行动态时间序列数据用于LSTM网络的训练和测试。将预测结果与传统的航迹推算法、BP(back propagation)神经网络法等的预测结果进行对比,结果证明:基于LSTM网络的船舶航行动态预测模型具有精度高、鲁棒性强、通用性好等特点。预测结果可以为船舶交通管理中心(vessel traffic services,VTS)的监管提供参考,在预警船舶碰撞、搁浅等事故方面具有较高的实际应用价值。 相似文献
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针对海上风浪环境对船舶航行的干扰，利用遗传神经网络优化算法设计船舶航向控制器。利用分布式遗传算法（distributed genetic algorithm,DGA）并结合模拟退火算法对常规遗传算法(genetic algorithm,GA)进行改进。利用改进的GA对径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络进行优化。利用优化的RBF神经网络对系统不确定项进行逼近，并对控制输入进行补偿实现抗饱和控制。利用三阶干扰观测器对外部扰动实时跟踪并反馈到滑模控制器(sliding mode controller,SMC)设计中。借助SMC设计并结合李雅普诺夫稳定性理论推算出船舶运动控制律，实现船舶运动优化控制。通过实验验证了本文设计的控制器性能较现有的模糊PID控制器和神经网络SMC优越，系统达到稳定的时间短，平均超调量小。 相似文献
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为对船舶航行安全状况进行有效预测,利用支持向量回归(support vector regression, SVR)算法构建船舶航行安全评估模型。在分析影响船舶航行安全的因素的基础上,对船舶历史数据进行预处理后将其作为模型训练和测试的样本数据。实验结果表明:该模型评估准确度可达99.6%以上;在同一样本数据条件下,模型的评估准确度和稳定性均优于基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)构建的模型。模型的评估结果为水上交通管理部门的监管提供参考。 相似文献
17.
为实现船舶在航行中的设备检测和智能维护,对支持智能船舶的大数据分析方法进行研究,并结合大量实船运维数据,提出基于设备衰退机制的动态决策树模型,对船舶设备的衰退过程进行预测。将分析结果同步可视化到设备模型中,从而减少船舶运维中由设备故障带来的不确定性,提升船舶智能化水平。开发船舶智能运维管理系统,将大数据的集中分析能力、数据库的集成管理能力和3D可视化技术相结合,实现船舶的一体化和智能化管理与维护。 相似文献
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为节省搜救船舶的搜寻时间、提高搜救效率、减轻船员负担、提高搜救能力,提出搜救航线自动设计算法.该算法引入空间数据索引结构实现航行信息的快速检索,提出基于航行信息空间连通矩阵的改进蚁群算法快速计算最佳航线,最后根据搜救形势自动优化搜救船舶航线.实验结果表明,该算法在计算效率上比传统方法有很大改善,而且能够成功应用于各种复杂航行环境中搜救船舶的航线动态设计. 相似文献