智能船舶局部路径规划的研究与仿真开题报告

全文总字数：7796字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

在计算机、互联网、大数据的发展背景下，各行业已逐步走向智能化发展的道路。出于应对运营成本增长、船舶操作复杂化以及环保法规日趋严格的需求，近年来航运界不断增加对智能船舶的技术投入。我国政府在《中国制造2025》中明确、重点指出，船舶与航运业的智能化发展，已是其中之一的要务。工业和信息化部、交通运输部、国防科工局日前联合印发《智能船舶发展行动计划（2019-2021年）》。《行动计划》明确提出，经过三年努力，形成我国智能船舶发展顶层规划，初步建立智能船舶规范标准体系，突破航行态势智能感知、自动靠离泊等核心技术，完成相关重点智能设备系统研制，实现远程遥控、自主航行等功能的典型场景试点示范，扩大典型智能船舶“一个平台 n个智能应用”的示范推广，初步形成智能船舶虚实结合、岸海一体的综合测试与验证能力，保持我国智能船舶发展与世界先进水平同步^[1]。

智能船舶融合了现代信息技术和人工智能等新技术，具有安全可靠、节能环保、经济高效等显著特点，是未来船舶发展的重点方向。为深入贯彻落实党中央、国务院关于建设制造强国、海洋强国、交通强国的战略部署，抢抓发展机遇，促进船舶工业供给侧结构性改革，提升船舶工业核心竞争力，实现我国船舶工业高质量发展，现在需要为大力发展智能船舶制定行动计划。

在《智能船舶规范中》将智能船舶的功能分为了智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台六个方面。智能船舶的路径规划研究，即是智能航行的重要研究内容。海上智能船舶，具有高速度，高机动性，高工作精度，高工作危险度的特点^[3]。所以，智能化的路径规划研究对其性能上的提升，尤为重要。

2. 研究的基本内容与方案

1.3研究内容、目标、方案、技术路线

1.3.1研究内容与目标

本论文主要是研究智能船舶的局部路径规划问题。通过查阅、分析大量国内外近年的文献，并对其进行归纳整理，形成本论文研究的主体思想。以一艘小型智能船舶为研究对象，假定其操纵性能可以实现在短距离，短时间内完成转首、回转、降速等操作，以达到对目标障碍物的避碰。再以《海上避碰规则指南》为指导，并且在不考虑风、浪、流的开阔水域下，设计一套小型智能船舶的局部路径规划多种群遗传算法，实现在未知海况下，对一定范围内检测到的静态障碍物进行自主避碰，并且要求路径最优化。对两船会遇情况下的自主避碰问题，进行分析计算，根据不同会遇态势进行不同的避碰决策，最终达到路径最优并且能够在完成避碰后回归到原来的航线。对于本论文研究的多种群遗传算法，会通过matlab进行仿真验证。

本文研究的具体内容为：

（1）船舶局部避障的定义，局部避障过程及工作原理的阐述。

3. 研究计划与安排

1.4进度安排

第1周

根据论文题目收集相关主题资料，包括智能船舶定义及分类、避障基本原理、局部避障策略方法等相关论文资料及出版物。

第2周

4. 参考文献（12篇以上）

1.5参考文献

[1]. 工业和信息化部，交通运输部，国防科工局.三部门联合印发《智能船舶发展行动计划（2019-2021年）》.[eb].http://www.miit.gov.cn/n1146290/

n4388791/c6567958/content.html.

[2]. 盛振邦等.《船舶原理》（下册）.上海交通大学出版社，2004.