文章目录

0 引 言

1 基于电子海图数据的航行水域环境建模

1.1 电子海图数据的Delaunay三角剖分算法

1.2 搜索禁航区范围

1.3 可航水域无向图构建

2 环境因素对航速影响的量化分析

2.1 船舶阻力模型

2.2 环境干扰力模型

    2.2.1 风对船体的作用力

    2.2.2 浪对船体的作用力

    2.2.3 流速与航速的矢量运算

2.3 航行环境中的船体力学模型

3 航线规划流程及求解方法

3.1 航线规划流程

3.2 求解方法

    3.2.1 构建船舶总阻力与航速图谱

    3.2.2 环境干扰力求解

    3.2.3 环境干扰下的无向图权值修正

4 算例分析

4.1 算例数据

4.2 结果与分析

    4.2.1 潮高因素影响分析

    4.2.2 Delaunay环境模型比较分析

    4.2.3 环境干扰力影响分析

5 结束语

文章摘要: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。

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