一种辅助船舶进行避碰决策的方法

摘要

本发明涉及一种辅助船舶进行避碰决策的方法，它将遗传算法根据实际情况进行自适应改造后首次应用于船舶避碰领域，在整个选优过程中，结合船舶避碰相关理论，每一步都建立了量化公式来计算，不需要专家或驾驶员来确定评判指标，所以最大限度减少了人为因素的影响，使得结果具有较强的客观性，进而解决了由于船舶碰撞造成生命和财产损失的问题。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于船舶避碰领域。

主权项

一种辅助船舶进行避碰决策的方法，它包括以下步骤：1)针对船舶本身的每一航向和航速进行编码，并将每一航向和航速的编码串联在一起形成一个染色体X_i，该染色体共Q位，形成n条染色体作为该船舶的初始种群Φ＝{X₁，X₂，...，X_n}，i＝1,2,...,n；2)计算初始种群中每个染色体X_i的适应度值f(X_i)，利用该适应度值f(X_i)计算该染色体被选中的概率P_i，利用随机数生成器随机产生[0，1]内的随机数r_p，并判断二者的大小关系：若r_p＜P_i，X_i被保留，否则X_i被淘汰，且种群中剩余染色体的数量为M；3)求出种群中染色体的最大适应值f_max和平均适应值f_avg，并根据二者计算交叉概率P_c；4)从[1，M]中产生2个随机数i和j，且i≠j，决定两个进行交叉的染色体X_i和X_j；从[1，Q]中产生一个随机数k决定染色体的交叉位；利用随机数生成器随机产生[0，1]内的随机数r_c，并判断该随机数r_c与交叉概率P_c的大小：若r_c<P_c，则将X_i和X_j从第1位至交叉位k之间的编码互换，组成2条新的染色体；否则，不变；5)求出上一步形成的种群中的最大适应值和平均适应值，并根据二者计算变异概率P_m；6)从[1，M]中产生一个随机数i决定进行变异的染色体X_i；从[1，Q]中产生一个随机数k决定染色体的变异位；从[0，1]中产生一个随机数r_m，并判断r_m和P_m的大小关系：若r_m<P_m，则执行变异：设X_i上的第k位为x_ik，对x_ik进行补运算，即令为X_i上的第k位上的新值；7)判断种群中染色体的数量是否为1，若为1，则该染色体为最优解，即得到本船舶安全的航向和航速，算法终止；否则返回步骤2)直到得到最优解。