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专利号: 2019105166487
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,其包括:

结合安全会遇距离将船舶感知区域划分为多个兴趣感知子区域;

根据目标船和干扰船的运动参数判断干扰船与目标船的会遇类型,包括:根据所述干扰船向着驶离所述目标船的方向行驶,确定所述干扰船与所述目标船的会遇类型为驶离非冲突会遇类型,其中运动参数至少包括:位置、航向、航速;

计算所述多个兴趣感知子区域内干扰船对目标船的作用力,包括:

根据所述目标船与所述干扰船的横距、船型和相对距离确定所述干扰船与所述目标船的船间效应;

利用模糊算法针对第一模糊变量分别得到相应的模糊集合,其中所述第一模糊变量为速度数值差、船舶密度、干扰船船型、目标船船型、相对距离和船间效应,相应的模糊集合分别为速度数值差模糊集合为{正,零,负},船舶密度模糊集合为{大,中,小},干扰船船型模糊集合为{大,中,小},目标船船型模糊集合为{大,中,小},相对距离模糊集合为{远,中,较近,近},船间效应模糊集合为{强,中,弱,零};

基于速度数值差模糊集合、船舶密度模糊集合、干扰船船型模糊集合、目标船船型模糊集合、相对距离模糊集合、船间效应模糊集合,借助模糊逻辑的方法对兴趣感知子区域内干扰船对目标船的影响进行综合评分得到干扰船对目标船的作用力;

计算所述多个兴趣感知子区域内岸壁效应对目标船的作用力,包括:

当设定第二模糊变量为目标船与岸壁之间的岸距时,利用模糊算法针对所述第二模糊变量得到岸距模糊集合为{近,较近,中,远};

当设定所述第二模糊变量为目标船航速时,利用模糊算法针对所述第二模糊变量得到航速模糊集合为{快速,中速,慢速},所述第二模糊变量为目标船与岸壁之间的岸距、目标船航速;

根据目标船船型、目标船航速和目标船与岸壁之间的岸距计算所述兴趣感知子区域内岸壁效应对目标船作用粒度,得到该兴趣感知子区域内岸壁效应对目标船的作用力,当所述目标船与岸壁之间产生岸壁效应,则所述岸壁对所述目标船的作用力为斥力;当所述目标船与岸壁之间未产生岸壁效应,则所述岸壁对所述目标船的作用力为引力;

在所述兴趣感知子区域内将干扰船对目标船的作用力与岸壁效应对目标船的作用力进行叠加,得到对所述目标船的作用力。

2.如权利要求1所述的受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述结合安全会遇距离将船舶感知区域划分为6个兴趣感知子区域之前,还包括:对受限水域进行航道数量和航道宽度的划分,其中船舶操作性能、所遭受的横风、横向水流、纵向水流和目标船所处的水深决定所述航道宽度和所述航道数量。

3.如权利要求1所述的受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述结合安全会遇距离将船舶感知区域划分为多个兴趣感知子区域包括:以所述目标船所在航道的最左侧边界线和最右侧边界线为划分所述目标船左侧和右侧兴趣感知区域的界线,且以所述目标船前侧及后侧的安全会遇距离为划分所述目标船前侧和后侧兴趣感知区的界线,得到左前侧兴趣感知子区域、左后侧兴趣感知子区域、前侧兴趣感知子区域、后侧兴趣感知子区域、右前侧兴趣感知子区域和右后侧兴趣感知子区域共6个兴趣感知子区域。

4.如权利要求3所述的受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,还包括:根据所述运动参数计算所述干扰船与所述目标船的速度数值差,具体包括:

当所述干扰船位于所述目标船的左前侧、前侧、右前侧,且所述干扰船的航向与所述目标船的航向相同或接近相同时,所述目标船与所述干扰船的速度数值差记为:当所述干扰船位于所述目标船的左后侧、后侧、右后侧,且所述干扰船的航向与所述目标船的航向相反或接近相反时,所述目标船与所述干扰船的速度数值差记为:其中 为所述目标船的船速,为位于所述目标船左前侧干扰船的船速,为位于所述目标船左后侧干扰船的船速,为位于所述目标船前侧干扰船的船速, 为位于所述目标船后侧干扰船的船速,为位于所述目标船右前侧干扰船的船速,为位于所述目标船右后侧干扰船的船速。

5.如权利要求4所述的受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,计算所述兴趣感知子区域内所述干扰船对所述目标船的作用力之前,还包括:当所述干扰船与所述目标船的所述速度数值差为正数时,所述干扰船对所述目标船的作用力为引力;

当所述干扰船与所述目标船的所述速度数值差为负数时,所述干扰船对所述目标船的作用力为斥力。

6.如权利要求1所述的受限水域非冲突会遇船舶集群态势分析方法,其特征在于,还包括:所述岸距模糊集合中“近”到“较近”的门限值为所述目标船的船宽的2倍,所述岸距模糊集合中“中”到“远”的门限值为所述目标船的船宽的5倍;

所述航速模糊集合中“慢速”到“中速”的门限值为8节,所述航速模糊集合中“中速”到“快速”的门限值为12节。