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船舶避碰专家系统的研究

苏开文  
【摘要】:为了有效减少或避免人为失误引起的船舶碰撞事故的发生、适应船舶配员减少的发展趋势、促进船舶自动化的研究,保证船舶海上航行安全,本文在对船舶避碰原理进行深入研究的基础上,利用专家系统技术和大量船舶避碰定量研究成果,建立了一个更合理、更完备的避碰知识库,设计并部分实现了一个能实时帮助船舶驾驶员进行避碰决策、能在一定条件下实现自动避碰的避碰专家系统。主要内容包括以下几个方面: (1) 通过整理、研究有关船舶碰撞或避碰研究的资料文献,说明了进行船舶避碰研究的重要意义,归纳了船舶避碰研究的三个阶段,分析了避碰专家系统研究的意义和现状,提出了综合利用专家系统和数学模型研究船舶避碰问题的思路。 (2) 简要概述了专家系统的概念、功能与结构,介绍了专家系统的基本特征和开发步骤,以及基于知识的推理的相关知识。 (3) 对船舶避碰的整个过程进行了全面系统的研究,建立了安全通过距离、紧迫局面和船舶碰撞危险度的数学模型,定量划分了船舶会遇态势和避碰行动局面,并对如何确定船舶避碰行动时机、幅度和复航时机进行了探讨。 (4) 提出了避碰专家系统的一种设计思路,根据避碰领域知识的特点将避碰知识库分为避碰规则库和模型库两部分,并分别采用产生式规则和过程两种知识表示法对其进行描述,实现了专家系统技术与数学模型的综合应用。 (5) 以Visual Basic 6.0为工具部分实现了船舶避碰专家系统,对系统的避碰决策过程进行了计算机模拟仿真。对右舷交叉相遇、本船追越他船、对遇等几种情况的仿真结果表明:系统能够很好地对各种两船会遇局面作出分析、判断,并给出合理有效的避碰决策。


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