[发明专利]一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法

权利要求书

1.一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取船舶的运动参数，根据船舶会遇态势及运动参数仿真获得船舶具体的避碰方案，构成避碰方案集；

步骤2：根据避碰决策优化指标建立优化模型，获得避碰决策优化指标集，所述避碰决策优化指标根据但不限于船舶安全性、经济性、轨迹平稳性三个方面来选取；

步骤3：根据避碰方案集和避碰决策优化指标集构建决策信息矩阵，对决策信息矩阵进行规范化处理和灰关联分析，计算避碰方案关于避碰决策优化指标的关联系数矩阵；

步骤4：根据关联系数矩阵和利用前景理论获得正负前景价值矩阵，并通过线性规划求取最优决策指标权重；

步骤5：将最优决策指标权重代入到船舶避碰方案综合前景价值的计算公式中，根据每个避碰方案的综合前景值对避碰方案的优劣进行排序，选取避碰方案。

2.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，还包括步骤6：根据不同驾驶员的风险态度，修改前景理论相关系数，重复以上步骤1-步骤5得到不同驾驶员的避碰方案。

3.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，所述避碰决策优化指标包括船舶碰撞危险度、航程损失和船舶轨迹曲线平滑度。

4.如权利要求3所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，所述船舶碰撞危险度优化模型由最近会遇距离、最近会遇时间两个参数的隶属度函数建立。

5.如权利要求3所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，所述航程损失优化模型由转向幅度、船舶航行速度和避让时间来建立。

6.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，步骤3，所述规范化处理是利用[-1，1]线性变换算子将决策信息矩阵进行规范化处理，从而将决策信息矩阵转化成为无量纲规范化决策信息矩阵。

7.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，步骤3，所述灰关联分析：选取规范化处理后的决策信息矩阵中每一个避碰决策优化指标的最大值和最小值分别组成向量，作为正、负参考数列，分别计算避碰方案与正、负参考数列关于避碰决策优化指标的正负关联系数矩阵。

8.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，步骤4，分别以关联系数矩阵中的最大值和最小值组成的向量作为参考点，计算避碰方案的正负前景价值矩阵；以避碰方案中的综合前景价值最大化作为目标函数，建立线性规划模型，得到避碰决策优化指标集权重向量的最优决策指标权重。

9.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，所述船舶的运动参数包括两船初始距离、相对方位角、来船相对航速、来船相对航向、能见度系数、船舶满舵旋回转向90°所需时间、本船横距、本船纵距。

10.如权利要求1所述的一种基于前景理论的船舶避碰决策优化方法，其特征在于，所述避碰方案包括转向角、转向时机、避让时间、安全会遇距离。