[发明专利]一种船舶避碰路线确定方法、装置、设备及可存储介质

说明书

本发明适用于船舶航行技术领域，提供了一种船舶避碰路线确定方法、装置、设备及可存储介质，包括：当第一船舶与第二船舶之间的碰撞危险度大于预设阈值时，获取第一船舶的避碰参数数组集合；根据避碰参数数组集合以及预设的双标准多目标避碰算法，确定最优避碰参数数组集合；根据所述最优避碰参数数组集合，确定第一船舶的避碰路线。本发明采用结合帕累托进化和非帕累托进化的双标准多目标遗传算法求解船舶避碰路线，通过改进非帕累托进化种群的更新方式，加快种群的收敛速度以及增加种群的多样性，使得在加快算法计算效率的同时，保证前沿解集的均匀性；同时，通过仿真结果的分析，证明了本发明能够在各会遇场景下求解出既安全又经济的路径。

技术领域

本发明属于船舶航行技术领域，尤其涉及一种船舶避碰路线确定方法、装置、设备及可存储介质。

背景技术

从船舶海上运输开始，船舶避碰一直是船上人员所关注的主要问题之一。在上世纪，各国以及国际海事组织联合制定了《国际海上避碰规则》(COLREGS)。COLREGS规则规定了各类会遇情况下的船舶避碰责任，在不同能见度下船舶的驾驶和航行规则，以及船上灯光标志代表信息等。但是船舶避碰是一个复杂的过程，仅仅通过COLREGS规则是无法识别碰撞危险，同时也无法得到一个安全的避碰路线。

当前已有大量用于船舶避碰路线规划的算法被提出，Szlapczynski等人在2012年利用进化计算方法寻找避碰的最优路径。其中进化计算是一种优化工具，是一组随机优化算法，基于查尔斯·达尔文的生物进化理论，也就是说其基本原则是适者生存。Kang等人为减少人为因素的影响，采用粒子群算法(PSO)规划船舶路径。Xu等人采用危险免疫算法来加快寻找最优路径的速度。Lyu等人利用人工势场法的良好实时性能，解决了多艘船舶会遇情况下的避碰路线规划。上面大多数的避碰研究都假设本船实施避碰策略，而其他目标船舶保持其航向不变。针对这个问题，Kim等人将分布式算法应用于避碰研究，并对传统方法进行了改进，该算法利用船舶之间通讯来获取其他船舶的航行意图，通过比较来确定各船舶当前时段的航行路线。但以上船舶避碰路线规划方法均没有充分考虑船舶本身的行为具有不可预测的特性，仍存在避碰路线规划用时长以及针对各船舶彼此间的避让行为协调性差的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种船舶避碰路线确定方法，旨在解决现有船舶避碰路线规划方法均没有充分考虑船舶本身的行为具有不可预测的特性，仍存在避碰路线规划用时长以及针对各船舶彼此间的避让行为协调性差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种船舶避碰路线确定方法，包括：

当第一船舶与第二船舶之间的碰撞危险度大于预设阈值时，获取所述第一船舶的避碰参数数组集合；

根据所述避碰参数数组集合以及预设的双标准多目标避碰算法，确定最优避碰参数数组集合；所述预设的双标准多目标避碰算法是基于双标准框架结合快速非支配排序遗传算法和基于分解的多目标进化算法得到；

根据所述最优避碰参数数组集合，确定所述第一船舶的避碰路线。

本发明实施例的另一目的在于一种船舶避碰路线确定装置，包括：

避碰参数数组集合获取单元，用于当第一船舶与第二船舶之间的碰撞危险度大于预设阈值时，获取所述第一船舶的避碰参数数组集合；

最优避碰参数数组集合确定单元，用于根据所述避碰参数数组集合以及预设的双标准多目标避碰算法，确定最优避碰参数数组集合；所述预设的双标准多目标避碰算法是基于双标准框架结合快速非支配排序遗传算法和基于分解的多目标进化算法得到；以及

避碰路线确定单元，用于根据所述最优避碰参数数组集合，确定所述第一船舶的避碰路线。

本发明实施例的另一目的在于一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述船舶避碰路线确定方法的步骤。