基于动态人工势场法的船舶避台航线规划
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1.青岛黄海学院 智能制造学院;2.福建省厦门市集美大学航海学院

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国家重点研发计划项目(2023YFB4302300)福建省自然科学(2023J01326)集美大学国家基金培育计划项目(ZP2023004 )


Route planning for ships avoiding typhoon based on dynamic artificial potential field
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    摘要:

    【目的】为解决船舶在遭遇台风时面临的风险和航行效率问题,提高船舶避台决策智能化水平,本文提出一种以基于动态人工势场法为核心的船舶智能避台决策模型。【方法】根据台风移动特性及船舶避台行动特点,将台风七级风圈半径加入到斥力函数中来改进传统动态人工势场法的斥力势场与斥力函数,进而规划船舶智能避台航线。为使本文提出的船舶智能避台决策模型更好应用于实际的船舶避台决策,本文还讨论了避台决策流程、避台行动和复航时机、避台危险度及避让风圈。【结果】通过船舶智能避台决策模型的仿真实验和与实际避台航线的对比分析,结果表明:改进后的避台航线相比实际航线节省了147.96t燃油消耗,并比实际航线节省大约6h航程。【结论】本文提出的避台决策模型规划的避台航线既保证船舶在避台航行中有足够的安全性,又相比于传统人工避台航线节省较多航时与燃油消耗,可为船舶在台风天气下的航线规划与航行决策提供有效支持。

    Abstract:

    [Purposes] With the continuous advancement of artificial intelligence technology, intelligent typhoon avoidance route planning is gradually replacing traditional methods, offering vessels safer, more economical, and efficient typhoon avoidance routes. To address the risks and navigation efficiency challenges vessels face during typhoon encounters and enhance the intelligence of typhoon avoidance decision-making, this paper proposes a comprehensive intelligent typhoon avoidance decision model for

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  • 收稿日期:2025-09-03
  • 最后修改日期:2025-10-31
  • 录用日期:2025-11-01
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