基于Multi-agent的船舶避碰决策支持系统
出版时间：2013年版
内容简介
本书以船舶避碰决策为研究对象?引入了Ｍｕｌｔｉ￣ａｇｅｎｔ 系统的技术和理论?在船舶Ａｇｅｎｔ 的描述、船舶 Ａｇｅｎｔ的信念更新模型、承诺心理模型、船舶Ａｇｅｎｔ 的避碰决策算法和船舶自动避碰仿真平台构建等方面开 展了创新研究?构建了一个基于Ｍｕｌｔｉ￣ａｇｅｎｔ 理论模型的多船舶Ａｇｅｎｔ 避碰决策支持系统?
目 录
目 录
第１ 章 绪论…………………………………………………………………………………… １
１. １ 引言…………………………………………………………………………………… １
１. ２ 船舶自动避碰研究综述……………………………………………………………… ３
１. ２. １ 国外研究现状…………………………………………………………………… ３
１. ２. ２ 国内研究现状…………………………………………………………………… ５
１. ３ 存在的困难与问题…………………………………………………………………… ７
１. ４ 本书的研究工作……………………………………………………………………… ８
１. ４. １ 船舶的Ａｇｅｎｔ 描述与多船舶Ａｇｅｎｔ 系统构建…………………………………… ８
１. ４. ２ 船舶Ａｇｅｎｔ 的避碰信息获取方法研究………………………………………… ９
１. ４. ３ 船舶Ａｇｅｎｔ 的碰撞危险评价模型研究………………………………………… ９
１. ４. ４ 船舶Ａｇｅｎｔ 的避碰决策算法研究……………………………………………… １０
１. ４. ５ 自动避碰仿真平台的构建和实现……………………………………………… １０
１. ５ 本书的章节安排……………………………………………………………………… １１
第２ 章 船舶的Ａｇｅｎｔ 描述与多船舶Ａｇｅｎｔ 系统构建…………………………………… １３
２. １ Ｍｕｌｔｉ￣ａｇｅｎｔ 技术和理论综述………………………………………………………… １３
２. １. １ 智能Ａｇｅｎｔ ……………………………………………………………………… １３
２. １. ２ Ｍｕｌｔｉ￣ａｇｅｎｔ 系统………………………………………………………………… １６
２. １. ３ 面向Ａｇｅｎｔ 的程序设计(ＡＯＰ) ………………………………………………… １９
２. ２ Ｍｕｌｔｉ￣ａｇｅｎｔ 在船舶避碰领域中应用的可行性分析………………………………… ２０
２. ３ 船舶的Ａｇｅｎｔ 描述…………………………………………………………………… ２１
２. ３. １ 基于ＶＣ＋＋ 类框架的混合型船舶Ａｇｅｎｔ 模型………………………………… ２１
２. ３. ２ 混合型船舶Ａｇｅｎｔ 的巴科斯范式表示………………………………………… ２３
２. ４ 多船舶Ａｇｅｎｔ 避碰决策支持系统(ＤＳＭＡＣ)的构建………………………………… ２５
２. ４. １ ＤＳＭＡＣ 系统的通信方式……………………………………………………… ２５
２. ４. ２ 船舶Ａｇｅｎｔ 间的通信机制……………………………………………………… ２６
２. ４. ３ ＤＳＭＡＣ 系统的工作机制……………………………………………………… ３４
２. ５ 本章小结……………………………………………………………………………… ３５
第３ 章 船舶Ａｇｅｎｔ 的信念更新模型……………………………………………………… ３７
３. １ 动态目标避碰参数推算模型………………………………………………………… ３７
３. ２ 会遇形势决策模型…………………………………………………………………… ３９
３. ２. １ 能见度良好的情况……………………………………………………………… ３９
３. ２. ２ 能见度不良的情况……………………………………………………………… ４２
１
３. ３ 静态信息的获取方法………………………………………………………………… ４２
３. ３. １ 网格的定义……………………………………………………………………… ４３
３. ３. ２ 数据的网格化…………………………………………………………………… ４４
３. ３. ３ 海图数据的检索………………………………………………………………… ４６
３. ４ 本章小结……………………………………………………………………………… ４７
第４ 章 船舶Ａｇｅｎｔ 的承诺心理模型……………………………………………………… ４８
４. １ 动态目标的碰撞危险评价模型……………………………………………………… ４８
４. １. １ 建模思路………………………………………………………………………… ４８
４. １. ２ ＭＳＤＡ 的量化模型……………………………………………………………… ５０
４. １. ３ 多船碰撞危险度评价模型……………………………………………………… ５３
４. ２ 静态目标的碰撞危险评价模型……………………………………………………… ５６
４. ２. １ 建模思路………………………………………………………………………… ５６
４. ２. ２ 危险水深判定阈值模型………………………………………………………… ５６
４. ２. ３ 矩形搜索区域数学模型………………………………………………………… ５７
４. ３ 本章小结……………………………………………………………………………… ５９
第５ 章 船舶Ａｇｅｎｔ 避碰决策的生成与优化……………………………………………… ６０
５. １ 避让动态船舶的决策算法…………………………………………………………… ６０
５. １. １ 转向避让幅度与时机的求解算法……………………………………………… ６０
５. １. ２ 会遇单目标船的情况…………………………………………………………… ６３
５. １. ３ 会遇多目标船的情况…………………………………………………………… ６７
５. ２ 避浅避礁的决策算法………………………………………………………………… ７１
５. ３ 综合避碰的决策算法………………………………………………………………… ７２
５. ４ 复航决策算法………………………………………………………………………… ７８
５. ５ 本章小结……………………………………………………………………………… ７８
第６ 章 船舶自动避碰仿真平台(ＶＡＣＡＳＰ)的构建与实现……………………………… ８０
６. １ 构建ＶＡＣＡＳＰ 平台的技术思路及其功能设计……………………………………… ８０
６. ２ 船舶操纵运动数学模型……………………………………………………………… ８２
６. ３ 自动避碰决策模块…………………………………………………………………… ８３
６. ４ 网络通信模型………………………………………………………………………… ８３
６. ４. １ 完成端口(ＩＯＣＰ)模型………………………………………………………… ８３
６. ４. ２ ＶＡＣＡＳＰ 通信网络架构………………………………………………………… ８３
６. ４. ３ ＶＡＣＡＳＰ 平台的通信流程……………………………………………………… ８４
６. ４. ４ ＶＡＣＡＳＰ 通信协议模型………………………………………………………… ８５
６. ４. ５ 仿真专用协议性能分析………………………………………………………… ８５
６. ５ ＶＡＣＡＳＰ 系统的实现………………………………………………………………… ８６
６. ６ ＶＡＣＡＳＰ 平台的仿真试验步骤……………………………………………………… ８７
６. ７ 本章小结……………………………………………………………………………… ８８
２
第７ 章 基于ＶＡＣＡＳＰ 平台的ＤＳＭＡＣ 系统算法验证…………………………………… ８９
７. １ 两船会遇的仿真试验………………………………………………………………… ８９
７. １. １ 追越局面的仿真实例…………………………………………………………… ８９
７. １. ２ 对遇局面的仿真实例…………………………………………………………… ９１
７. １. ３ 交叉相遇局面的仿真实例……………………………………………………… ９５
７. ２ 综合碰撞危险度模型的仿真验证………………………………………………… １０１
７. ３ 多船会遇的仿真试验……………………………………………………………… １０５
７. ４ 避浅避礁的仿真试验……………………………………………………………… １１１
７. ５ 综合避碰的仿真试验……………………………………………………………… １１７
７. ６ 本章小结…………………………………………………………………………… １１９
第８ 章 结论与展望………………………………………………………………………… １２１
８. １ 结论………………………………………………………………………………… １２１
８. ２ 研究展望和进一步的工作………………………………………………………… １２２
附录一 ＥＣＤＩＳ 系统及Ｓ￣５７ 标准电子海图数据简介…………………………………… １２４
附录二 转向避让幅度与时机的求解算法代码…………………………………………… １３３
参考文献……………………………………………………………………………………… １３９
