基于决策树的无人船单锚泊锚位选择研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjx1978_0901
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近年来,随着人工智能和无人船舶驾驶技术的发展,无人船已成为未来世界航运发展趋势,无人船的核心技术已逐步成为海事领域的研究热点。无人船的核心技术如智能航行、智能感知、智能机舱等在近年取得了较大进展,但对于无人船自动锚泊技术的研究却相对匮乏。由于无人船上没有驾驶员和水手,为了避免抛双锚进行锚泊产生的锚链绞缠等需要船员处理的问题,无人船在锚泊时应选择以单锚泊方式进行抛锚为宜。基于此,本文针对无人船单锚泊锚位选择方面的研究空白,提出一种基于决策树算法的无人船单锚泊锚位选择方法。主要工作如下:1.提出了基于S-57电子海图的栅格化方法及栅格安全性分类标准。通过电子海图S-57标准的数据传输标准、利用ISO 8211lib开源库来进行数据提取相关水文数据并进行数据预处理,并阐述了电子海图栅格化的处理流程;根据船舶锚泊相关要求进行了栅格化,并给出了每个栅格进行锚泊的安全性分类标准。2.提出了基于决策树的无人船单锚泊锚位选择模型构建方法。该模型在电子海图栅格化后,基于提取的数据和栅格锚泊安全性分类结果,构建包含栅格信息与锚泊安全分类的数据集,用以训练基于决策树的无人船单锚泊锚位选择模型。通过不断优化模型,输出分类效果最佳的模型。3.选取大连海事大学教学实习船“育鲲轮”为验证对象,利用提出的单锚泊锚位选择模型,对多个港口锚地进行了仿真实验。最终的锚泊安全分类结果以半透明的形式叠加呈现在电子海图上,并给出相应的锚位建议。仿真结果表明,使用本文方法进行无人船单锚泊锚位选择,可以将锚位的安全性进行分类并给出锚位选择的建议,以供无人船或岸基人员进行锚位选择,有助于提高无人船单锚泊的安全性。
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