船舶航行性能包括稳性、快速性、操纵性和耐波性等,良好的航行性能保证船舶在各种条件下都能安全、正常地航行和工作。航行性能在船舶设计前期阶段的战略性决策中发挥着重要作用,对船舶的质量有着深远和全局性的影响。但是,优秀的船舶航行性能设计要综合考虑上述单项航行性能,这是目前的一个难点。船舶航行性能设计不仅依靠经验公式、理论计算,还要利用船模和实船试验等手段来实现,它涉及到很多知识的运用,是一个复杂的过程。船舶CAD发展至今,已为船舶设计的各个阶段提供了强大的设计手段,但目前船舶CAD技术只是以辅助绘图和依据算法进行结构性能分析为主,满足不了船舶航行性能设计的需要。只有将人工智能与CAD技术相结合,引入人工智能中的知识表示和知识处理思想,将复杂问题简化,才能解决这个困难。 本文引入了人工智能领域中的专家系统(Expert System,ES)技术和数据库(Database,DB)技术,构建了一个基于ES/DB的船舶航行性能评估与优化系统原型。由于该系统涉及到大量的理论知识和技术内涵,因此在系统的研究过程中,不可能面面俱到。本文首先总结了ES/DB技术在船舶设计和船舶航行性能设计中的应用情况;跟着分析了船舶航行性能设计知识的特点,讨论了知识在专家系统和数据库中的表达方法和存储方式;然后探讨了专家系统和数据库知识的推理机制,并在此基础上研究了专家系统与数据库知识的集成方法;接着结合船舶航行性能优化设计的特点提出了一个基于ES/DB的船舶航行性能评估与优化系统的框架,并对其功能结构和系统流程作了介绍;最后以VisualC++6.0和Microsoft Access 2000为软件开发平台,设计了一种具有良好人机交互界面的基于ES/DB的船舶航行性能设计系统,并利用该系统对一艘实船航行性能进行评估和优化计算,在计算过程中,介绍了该软件的使用方法,同时分析了该软件的优点,也提出了需要改进的问题。 本文所用的研究方法和技术手段将人工智能引入到船舶航行性能设计中来,对其具有一定的指导作用,在节约船舶设计成本,缩短船舶设计周期,提高船舶设计质量方面有重要意义。