随着国家“一带一路”倡议、“海洋强国”战略以及全球E-navigation战略的全面实施,航海正在向“操纵智能化、决策智慧化、驾驶无人化、航保广域化”转变,对船舶通航安全与船舶智能化提出了更高的要求。船舶路径规划属于船舶自主航行研究领域的重要组成部分,为保障船舶航行安全、提高水域通航效率,进行多船协同控制,迎接无人货船时代的到来,最终实现船舶自主航行,本文开展了船舶动态路径协同规划研究。文章首先建立了通航环境模型、航路规划代价模型,在多约束条件下,运用智能算法,开展单船动态路径规划与多船动态路径协同规划研究。在此基础上设计了混合智能算法及多船路径协同规划决策模型,解决了多艘船舶动态路径协同规划问题,为无人船、艇自主航行及多船、多智能体协同控制提供了理论基础。文章以群桥水域、渔区等航行环境复杂的典型水域作为研究对象,分析、提取其通航特点,建立了通航环境数学模型。分析了船舶转向角、转向点间距离及转向点数量三种约束条件,建立路径长度代价计算模型和碍航物代价计算模型,采用加权法得到路径规划代价计算模型,将路径规划问题转化为求解多约束非线性函数最小值问题。运用模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法进行单船动态路径规划,通过对规划结果的分析对比,设计了结合模拟退火算法与遗传算法优势的Memetic算法。为实现多船间的协同,引入船舶碰撞危险度的概念,将TCPA、DCPA、安全距离、来船方位、船速、船舶操纵性作为影响因素;提出一种以船舶速度、K、T指数、所操舵角来确定最晚施舵点的方法。结合海上避碰规则,分析船舶会遇态势,对船舶碰撞危险度相同的船进行优先级排序。最终建立多船路径协同规划决策模型,通过船舶碰撞危险度决定避让时机,通过会遇态势决定直航船与让路船,从而进一步确定避让方式,实现船舶路径的协同规划。按照路径规划的结果,运用船舶操纵模拟器,对交叉相遇和对遇两种局面进行仿真验证,分析决策过程、避让过程、路径规划过程,验证了算法的有效性、决策模型的适用性。