船舶协同多任务规划方法研究

论文摘要

随着工业的发展,船舶类型越来越多样化,船舶任务也越来越复杂。为了充分发挥船舶优势、使任务复杂性与船舶能力之间保持良好协调性,研究船舶协同多任务规划问题是十分必要的。本文将船舶协同多任务规划作为研究对象,研究了任务分配模型、任务分配算法和路径规划问题。任务分配模型主要从多任务理论、船舶协同任务分配问题的数学表示和任务分配计划评价标准三个方面进行研究。通过研究多任务理论,结合船舶特点,将船舶协同多任务分配问题表示为一个五元组,并且对五元组中的各个部分进行详细说明;然后提出基于任务执行时间、船舶航行距离和船舶总燃油消耗的综合评价指标,该指标可以动态地判断不同任务分配方案的优劣。任务分配算法采用遗传蚁群混合算法对任务分配问题进行求解。首先,采用蚁群算法的思想建立初始种群,保证种群多样性;然后,提出基于任务序列的染色体编码方式,使每个染色体都对应一种可行的任务分配计划;最后,对交叉操作和变异操作进行约束,使进化后的染色体仍然满足船舶能力约束。路径规划是在得到任务分配方案后,为船舶生成可行的计划航线。本文采用基于电子海图的全局路径规划,首先,解析电子海图数据并且建立环境模型;然后,通过改进A~*算法搜索最优路径,并且对得到的锯齿状路径进行优化,得到相对平滑的可行路径。仿真实验结果表明,本文提出的任务规划方法能够在满足任务需求的前提下得到最优的任务分配方案和船舶航行路线。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 项珊珊

导师: 陈姚节

关键词: 船舶协同多任务规划,任务分配,遗传蚁群混合算法,路径规划

来源: 武汉科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 数学,公路与水路运输,自动化技术

单位: 武汉科技大学

分类号: TP18;O221;U692

总页数: 67

文件大小: 3393K

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标签：船舶协同多任务规划论文;  任务分配论文;  遗传蚁群混合算法论文;  路径规划论文;