限制水域船舶通航安全智能评估方法研究

本项目拟以Lyapunov-Krasovskii稳定性理论为基础，采用神经网络、模糊逻辑系统、自抗扰控制等先进控制理论和方法，考虑到船舶动态的复杂性以及实际中易受时滞、执行器饱和限制等因素的影响，研究具有很好鲁棒性、自适应性、实时性和可靠性的船舶航迹控制算法；同时，以实船实验和船模试验为辅助研究手段，利用支持向量机先进辨识方法，分别对具有匹配对应关系的实船实验和模型试验的数据样本进行船舶操纵运动辨识建模，经对比、分析、修正得到一个较高精度的船舶操纵运动仿真模型。在此基础上，构建自动控制模式的船舶操纵模拟器，研究基于船舶航迹自动控制和船舶操纵模拟器的船舶通航安全模拟方法，进一步开发船舶在限制水域内的通航安全智能评估方法。为限制水域内船舶的安全操纵提供客观、可行的参考策略；为航道整治及拟建和新建港航工程设施的通航安全论证和评估提供科学、有效的通航模拟和评估方法。

为了顺应我国交通发展带来的对船舶通航安全问题进行研究的迫切需求，弥补和完善人工操作模式（handSHS）的船舶操纵模拟器，本项目瞄准“十二五发展规划”重点支持方向，从实践中提炼，以Lyapunov-Krasovskii稳定性理论为基础，采用神经网络、模糊逻辑系统、自抗扰控制等先进控制理论和方法，提出了多种具有很好鲁棒性、自适应性、可靠性和实时性的船舶航迹控制算法；同时，以实船实验和船模试验为辅助研究手段，利用支持向量机先进辨识方法，对实船实验和模型试验数据样本进行船舶操纵运动辨识建模，并在此基础上构建自动控制模式的船舶操纵模拟器（autoSHS），进而开发了船舶在各种港口、航道、水道内的通航安全智能评估系统，为船舶安全操纵提供科学、客观的参考决策，以及航道整治和新建、拟建港航工程的可行性论证及通航安全评估提供了科学有效的数值模拟和评价方法。