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申请/专利权人：烟台市北海海洋工程技术有限公司

摘要：本发明公开了一种基于多目标模型的船舶启发式搜索算法及系统，属于船舶安全的技术领域，搜索算法包括目标定义、状态空间定义、启发函数设计、搜索算法实现、路径评估与选择。本发明不仅能够综合考虑船员安全性、疏散时间和疏散距离等多个目标，还能够通过智能的搜索策略，在有限时间内找到较优的疏散路径。这为船舶安全管理者提供了一种全新的、高效的船舶疏散规划方法，有望在实际船舶应急疏散中发挥重要作用。

主权项：1.一种基于多目标模型的船舶启发式搜索算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、目标定义：确定优化目标，并建立多目标优化模型；S2、状态空间定义：将船舶内部结构抽象为状态空间，其中每个状态包括船员在船舶内的位置和状态；S3、启发函数设计：设计启发函数，根据多目标优化模型对各个状态进行评估，并为搜索过程提供启发性信息；S4、搜索算法实现：采用启发式搜索算法，在状态空间中搜索最优的疏散路径；S5、路径评估与选择：根据搜索结果，评估各条疏散路径的优劣，并选择最优的疏散路径，以实现船员安全和快速疏散；S2具体包括：S21、定义状态：定义船舶内部的状态，所述状态包括船员所处的位置、船员的行动状态、船舱的开闭状态和船舶内部的环境条件；S22、状态空间建模：根据船舶内部的各种状态组织成状态空间，所述状态空间用图或者网络的形式表示，其中，节点表示状态，边表示状态之间的转移关系，通过状态空间的建模，以描述船舶内部的状态和船员的位置分布情况；S23、定义状态转移规则：根据每个状态，定义状态转移规则，即确定从当前状态到下一个状态的方式和条件，通过状态转移函数f定义状态转移规则，状态转移函数f将当前状态C和行动作为输入，返回下一个状态C’作为输出；其中，状态转移函数表示为：f：C×A→C’，式中，A表示行动空间，A中的元素表示船员可以采取的行动，C表示状态空间，C={,,……,}，=,,，其中表示第个状态，每个状态用一个向量表示，包含了船员的位置、行动状态，其中表示船员的横坐标位置，表示船员的纵坐标位置，表示船员的行动状态；S24、状态空间初始化：通过初始化状态空间，确定初始状态，为搜索算法提供起点；所述初始状态包括船员的起始位置和初始行动状态；S25、目标状态定义：定义目标状态，即船员成功逃生到安全区域的状态，该状态为特定的位置或者特定的状态；在S3中，启发函数根据多目标优化模型对各个状态进行评估，并为搜索过程提供启发性信息，具体包括：S31、目标函数转化：将多目标优化模型中的目标函数转化为启发函数，即根据每个状态的特征和当前状况计算出启发值，根据启发值估计从当前状态到目标状态的最佳路径长度，将每个目标函数的值线型映射到固定范围内，即[0,1]，实现公式如下： 式中：表示目标函数的值，表示映射后的值，和分别表示目标函数的最小值和最大值；S32、状态评估：根据每个状态C，根据船舶内部的情况和船员的位置分布，评估船员在当前状态下的安全性、疏散时间和疏散距离；S33、启发值计算：根据S32中的状态评估，得到当前状态的各个优化目标的值，将映射后的各个目标函数值按照权重系数加权求和，得到启发函数的值，计算公式如下： ；式中，代表启发函数值，启发函数值反映了当前状态到达目标状态的估计优劣情况，该值越大表示越优；代表映射后的船员的安全性的目标函数值、代表映射后的疏散时间的目标函数值、代表映射后的疏散距离的目标函数值，、和的取值范围均为[0，1]，取值越接近1表示目标越好，和取值越接近0表示越好；是船员安全性的权重系数、是疏散时间的权重系数、是疏散距离的权重系数，和均为正权重，用于调节各个目标函数在综合目标中的影响力；S34、启发值更新：在搜索过程中，根据当前状态的变化情况，动态更新启发值。

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百度查询： 烟台市北海海洋工程技术有限公司 基于多目标模型的船舶启发式搜索算法及系统