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申请/专利权人：集美大学

摘要：本发明涉及一种基于改进头脑风暴优化算法的船舶避碰智能决策方法，其首先获取电子海图数据与船舶航行水域其他船舶的航行状态数据、以及船舶与海上风电场的空间相对位置关系；然后确定船舶之间的会遇关系；并通过自适应地更新产生新个体的触发阈值，搜索出避碰效果最好的船舶转向角度与船舶转向后的航行时间；将计算得出的最佳避碰转向角度和转向航行时间，以禁止船舶向风电场一侧操舵避让为优化子目标之一，能够满足在海上风电场附近水域的通航安全。本发明通过改进头脑风暴优化算法，加快搜索到全局最优解，提高决策的有效性和速度。

主权项：1.一种基于改进头脑风暴优化算法的船舶避碰智能决策方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1、获取电子海图数据和船舶航行水域附近其他船舶的航行状态数据；以及获取船舶与海上风电场的空间相对位置关系；步骤2、根据对船舶之间运动趋势的判断，对船舶之间是否发生相遇做出判断，确定船舶之间的会遇关系；步骤3、搜索出避碰效果最好的船舶转向角度与船舶转向后的航行时间，生成初始解，每个个体对应于初始解，包括转角x1和船舶转弯后的航行时间x2；所述步骤3具体包括：1）生成初始种群；每个个体用sk=x1,x2表示，第一个参数是船舶的转角x1，第二个参数是船舶转弯后的航行时间x2；2）用K-means聚类法将个体分为C个聚类,记录每个聚类的聚类中心；3）产生在区间0，1之内的随机数r1,如果r1pa,则随机选择一个聚类中心,并用随机生成的个体替换它；其中，pa为给定常数值；4）产生在区间0，1之内的随机数r2；如果r2pb,则随机选择一个概率为pi的类；产生在区间0，1之内的随机数r3,若r3pc,则选择该类中心,并加上随机值,产生新个体；否则当r3pc,随机选择该类中的个体,加随机值更新；其中，pb和pc为给定常数值；5）如果r2pb,则随机选择两个类产生新个体；产生随机数在区间0，1之内的r4,若r4pd,则合并两个聚类中心,加随机值产生新个体；否则当r4pd,从两个聚类中选择个体合并后,加随机值产生新个体；其中，pd为给定常数值； 7其中和表示要合并的两个个体，表示组合后的个体；6）新产生的个体与当前个体相比,将适应度f值更小的个体作为下一次迭代的新个体；种群适应度由到最近接近点的距离、转弯幅度和到原始路线的距离、禁止船舶向风电场一侧操舵避让组成，计算如下： 8其中，DCPA为种群适应度由到最近接近点的距离，w1、w2、w3、w4为各个子目标的权重；子目标f4是为了禁止船舶向风电场一侧操舵避让，其计算如下： 9其中，表示避让前船舶原航线与风电场的夹角，表示避让后船舶新航线与风电场的夹角；7）如果N个个体更新完成,则转入第8）步,否则转第4）步；8如果达到最大迭代次数,则停止迭代,否则按下式更新pa，转第3）步； 10其中，表示第t次迭代的pa值，pa0表示初始pa值，表示第t次迭代的第i个个体，表示第t次迭代的最优个体。

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