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基于相似度和密度的抗噪声船舶轨迹聚类方法
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作者 杨家轩 吴长胜 赵时雨 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期178-184,共7页
通过对船舶AIS数据聚类可以掌握船舶运动行为和特征规律,但在轨迹聚类中通过距离描述的相似性不能连续地表征轨迹之间的相似程度,且对轨迹中的噪声点敏感、无法区分轨迹方向。针对上述问题,本文提出一种基于相似度和密度的抗噪声轨迹聚... 通过对船舶AIS数据聚类可以掌握船舶运动行为和特征规律,但在轨迹聚类中通过距离描述的相似性不能连续地表征轨迹之间的相似程度,且对轨迹中的噪声点敏感、无法区分轨迹方向。针对上述问题,本文提出一种基于相似度和密度的抗噪声轨迹聚类方法,构建航向约束分段路径距离并定义轨迹相似度函数;根据轨迹相似度分布特征和聚类评价指标,建立自适应确定最佳聚类参数流程。以长江口水域AIS数据为例,基于确定的最佳参数聚类出8个不同方向的轨迹簇,结果与实际船舶习惯航路相符。实验结果表明,所提出的方法能够快速确定最佳聚类参数并对不同运动方向的轨迹进行聚类,结果可用于特征轨迹提取和航路识别,为智能航海提供技术支撑。 展开更多
关键词 船舶交通 轨迹聚类 相似度 轨迹密度 特征轨迹
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以适应行业需求变化为导向的航海技术专业应用型人才培养路径研究
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作者 李红磊 赵越 丁自华 《中国水运》 2025年第11期35-38,共4页
在全球贸易持续增长与海洋经济蓬勃发展的背景下,航海技术人才成为支撑行业进步的关键因素。针对当前航海技术行业的发展趋势与人才需求的鲜明特征,本文提出航海技术专业的人才培养应紧密契合行业实际需求,尤其注重实践能力的锤炼与创... 在全球贸易持续增长与海洋经济蓬勃发展的背景下,航海技术人才成为支撑行业进步的关键因素。针对当前航海技术行业的发展趋势与人才需求的鲜明特征,本文提出航海技术专业的人才培养应紧密契合行业实际需求,尤其注重实践能力的锤炼与创新精神的培育。基于这一理念,本文深入探讨了以适应行业需求变化为导向的航海技术专业应用型人才培养路径的构建,涵盖了课程设置、实践教学体系的完善、校企深度合作等多个维度。本研究为航海技术专业应用型人才培养提供了坚实的理论依据和具体的实践指导,同时也为其他专业在应用型人才培养方面提供了有益的借鉴与参考。 展开更多
关键词 行业需求变化 航海技术 应用型人才 培养路径
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基于电子海图的水面无人艇全局路径规划设计
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作者 郑建佳 《青岛远洋船员职业学院学报》 2025年第3期41-44,共4页
随着海洋科技的快速发展,水面无人艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)作为一种新型的水面智能载具,在海洋资源勘探、环境监测、海上救援等领域展现出巨大的应用潜力。全局路径规划作为USV研究的关键技术之一,能够反映出USV的智能程度。... 随着海洋科技的快速发展,水面无人艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)作为一种新型的水面智能载具,在海洋资源勘探、环境监测、海上救援等领域展现出巨大的应用潜力。全局路径规划作为USV研究的关键技术之一,能够反映出USV的智能程度。本文对基于电子海图的水面无人艇全局路径规划设计进行了深入探讨,提出了一种有效的全局路径规划方案。该方案结合了电子海图的精确信息和改进算法的智能搜索能力,实现了在复杂海洋环境中的安全、高效航行。 展开更多
关键词 电子海图 水面无人艇 全局路径规划设计
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河口深槽可航宽度变化水域航行决策方法 被引量:1
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作者 贺益雄 代永刚 +2 位作者 赵兴亚 于德清 黄立文 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期489-502,共14页
为解决河口深槽可航宽度变化水域船舶航行决策挑战,以长江口北槽深水航道为例,围绕环境数字孪生、航行规则融入、船舶操纵性限制和特殊水域下避碰机理等关键科学问题开展研究.将环境构成要素分类、建模并实现环境数字孪生.归纳、量化解... 为解决河口深槽可航宽度变化水域船舶航行决策挑战,以长江口北槽深水航道为例,围绕环境数字孪生、航行规则融入、船舶操纵性限制和特殊水域下避碰机理等关键科学问题开展研究.将环境构成要素分类、建模并实现环境数字孪生.归纳、量化解析航行规则要求并融入决策过程,提出本船非线性操纵特性下的控制和过程预测方法.探究基于研究水域船舶行为特征的避碰机理,建立可行航向航速范围求取方法,提出多因素约束下能动态自适应系统剩余误差和目标船随机运动的航行决策方法.在预设场景下,本船在241、1484、4119 s时,分别右转7°、右转2°且将车令降到前进1、右转5°且将车令降到前进1可安全通过.结果表明,提出的方法能在研究场景中精确进行航行决策,安全避让并及时跟踪航线. 展开更多
关键词 航行决策 河口深槽水域 避碰机理 航向航速控制系统 数字孪生环境
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基于扩展式博弈的多船协商避碰研究 被引量:1
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作者 庞樨 杨神化 +2 位作者 陈国权 李定原 黄泽洋 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期76-82,共7页
随着航运业的飞速发展,海上交通日益繁忙,海上交通环境变得更为复杂,船舶碰撞事故的发生率也有所增加。因此,如何有效制定避碰策略,防止船舶碰撞事故的发生,充分保障船舶的航行安全,成为船舶自动避碰领域的研究重点。基于此,本文提出一... 随着航运业的飞速发展,海上交通日益繁忙,海上交通环境变得更为复杂,船舶碰撞事故的发生率也有所增加。因此,如何有效制定避碰策略,防止船舶碰撞事故的发生,充分保障船舶的航行安全,成为船舶自动避碰领域的研究重点。基于此,本文提出一种基于扩展式博弈的多船协商避碰算法,并构建一个综合考虑安全性、合规性和经济性3个因素的船舶避碰收益函数,以辅助船舶做出既安全又经济的避碰决策;同时,本文设计一种基于船舶安全会遇领域和速度障碍法(Velocity Obstacle,VO)的剪枝优化方法,旨在提高避碰算法的决策效率与实时性。为了验证所提算法的有效性,本文对典型的三船会遇场景进行仿真实验。仿真结果表明,本文所提算法能够有效应用于多船避碰问题。 展开更多
关键词 扩展式博弈 多船避碰 协商博弈 速度障碍法
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基于优化背景差分法的船舶号灯检测与识别研究 被引量:1
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作者 赵月林 高祥雨 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期42-49,共8页
正确的检测与识别船舶号灯,是实现有效的海上船舶态势感知方式之一,因此,提出了一种基于背景运动补偿和优化背景差分法的动态场景下号灯检测与识别方法。首先,基于SURF特征点提取算法,采用圆形区域代替矩形区域提取32维描述符,实现描述... 正确的检测与识别船舶号灯,是实现有效的海上船舶态势感知方式之一,因此,提出了一种基于背景运动补偿和优化背景差分法的动态场景下号灯检测与识别方法。首先,基于SURF特征点提取算法,采用圆形区域代替矩形区域提取32维描述符,实现描述符的降维,提高算法的速度;其次,通过改进后的SURF算法实现对视频图像的特征点提取及匹配,得到反映图像间映射关系的线性参数,进行背景估计并完成背景运动补偿;最后,采用分段式更新策略和自适应差分阈值,对背景差分法进行优化,结合号灯几何和颜色特征消除干扰灯光、海浪等环境因素的影响。研究结果表明:完成背景运动补偿后的算法具有较高的号灯检测与识别精度及较强的鲁棒性,该方法可以较好的检测与识别动态背景下的船舶号灯。 展开更多
关键词 港口航道工程 船舶号灯识别 目标检测 背景差分法 动态场景 SURF算法
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基于改进麻雀搜索算法的AUV路径规划方法 被引量:1
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作者 唐李军 范云霞 +1 位作者 周星宇 孙骞 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期275-287,共13页
[目的]针对复杂水下环境中自主水下航行器(AUV)三维路径规划算法存在的规划效果不理想、路径搜索不稳定等问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法的AUV路径规划方法。[方法]推导评价区间响应的矢量分析方法公式,引入分段学习和量子计算机制... [目的]针对复杂水下环境中自主水下航行器(AUV)三维路径规划算法存在的规划效果不理想、路径搜索不稳定等问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法的AUV路径规划方法。[方法]推导评价区间响应的矢量分析方法公式,引入分段学习和量子计算机制,改进经典麻雀搜索算法的更新公式。通过汤普森采样策略动态更新种群数量。在复杂洋流环境中进行仿真测试,验证改进算法的有效性。[结果]测试结果表明,改进算法的平均最长航行时间较改进前缩短49.88%,在极端突变的洋流环境下,路径规划失败率降低10.6%。[结论]研究成果揭示了该方法具有较强的全局搜索能力和寻优性能、算法收敛性能较好,具备高效的路径规划能力,对AUV以及其他领域的路径规划问题有借鉴意义。 展开更多
关键词 自主水下航行器 三维路径规划 麻雀搜索算法 区间优化 矢量分析法 运动规划
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基于多目相机识别航道的桥区异常船舶预警方法 被引量:1
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作者 贺益雄 张锐 +2 位作者 杜子俊 徐录平 王兵 《武汉理工大学学报》 2025年第3期38-45,90,共9页
为减少因船舶偏离航道而造成的搁浅、碰撞航标或桥墩等水上交通事故,提出了一种基于多目相机自动识别航道的桥区航行异常船舶预警方法。基于YOLOv5(You Only Look Once version 5)目标检测算法,联动变、定焦相机识别并定位航标和船舶,... 为减少因船舶偏离航道而造成的搁浅、碰撞航标或桥墩等水上交通事故,提出了一种基于多目相机自动识别航道的桥区航行异常船舶预警方法。基于YOLOv5(You Only Look Once version 5)目标检测算法,联动变、定焦相机识别并定位航标和船舶,跟踪并记录船舶航迹点,计算船舶的速度和航向并推算船位。提出了一种基于视频船舶航迹点的密度聚类识别航道两侧航标的方法,实现航道自适应可视化。基于船位推算识别并预警航行状态异常的船舶。实验结果表明:航标、船舶的检测正确率分别达84.8%、90.3%,相较单一相机检测模型,正确率分别提高了32.1%、5.5%;能够自适应可视化航道并识别、预警航行异常船舶。 展开更多
关键词 航道可视化 多目相机联动 船舶目标检测 轨迹点聚类 航行预警
原文传递
面向智能船舶的设备故障预测与管理系统 被引量:1
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作者 汪益兵 韩志豪 站翌婷 《船舶工程》 北大核心 2025年第3期93-98,共6页
[目的]针对船舶设备的智能化维护与故障预测问题,通过对1艘半潜运输船上主要设备1 800个信号点持续采集1a所得到的大量信号数据进行研究。[方法]提出基于决策树的分类预测方法,对智能船舶运维中的设备进行评估和诊断。[结果]该方法利用... [目的]针对船舶设备的智能化维护与故障预测问题,通过对1艘半潜运输船上主要设备1 800个信号点持续采集1a所得到的大量信号数据进行研究。[方法]提出基于决策树的分类预测方法,对智能船舶运维中的设备进行评估和诊断。[结果]该方法利用决策树模型易于理解、解释、高效处理大规模数据,以及能处理多变量输入等特性,能快速识别设备衰退趋势并提前预测故障,减少智能船舶运维中由设备故障带来的不确定性影响。[结论]最终开发出智能船舶自动化运维与船岸一体的智能化管理系统,实现了船舶运行、状态监控与预测、维修维护智能管理的可视化、可控化、系统化和一体化,降低了船舶运维成本与管理风险,提升了设备利用效率。 展开更多
关键词 船舶运维 智能船舶 大数据 故障预测
原文传递
AIS数据中船舶避碰行为提取方法 被引量:1
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作者 冮龙晖 刘通 +1 位作者 王旭升 谢伟东 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期141-147,共7页
船舶避碰行为分析对于船舶碰撞风险评估、智能避碰决策、导助航设备研发和船舶交通管理等方面的研究具有重要意义。本文提出一种基于海量AIS时空数据的船舶避碰行为提取方法。该方法包括会遇态势判别、避碰样本提取和避碰行为提取3个模... 船舶避碰行为分析对于船舶碰撞风险评估、智能避碰决策、导助航设备研发和船舶交通管理等方面的研究具有重要意义。本文提出一种基于海量AIS时空数据的船舶避碰行为提取方法。该方法包括会遇态势判别、避碰样本提取和避碰行为提取3个模块,依据避碰规则和航海实践对会遇态势判别和避碰样本提取中的关键参数及判别条件进行确定,通过船舶航行轨迹还原和避碰行为特征参数迭代,识别出表征避碰时机和避碰行为的具体参数。应用实际AIS数据对算法的有效性和准确性进行验证,并将算法提取结果与实际船舶航迹进行对比分析,结果表明该方法能够有效地从AIS数据中提取出船舶会遇和避碰行为数据,可以为后续船舶避碰相关研究提供数据支持。 展开更多
关键词 避碰行为分析 会遇态势 AIS数据
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基于多项式混沌展开的船舶避碰鲁棒轨迹规划 被引量:1
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作者 祁新宇 张智 +3 位作者 尚晓兵 张艺琼 姜立超 周悦欣 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第2期621-632,共12页
现有的船舶避碰轨迹规划大部分是以精确的运动模型和环境信息为前提,难以应对实际环境中存在的多种不确定海况因素,并导致规划出的轨迹安全可靠性降低。针对以上问题,提出一种基于多项式混沌展开法的船舶鲁棒轨迹规划方法,将船舶水动力... 现有的船舶避碰轨迹规划大部分是以精确的运动模型和环境信息为前提,难以应对实际环境中存在的多种不确定海况因素,并导致规划出的轨迹安全可靠性降低。针对以上问题,提出一种基于多项式混沌展开法的船舶鲁棒轨迹规划方法,将船舶水动力学模型中的水动力系数视为不确定性参数,以碰撞危险度及舵角控制量为目标函数,建立船舶轨迹规划的最优控制模型,并使用遗传算法求得控制量与优化后的轨迹。仿真实验结果表明,优化后的轨迹最小距离以及最大会遇距离均提升10%~20%,平均碰撞危险度降低10%,实验结果表明考虑不确定性的船舶轨迹规划更加安全可靠。 展开更多
关键词 船舶避碰 多项式混沌展开 碰撞危险度 最优控制 遗传算法
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基于坐标注意力和加权双向特征金字塔网络的舰载机阻拦着舰拉制状态精准识别
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作者 李哲 杨杰 +4 位作者 张椅 王华 李亚飞 王可 徐明亮 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期124-133,共10页
[目的]舰载机着舰安全的关键在于尾钩与阻拦索成功挂索,而现有研究中,借助智能化手段辅助着舰指挥官(LSO)识别阻拦着舰状态的工作较少。为此,提出一种融合坐标注意力和加权双向特征金字塔网络的阻拦着舰拉制状态识别模型。[方法]先使用... [目的]舰载机着舰安全的关键在于尾钩与阻拦索成功挂索,而现有研究中,借助智能化手段辅助着舰指挥官(LSO)识别阻拦着舰状态的工作较少。为此,提出一种融合坐标注意力和加权双向特征金字塔网络的阻拦着舰拉制状态识别模型。[方法]先使用坐标注意力机制(CA)从空间和通道两个维度增强模型捕捉特征的能力;再通过加权双向特征金字塔网络(BiFPN)纳入可学习的权值学习不同输入特征的重要性,实现双向多尺度特征融合;然后采用C2F模块轻量化模型架构,减少参数和计算量;最后通过仿真实验将所提模型与5种基线模型进行对比。[结果]结果表明,在舰载机尾钩和阻拦着舰拉制状态的检测上,该模型综合性能均优于基线模型。[结论]该模型有助于提高尾钩及阻拦索的啮合状态检测的准确率和鲁棒性,对提高舰载机着舰作业的效率、预防潜在的人员伤害和装备损失具有重要意义。 展开更多
关键词 舰载机 阻拦装置 状态识别 双向特征金字塔网络(BiFPN) 航空母舰
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基于多任务Informer模型的船舶轨迹预测及行为识别研究
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作者 李世刚 刘克中 +3 位作者 陈立家 周乃祺 周阳 黄嘉韬 《中国航海》 北大核心 2025年第3期157-165,共9页
为有效预判航行风险,并为船舶避碰、交通管理等决策提供重要依据,研究了一种基于多任务Informer模型的船舶轨迹预测及行为识别模型。该模型以Informer框架为基础,并引入多任务学习模式,通过设计多任务损失函数将船舶行为识别与轨迹预测... 为有效预判航行风险,并为船舶避碰、交通管理等决策提供重要依据,研究了一种基于多任务Informer模型的船舶轨迹预测及行为识别模型。该模型以Informer框架为基础,并引入多任务学习模式,通过设计多任务损失函数将船舶行为识别与轨迹预测并联训练,解决了AIS数据中船舶行为不准确无法作为模型输入的问题;在模型训练时,并设计基于同方差不确定性的损失函数自适应更新策略,自适应分配两个任务的损失权重。利用太仓航段水域中的真实AIS数据进行试验中多任务的Informer船舶轨迹预测模型在轨迹预测中的损失比LSTM和Informer模型分别降低了40.2%和14.7%;在行为识别任务中多任务模型的识别准确率比LSTM和Informer模型分别提升了11.7%和5.95%。表明了多任务模型能在有效提升船舶轨迹预测的性能的同时实现船舶对行为的准确识别。 展开更多
关键词 轨迹预测 行为识别 AIS数据 Informer模型 多任务学习
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基于运动平台的舰船操纵模拟器关键技术综述
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作者 彭利坤 王晨宇 +3 位作者 吕帮俊 陈佳 黄斌 潘炜 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期1-6,共6页
本文综述基于运动平台国内外舰船操纵模拟器的发展现状,总结分析六自由度运动平台的反解、控制策略,不同模拟器洗出算法的侧重点和性能指标,舰船运动数学模型的参数化与非参数化建模等关键技术。通过对现有研究的分析,指出未来基于运动... 本文综述基于运动平台国内外舰船操纵模拟器的发展现状,总结分析六自由度运动平台的反解、控制策略,不同模拟器洗出算法的侧重点和性能指标,舰船运动数学模型的参数化与非参数化建模等关键技术。通过对现有研究的分析,指出未来基于运动平台的舰船操纵模拟器的发展将会朝着更智能化、沉浸式方向发展,为进一步研发高逼真度舰船操纵模拟器提供有益参考。 展开更多
关键词 舰船操纵模拟器 运动平台 洗出算法 舰船操纵数学模型
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特殊规则约束下感潮河段船舶自主航行方法
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作者 贺益雄 柴露通 +3 位作者 王兵 赵兴亚 代永刚 黄立文 《交通信息与安全》 北大核心 2025年第4期86-97,共12页
为解决感潮河段特殊航行规则约束下的船舶自主航行问题,以南通段水域为例,对态势感知、规则融入和操纵决策开展研究。基于环境特征与决策需求,在传统数字化交通环境模型的基础上考虑航道因素与潮汐情况,创新性构建感潮河段数字化交通环... 为解决感潮河段特殊航行规则约束下的船舶自主航行问题,以南通段水域为例,对态势感知、规则融入和操纵决策开展研究。基于环境特征与决策需求,在传统数字化交通环境模型的基础上考虑航道因素与潮汐情况,创新性构建感潮河段数字化交通环境模型并以真实数据驱动,将其转化为决策程序可识别的信息库,系统读取信息库信息,感知附近环境构成要素的状态和发展态势,为决策与控制提供输入信息。量化解析《内河避碰规则》和良好船艺要求,结合感潮河段航道走向和舷角比对方法,改进传统会遇局面辨识模型,创新性建立感潮河段会遇局面与避让责任辨识模型,明确涨潮、非涨潮期间船舶避让责任与行动时机,并建立约束方程。在环境、避让责任、操纵性等多因素约束下,提出1种能自适应潮汐影响、求取避碰方案的自主航行方法,在真实数据驱动的通航环境中进行了2组仿真实验和1组对比实验。实验结果表明:在不同潮汐情况下,本文方法均能准确识别会遇局面,判断避让责任,生成、执行能让清所有目标的改向改速方案。对比实验中,内河宽水域航行决策方法下,本船在t=1 s时右转5°避让目标船,避让责任判定错误,行动时机和幅度不符合特殊规则和良好船艺要求;本文方法下,可感知潮汐情况和本船航行状态,在t=201 s时右转15°安全通过,符合要求。 展开更多
关键词 航行安全 感潮河段 自主航行 内河会遇局面辨识 避让方案
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基于船舶行为模式的海上交通航线提取方法
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作者 刘钊 闵正麟 +3 位作者 高海若 陈阳 罗辰汉 张敏 《中国航海》 北大核心 2025年第3期57-64,共8页
为解决复杂水域内船舶航线规划困难的问题,提出一种基于船舶行为模式的海上交通航线提取方法。基于船舶自动识别系统(AIS)数据,使用阈值判断法与滑动窗口方法识别船舶行为模式特征点;运用聚类算法,对每一类聚类结果中的质心点进行搜索... 为解决复杂水域内船舶航线规划困难的问题,提出一种基于船舶行为模式的海上交通航线提取方法。基于船舶自动识别系统(AIS)数据,使用阈值判断法与滑动窗口方法识别船舶行为模式特征点;运用聚类算法,对每一类聚类结果中的质心点进行搜索以表征点集的分布位置;制定连接规则依次连接质心点,生成海上交通航线;选取北部湾水域AIS数据进行试验分析。结果表明:该方法提取的航线与《北部湾广西海域船舶航行指南》中公布的推荐航路具有较好的相符性。 展开更多
关键词 航线提取 船舶行为模式 航路点 聚类算法
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追越局面下PIDVCA算法完备性测试及优化
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作者 艾小波 李丽娜 +1 位作者 陈国权 官磊 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第19期168-175,共8页
针对目前尚未形成一套严谨的船舶智能避碰决策算法完备性验证方法,基于船舶碰撞危险度动态评估体系,提出船舶拟人智能避碰决策(PIDVCA)算法的仿真测试目标,确保在追越局面下智能避碰的安全性和可靠性。通过船舶智能操控仿真测试平台,对... 针对目前尚未形成一套严谨的船舶智能避碰决策算法完备性验证方法,基于船舶碰撞危险度动态评估体系,提出船舶拟人智能避碰决策(PIDVCA)算法的仿真测试目标,确保在追越局面下智能避碰的安全性和可靠性。通过船舶智能操控仿真测试平台,对船舶拟人智能避碰决策算法进行仿真测试,采用双智能船进行不同交汇特征、不同危险等级以及不同船型的全面深度测试。重点分析双智能船的典型场景及特殊场景测试结果,并对算法中的问题进行优化。优化后的算法在追越局面中能够提供符合《国际海上避碰规则》要求的避碰决策,同时体现海员的通常做法及良好船艺。研究成果为算法的实用化测试认证提供了新模式,并为算法完备性测试和场景库设计提供了新思路。 展开更多
关键词 船舶拟人智能避碰算法 追越局面 双智能船测试场景 完备性
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基于昆兹概率模型的海上船舶碰撞风险评估算法
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作者 梁也 江霞 +2 位作者 章伟 王红玲 赖方瑜 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第12期185-189,共5页
在船舶航行过程中,两船近距离并行或交汇时,由于船体周围水流的相互干扰,会出现船间效应。此时船舶会出现不规则的摆动或转向偏差,增加碰撞事故发生的概率。因此,提出基于昆兹概率模型的海上船舶碰撞风险评估算法。通过推算出主船舶避... 在船舶航行过程中,两船近距离并行或交汇时,由于船体周围水流的相互干扰,会出现船间效应。此时船舶会出现不规则的摆动或转向偏差,增加碰撞事故发生的概率。因此,提出基于昆兹概率模型的海上船舶碰撞风险评估算法。通过推算出主船舶避免与目标船舶碰撞的偏航角和停船距离2个表征值,实时捕捉船舶在航行过程中的状态变化。碰撞风险表征值为依据,利用昆兹概率模型估算主船舶在特定航迹上与目标船舶碰撞概率,量化船间效应风险。并基于事件树和碰撞后续事件进行各事件发生概率、伤亡人数期望值、风险值及总风险值的计算公式,完成船舶碰撞风险评估。实验结果表明,该算法能够有效且准确地实现船舶碰撞风险评估,使评估值的最大误差不超过0.0002;通过对比实验凸显,该算法的可行性更优越,可为海上交通安全提供有力支持。 展开更多
关键词 海上船舶 偏航角 停船距离 昆兹概率模型 碰撞风险评估
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基于时间比率-航速-航向的船舶轨迹压缩方法
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作者 刘畅 曹鲁芳 +2 位作者 杨雨露 林彬 张仕泽 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第1期172-183,共12页
考虑船舶航迹中包含的时间、位置、航速与航向等信息,提出一种全面考虑时空运动特性的船舶轨迹压缩方法;针对船舶自动识别系统(AIS)数据中的对地航速和对地航向分别提出航速及航向压缩算法以提取轨迹运动数据;为保留时间信息和空间数据... 考虑船舶航迹中包含的时间、位置、航速与航向等信息,提出一种全面考虑时空运动特性的船舶轨迹压缩方法;针对船舶自动识别系统(AIS)数据中的对地航速和对地航向分别提出航速及航向压缩算法以提取轨迹运动数据;为保留时间信息和空间数据,引入时间比率算法;通过综合这3种算法,提出时间比率-航速-航向(TSH)压缩算法,并根据压缩率和长度损失率实现了TSH算法参数的自适应确定;为验证方法的有效性,以威海、老铁山和长江水域的AIS数据作为研究对象,与道格拉斯-普克(DP)算法、改进DP算法进行对比。试验结果表明:TSH算法能够更精细地提取船舶轨迹的特征点,从而保留时空和运动行为,其中,单条轨迹压缩结果显示,经TSH算法压缩后的轨迹与原始轨迹之间的豪斯多夫距离比DP算法和改进DP算法分别降低1.6和1.1倍,多属性对称分割路径距离(MSSPD)较改进DP算法降低1.9倍,更好地保留了船舶轨迹的原始特征;整体轨迹压缩结果显示,对于威海、老铁山和长江水域,TSH算法在豪斯多夫距离上较DP算法分别降低2.1、2.2和1.7倍,较改进DP算法分别降低1.4、1.5和1.1倍,在MSSPD指标上分别低于改进DP算法1.3、1.1和1.2倍,进一步证明TSH压缩算法对船舶航行行为保留的有效性。经验证,所提出的TSH算法在较高压缩率下展现出更好的轨迹重构能力。 展开更多
关键词 船舶自动识别系统 船舶轨迹数据 AIS数据 船舶轨迹压缩 TSH算法 TS算法
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基于Snake与注意力机制的船舶实例分割方法
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作者 陈晨 胡松涛 +3 位作者 马枫 赵新征 魏月楠 舒忠诚 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期307-320,共14页
[目的]船舶的实例分割可服务于船舶监测、识别和跟踪等任务,支撑船舶智能航行。然而,受船舶形状尺度多变及环境因素的干扰,已有实例分割方法在船舶轮廓提取上表现不佳。为解决此问题,提出基于曲线递归的Ship Contour方法。[方法]通过改... [目的]船舶的实例分割可服务于船舶监测、识别和跟踪等任务,支撑船舶智能航行。然而,受船舶形状尺度多变及环境因素的干扰,已有实例分割方法在船舶轮廓提取上表现不佳。为解决此问题,提出基于曲线递归的Ship Contour方法。[方法]通过改进CenterNet方法提取分层特征,融合Deep Layer Aggregation-60骨干网络,兼顾精度和速度;优化Block结构、引入ECA通道注意力机制增强特征提取的能力,使用Mish激活函数代替ReLU适应深层学习;引入平移不变的轮廓变形方法、Dynamic Matching Loss损失函数加快最终轮廓的提取。[结果]在2300张样本的2023Ship-seg专用数据集上,所提出方法的准确率AP0.5:0.95达到64.0%,召回率AR0.5:0.95达到67.9%,优于主流实例分割算法。[结论]所提方法能有效提升监控与智能航行场景下的视觉处理效果。 展开更多
关键词 图像处理 图像分割 船舶实例分割 注意力机制 SNAKE模型 目标识别 特征提取
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