路線預報系統(tǒng)中應用的基本蟻群算法由于信息素缺少,導致一定迭代次數(shù)下的路線預報精準度較低,因此設計一種救援船舶海上航行路線精準預報系統(tǒng)。系統(tǒng)設計過程中,硬件沿用了現(xiàn)有系統(tǒng)中使用的硬件,主要對軟件進行設計。首先采用鏈接圖法將運動空間按照自由空間和障礙物空間進行分割,將障礙物和船舶進行膨化,節(jié)省線路規(guī)劃時間并降低模型的復雜性;對蟻群算法進行優(yōu)化,引入一個新的參量改變狀態(tài)轉移規(guī)則,并對信息素初始化和全局信息素的更新規(guī)則進行優(yōu)化。為了驗證設計系統(tǒng)的有效性,進行仿真實驗。實驗結果表明,在相同的迭代次數(shù)下,設計系統(tǒng)預報的救援路線長度明顯比原有系統(tǒng)得到的救援路徑更優(yōu),說明設計系統(tǒng)具有一定的有效性。 

【文章來源】：艦船科學技術. 2020,42(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

鏈接圖法分割環(huán)境空間示意圖Fig.1Schematicdiagramofenvironmentspacesegmentationbylinkgraphmethod

迭代搜索過程開始時，吸引大量的螞蟻參與到搜索過程中，信息素濃度的初始值需要設定為允許范圍內的最大上限值，當經(jīng)過一定的迭代次數(shù)后，出現(xiàn)停滯或無法找到最優(yōu)路徑的情況發(fā)生時，需要重新初始化各個路徑上的信息素濃度。至此完成救援船舶海上航行路線精準預報系統(tǒng)的設計。2仿真實驗以及結果分析2.1實驗設計為驗證本文設計系統(tǒng)具有一定的有效性，在仿真平臺上利用MAKLINK圖論方法建立救援船的空間環(huán)境模型，那么路線精準預報問題就演變成了求解連接圖中最短路徑問題。建立的仿真地形如圖2所示。圖2仿真地形圖Fig.2Simulatedtopographicmap圖中，A點為救援船的始發(fā)點，B點為需要救援的船只所在位置。將上圖轉化為帶權網(wǎng)絡圖求解最短距離問題，可以參照圖3。分別使用本文設計的預報系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)進行救援線路的規(guī)劃。本文系統(tǒng)將圖3所示的帶權有向圖中的頂點分成兩部分，一部分放在已經(jīng)求得的最短路徑集合S中，之后每求出一個頂點就放入該集合中；頂點的另外一部分為未確定的最短路徑頂點，放入集合U中。對于圖3，本文系統(tǒng)的求解過程如表1所示。在實驗中，本文系統(tǒng)在建立的空間模型中尋找一第42卷馬建民：救援船舶海上航行路線精準預報系統(tǒng)·23·

4]表1本文系統(tǒng)求解過程Tab.1Solutionprocessofthesysteminthispaper迭代初始1234S{1}{1，2}{1，2，4}{1，2，4，3}{1，2，4，3，5}U–2435dist[2]1010101010dist[3]Maxint60505050dist[4]3030303030dist[5]100100906060表2兩系統(tǒng)迭代過程中最短路徑距離統(tǒng)計Tab.2Statisticsoftheshortestpathdistanceintheiterativeprocessofthetwosystems迭代次數(shù)原有系統(tǒng)最短路線長度/m本文系統(tǒng)最短路線長度/m560750710584475155734522056142250544413100523410200471410圖3帶權有向圖Fig.3Weighteddirectedgraph·24·艦船科學技術第42卷

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3453798