[發明專利]一種多船博弈的船舶避碰處理方法

有效

• 申請號: 201911034375.9
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110703759B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 王曉原;馮凱
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明提供了一種多船博弈的船舶避碰處理方法，其特征在于，包括：S1、當目標船舶行駛在復雜航行環境的集群中時，獲取目標船舶的基本信息，目標船舶所處集群的基本信息以及預設區域內所有集群的基本信息；S2、目標船舶基于獲取的所有信息，采用相場耦合與不完全信息多船動態博弈的船舶避碰模型，確定用于目標船舶避碰的最優選擇策略；S3、目標船舶根據確定的最優選擇策略，控制船舶執行避碰操作。以集群船舶為研究對象，考慮博弈方可獲得信息的完備程度，具有較高的有效性和可靠性。

技術領域

本發明涉及船舶交通與主動安全技術領域，尤其涉及一種多船博弈的船舶避碰處理方法。

背景技術

近年來，隨著船舶大型化、高速化發展以及數量的急劇增加，航行安全問題變得日趨嚴重。其中，海上船舶碰撞是危及船舶航行安全的主要原因，在海上船舶交通事故中占有很大比例。船舶避碰需要在短時間內綜合分析各種信息，考慮多種因素的影響。船舶避碰算法的合理性或有效性直接影響到航行過程的安全性。

隨著船舶智能化水平的提高，物聯網技術能實現船與船之間、船與岸之間以及船與環境之間的多源信息采集和共享，使航行參與者能充分利用網聯技術了解和掌握其認知能力所達之外有關周圍環境的有用信息，特別是涉及感知區域內船舶編組和靜態障礙物等重要信息元素，可為船間動態避碰提供決策依據，提高船舶航行主動安全。因此，對物聯網條件下的船舶避碰系統進行研究對保障航行安全、避免碰撞事故、減少生命和財產損失，保護海洋環境具有重要的現實意義。

現有中船舶避碰技術主要存在以下不足：1、構建的避碰模型大多以規劃局部航線為主要研究內容，較少考慮船舶類型及航行環境對船間避碰的影響。2、基于博弈理論的避碰模型通常以會遇兩船為研究對象，構建二人靜態博弈模型，分析二者之間的相互影響，不能準確反映多個會遇船舶間相互影響的復雜避讓過程。3、基于博弈理論的避碰模型較少考慮會遇船舶可獲得信息的完備程度情況。

而在航運過程中，船型類型對避碰操縱的影響不同，在繁忙水域環境下，船型構成復雜，避碰發生的頻率更高；開闊水域系統是一個復雜多變的交通系統，船舶間位置關系的不斷變更會使船舶所處的編組關系時刻發生改變，編組關系中的航行實體也會動態變化，因而船舶在進行避碰操縱時需要考慮周圍船舶避碰操縱的影響；物聯網技術發展程度的不同，船舶了解和掌握其能力所達之外有關周圍環境信息特別是涉及興趣感知區域船舶編組和航行實體重要信息的完備程度也將不同。

因此，亟需一種基于相場耦合與不完全信息多船博弈的船舶避碰方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種多船博弈的船舶避碰處理方法。以集群船舶為研究對象，考慮博弈方可獲得信息的完備程度，具有較高的有效性和可靠性。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種多船博弈的船舶避碰處理方法，包括：S1、當目標船舶行駛在復雜航行環境的集群中時，獲取目標船舶的基本信息，目標船舶所處集群的基本信息以及預設區域內所有集群的基本信息；S2、目標船舶基于獲取的所有信息，采用相場耦合與不完全信息多船動態博弈的船舶避碰模型，確定用于目標船舶避碰的最優選擇策略；S3、目標船舶根據確定的最優選擇策略，控制船舶執行避碰操作。

作為本發明方法的一種改進，目標船舶的基本信息包括船舶位置信息和船型信息；目標船舶所處集群的基本信息包括船舶標識、船舶位置信息、船型信息和船舶所占水域面積；預設區域內所有集群的基本信息包括船舶位置信息、船型信息和船舶所占水域面積。