基于改进NSGA-Ⅱ的船舶避碰决策辅助算法

作者：苗鹏; 刘克中^*; 辛旭日; 陈逸涵; 吴晓烈

来源：大连海事大学学报, 2021, 47(04): 10-18.

DOI：10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2021.04.002

• 船舶避碰决策
• 多目标优化算法
• 改进NSGA-Ⅱ
• Pareto分布

针对避碰决策问题对算法时效性和轨迹分布性的要求,改进一种基于多目标优化算法的NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting in genetic algorithmⅡ).采用按需分层策略和考虑父代支配信息的算数交叉算子策略,降低了算法的时间复杂度,加快了收敛速度;提出动态分布适应度策略,控制了帕累托集在目标空间的分布.在此基础上,分别建立决策方案的安全性和经济性目标函数以及驾驶员对决策安全性的偏好函数,通过改进NSGA-Ⅱ对避碰决策方案寻优.试验结果表明,改进NSGA-Ⅱ的收敛速度和分布性有所提升,证明了改进算法的有效性和优越性;在构建的四种船舶会遇场景下,算法均能寻得多个兼顾安全性和经济性的避碰决策方案,为驾驶员避碰决策提供参考.

• 单位
  内河航运技术湖北省重点实验室; 武汉理工大学