基于DDPG算法的游船航行避碰路径规划

作者：周怡; 袁传平; 谢海成; 羊箭锋^*

来源：中国舰船研究, 2021, 16(06): 19-60.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02057

• 混合航道
• 船舶领域
• 船舶避碰
• 深度确定性策略梯度算法
• 失败区域探索策略

[目的]作为船舶航行安全的核心问题,若船舶避碰完全依赖船长的个人状态和判断将存在一定的安全隐患。为了统筹关键水域上所有船舶(游船、货船等)并进行路径预测,需要建立防碰撞预警机制。[方法]利用深度确定性策略梯度(DDPG)算法和船舶领域模型,采用电子海图模拟船舶的航行路径,提出基于失败区域重点学习的DDPG算法改进策略,并针对游船特点改进的船舶领域模型参数等改进方法,提高航线预测和防碰撞准确率。[结果]使用改进的DDPG算法和改进的船舶领域模型,与未改进前的算法相比,船舶避碰正确率由84.9%升至89.7%,模拟航线与真实航线的平均误差由25.2 m降至21.4 m。[结论]通过基于改进的DDPG算法和改进的船舶领域模型开展船舶避碰路径规划,可以实现水域船舶航线监管功能,且当预测航线与其他船舶存在交会时,告警调度人员,从而实现防碰撞预警机制。

• 单位
  苏州大学