[发明专利]一种无人船多目标优化方法及无人船智能综合管控系统

说明书

本发明提供无人船多目标优化方法，包括：S1、获取原始数据；S2：对原始数据进行分析处理，获得原始数据中的无人船管控数据；S3、将无人船管控数据输入航行情景解析模型中，输出各航行条件对船舶航行的影响值；航行情景解析模型为预先训练的长短期记忆网络LSTM模型；S4、依据各航行条件对船舶航行的影响值，输入到多目标优化模型中，获取至少一个优化方案，依据至少一个优化方案中的一个方案使无人船控制优化。代替人进行航行情景的认知，获取使各个智能设备间协同规划、协同管理、协同控制的无人船智能设备控制方案。还提供无人船智能综合管控系统，实现无人船各智能设备的综合管控、综合指挥以及各智能设备间相互协同工作。

技术领域

本发明涉及无人船智能系统技术领域，尤其涉及一种无人船多目标 优化方法及无人船智能综合管控系统。

背景技术

随着现代科学技术的飞速发展，无人船的实现有了技术支撑，无人船 自主航行的实现也有了可能性。船舶海上事故75％～96％源于人为因素， 而且船舶海上作业的人事成本高，高级船员需求缺口大，船员生活工作空 间占船舶空间比例大，降低了海上运输效率。无人船有效的解决了上述存 在的问题，是我国海上智能交通战略的重要组成部分，其自主航行技术是 无人船的关键技术之一。

中国专利申请CN107563576A于2018年1月9日公开的船舶智能能 效管理系统，通过实时采集的数据进行实时评估，在实际数据的基础上对 提高能效进行调整船舶运行情况，从而使船舶能效管理更加科学有效。中 国专利申请CN109634289A于2019年4月16日公开的一种无人船自主 航行系统及其工作方法，考虑了无人船的特征参数和操作性能对路径规 划的影响，实现无人船整个过程的自主航行。上述专利申请均只是针对单 个智能船舶系统的优化，而无人船海上航行是船上各智能系统综合作用 的结果。

为考虑无人船各智能系统间的协同工作，亟需一种无人船各智能设 备的协同多目标优化方法及系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种无人船多目标优 化方法，代替人进行航行情景的认知，获取使各个智能设备间协同规划、 协同管理、协同控制的无人船智能设备控制方案，提升无人船智能化。还 提供一种无人船智能综合管控系统，实现无人船各智能设备的综合管控、 综合指挥以及各智能设备间相互协同工作。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种无人船多目标优化方法，包括以下步骤：

S1、无人船获取行驶中无人船预设时间段内原始数据；原始数据为无 人船上各智能监测模块监测的数据，包括船舶相关参数、船舶外部环境数 据、船舶自身状态数据和岸基中心遥控数据。

S2：无人船对原始数据进行分析处理，获得原始数据中的无人船管控 数据。

S3、无人船将无人船管控数据输入航行情景解析模型中，输出各航行 条件对船舶航行的影响值；航行条件包括航行区域、气象条件、自身周边 航行船舶密度和船舶自身状态，航行情景解析模型为预先训练的长短期 记忆网络LSTM模型。

S4、无人船依据各航行条件对船舶航行的影响值，输入到多目标优化 模型中，获取至少一个优化方案，依据至少一个优化方案中的一个方案使 无人船控制优化。

作为本发明方法的一种改进，预先训练的LSTM模型的更新方程包 括：

f_t＝σ(W_f·[h_t-1,x_t]+b_f)