(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111535664.4 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 中船航海科技有限责任公司 地址 200136 上海市浦东 新区金桥路5 35号 (72)发明人 胡文妹　荣凯　王鸿显　胡杰　 孙为康　万柳梅　 (74)专利代理 机构 上海智力专利商标事务所 (普通合伙) 31105 代理人 杜冰云　周涛 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/30(2012.01) G08G 3/02(2006.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于分布协同策略的船舶避碰方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于分布协同策略的船 舶避碰方法， 本发明的方法主要针对开阔水域中 多船间的避碰规划， 利用危险度对 船舶避碰路线 的安全性进行评估， 并采用分步策略选择出各船 彼此间无碰撞的路线， 从而解决多船会遇下的避 碰问题， 减少船舶之间碰撞风险、 提高协调避碰 能力、 推动绿 色高效航 运发展。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114358393 A 2022.04.15 CN 114358393 A 1.一种基于分布 协同策略的船舶避碰方法， 其特 征在于， 具体包括以下步骤： S1， 本船与会遇船舶之间进行通讯以交换彼此的航行参数和避让意图， 所述会遇船舶 至少为两 搜船； S2， 根据本船与会遇船舶的航行参数预测本船在未来特定时间段内是否会与会遇船舶 发生碰撞， 若会发生碰撞， 则执 行步骤S3； S3， 利用蚁狮算法规划出本船相对于每搜会遇船舶的最佳避碰路线； S4， 利用改进度指标计算公式分别计算出本船与会遇船舶的改进度指标， 将改进度指 标最大的船舶作为避让船， 避让船按照其对应的最佳避碰路线进行航行， 其他船舶按照原 航行线路继续 航行。 2.根据权利要求1所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 步骤S2中根 据本船与会遇船舶的航行参数预测本船在未来特定时间段内是否会与会遇船舶发生碰撞 的具体步骤为： 构建四分数 船舶领域 危险判别模型； 将本船与会遇船舶的航行参数输入四分数船舶领域危险判别模型， 得到本船与会遇船 舶的安全区域； 根据本船与会遇船舶的安全区域计算出本船的禁行区域； 根据本船与会遇船舶的航行参数计算出本船相对于会遇船舶在未来不同碰撞时刻下 与会遇船舶发生可能碰撞时的速度矢量， 从而获得未来特定时间段内发生碰撞的速度矢量 集合； 判断本船当前速度矢量是否处于速度矢量集合内， 如果在， 则表示本船与会遇船舶在 未来某一时刻会发生碰撞。 3.根据权利要求2所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 所述本船的 禁行区域的计算公式为ConfP(O,R)＝{P|||P ‑O||≤ro+rj＝R}， 其中P是本船在其安全区域 内的位置， O是会 遇船舶在其安全区域内的位置， ro是本船的安全区域的半径长， rj是会遇船 舶的安全区域的半径长， R是本船的禁行区域Co nfP的半径长 。 4.根据权利要求2所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 步骤S3 中利 用蚁狮算法规划出本船相对于每搜会遇船舶的最佳避碰路线的具体步骤为： 根据本船的禁行区域、 本船与第一搜会遇船舶的航行参数， 通过蚁狮算法规划出本船 相对于第一艘会遇船舶的初始避碰路线； 根据避碰安全性计算公式分别计算初始避碰路线中本船在避让点、 复航点和返航点的 碰撞危险度； 从本船在避让点、 复航点和返航点的碰撞危险度 数值中选取出最大值作为危险度目标 值； 将危险度目标值重新代入蚁狮算法对初始避碰路线进行优化， 得到本船相对于第 一艘 会遇船舶的最佳避碰路线； 然后， 重复上述 步骤， 得到 本船相对于其 他会遇船舶的最佳避碰路线。 5.根据权利要求4所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 避碰安全性 计算公式 其中， (x,y)是本船在第k时刻的位置， k是本权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114358393 A 2船在每个时刻位置的序号。 6.根据权利要求1所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 改进度指标 计算公式 其中， 是本船在原始航行 路线下与第i艘会遇船舶之间的碰撞危险度， 是本船在最佳避碰路线下与第i艘会遇 船舶之间的碰撞危险度， T是时间因素， n是会遇船舶的个数， cos(Cα)为本船在避让点的偏 离角度， cos(Cγ)为本船在复航 点的偏离角度。 7.根据权利要求6所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， T＝exp( ‑α (tf‑Kt))， 其中， tf是本船依据原始航线航行时与会遇船舶发生碰撞的时间， K是第K代循环 次数， t是时间步长 。 8.根据权利要求7所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 当tf小于10 分钟， T才 会对ImpRS有显著的影响。 9.根据权利要求1所述的基于分布协同策略的船舶避碰方法， 其特征在于， 所述航行参 数包括航速和航向。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114358393 A 3