基于模拟退火算法的海上风电水域船舶避碰研究

翁建军 余林锋

(武汉理工大学航运学院1) 武汉 430063) (武汉理工大学航运技术湖北省重点实验室2) 武汉 430063)

0 引 言

受海上风电设施施工难度和电力传输效率的限制，海上风电设施主要集中在近海水域.而近海水域多为深水良港且航路密集，交通流相对复杂.风电场内的风电机组需要占据大片水域，毗邻船舶传统航道，在风漂流漂的作用及船舶交会转向，航行于附近水域航道的船舶容易与风电设施碰撞，造成风机损坏和船舶遇险事故.随着海上风电技术的逐渐成熟，海上风电场规模及风机数量不断增加，势必威胁风电场附近航路船舶航行安全[1]，因此，研究风电场附近水域航道避碰转向具有重要意义.为此，学术界对于船舶避碰的决策模型方面进行了广泛的研究，如粒子群算法[2]、蚁群算法[3]、模拟退火算法[4]，以及基于上述算法融合、改进和完善的免疫粒子群算法[5]、粒子群和模拟退火算法[6]和改进的模拟退火算法[7]等，并相继取得一些成果，但是各种算法主要是针对本船与目标船的避碰决策，航行环境为开阔水域，鲜有考虑到大型固定物标对船舶避碰决策的影响.

针对风电场附近水域多目标船会遇态势的复杂多变性，文中以目标船与本船的方位角、距离、船速比、最近会遇距离(DCPA)和最近会遇时间(TCPA)为主要研究参数，综合考虑水域禁行区域，环境能见度，操船者的经验、技术、应变能力和心理素质等因素，建立合适的适应度模型，利用模拟退……