一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法技术

本发明专利技术公开了一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，包括步骤一至步骤十四。本发明专利技术采用遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，相比现有技术中航线优化算法具有极大优势，首先，基于大数据量的实际航行测量，重新定义了失速方程，船舶失速计算更准确，以及优化航线过程中，考虑了实时船舶失速，航线规划的误差更小；并采用了逐级优化的方法，避免了每一级的选择库样本量是前一级的几何倍数的问题，计算量大大减小，大大提高计算效率。大大提高计算效率。大大提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法


[0001]本专利技术涉及一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，属于远洋航海


技术介绍

[0002]随着经济全球化的发展，国际贸易日渐繁荣，作为国际物流重要方式的远洋海运业也获得了大幅度的发展；新时期的新问题，对相应的航海技术提出了更高的要求；以往航线规划方法，对气象预报不同准确度的数据不加区分的同等水平的分析方式开销了较大的计算时间、对航程全程遍历导致计算效率低下，总体框架区域范围较窄只能得出局部较优解。
[0003]为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，
[0006]步骤一：采用遍历和贪心算法，来获取航线基本信息，形成航线数据库，该航线数据库包括航次参数信息数据、船舶参数信息数据、海况信息和海图信息参数信息数据；
[0007]步骤二：计算出发港P
O
到目的港P
E
的恒向角
[0008]步骤三：分别在恒向角方向两侧以角度δ为间隔均匀散布相同数量n的恒向方向
[0009]步骤四：根据步骤一中的船舶参数信息数据的海况信息和海图信息参数信息数据，来计算对船舶失速的影响，分别以恒向方向为航向航行24小时，计算到达终点坐标为P
0，1-ir/>，其中：0≤i≤2n；
[0010]步骤五：分别以P
0，1-i
为起点，重复步骤四；
[0011]步骤六：判断航行时间是否超过72小时，若不超过，则进入步骤四；若航行时间超过72小时，则进入下一步骤七；
[0012]步骤七：以72小时航行各终点P
0，2-i
为起始点，并以目的港口P
E
为终点，计算起始点和终点之间的恒向角其中：0＜i＜(2n+1)3；
[0013]步骤八：在方向两侧以角度δ为间隔均匀散布相同数量n的恒向方向
[0014]步骤九：结合船舶自身特性，充分考虑气象预报的海况对船舶失速的影响，分别以为航向航行24小时，计算到达终点坐标为P
i，j
；
[0015]步骤十：对确定的i,在P
i，j
中选出距离航行终点最近的点作为本次优化的终点，计算并保存数据，其中：0＜j≤2n+1；
[0016]步骤十一：判断步骤十中的终点是否已靠近航行终点目的港P
E
；若是，则航程结束；若否，则以步骤十的终点为起点，重复步骤九至步骤十的操作；
[0017]步骤十二：汇总所有航线的信息，构成备选航线库；
[0018]步骤十三：根据优选变量的要求，从备选航线库中选出相应变量最符合要求的航线，即为规划航线。
[0019]优选地，所述步骤一航线基本信息包含航次参数、船舶参数、气象预报海况信息和海图信息。
[0020]优选地，所述步骤三0＜i≤2n，且为正整数，所述0
°
<δ<180
°
。
[0021]优选地，所述步骤一中的航次参数：将前三天的航行线路作穷举遍历，每天的航线中心方向为以起始点到目的点的恒向方向，各遍历方向的集合以中心方向为中心，计算并记录下此航段的出发港口、目的港口、出发时间、到达时间、航行时间和油耗，以及途经风浪信息，形成航次参数信息数据。
[0022]优选地，所述步骤一中的船舶参数采用贪心法规划航线：将后三天的航线，以航次参数数据中的各遍历终点分别作为起始点，以本航程目的点作为终点，以起始点到目的点的恒向角作为中心航向，在中心航向两侧以特定的角度间隔分布航行方向，计算并记录船舶长宽高型参、排水量、油耗-航速曲线、油耗-转速曲线，以及此剩余航段的航行时间、油耗和途经风浪信息，形成船舶参数信息数据。
[0023]优选地，步骤一中的海况信息和海图信息参数：通过气象预报系统来取得此航线的预计的风向、风速、流向、浪向、流高、淹向、淹高、流向和流速信息，形成海况信息和海图信息参数数据。
[0024]优选地，步骤三中的船舶失速的失速值的计算公式如下：
[0025][0026]其中：船速变化量；V0：静水航速；z＝船长
×
型宽
×
型深；G：载重吨数；W：风速；WX：风舷角，风舷角为风向与船向的夹角；D：涌高；DX：涌舷角，涌舷角为涌向与船向的夹角；b0～b
10
为回归系数，其取值由失速方程回归系统表确定。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，相比于其它航线优化算法具有极大的优势，首先，基于大数据量的实际航行测量，重新定义了失速方程，船舶失速计算更准确；优化航线过程中，考虑了实时船舶失速，航线规划的误差更小；采用了逐级优化的方法，避免了每一级的选择库样本量是前一级的几何倍数的问题，计算量大大减小，大大提高了计算效率。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的航线规划流程示意图。
[0029]图2为本专利技术的航线规划示意图。
[0030]图3为本专利技术失速方程回归系统表。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参阅说明书附图，本专利技术提供一种技术方案：一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，
[0033]步骤一：采用遍历和贪心算法，来获取航线基本信息，形成航线数据库，该航线数据库包括航次参数信息数据、船舶参数信息数据、海况信息和海图信息参数信息数据；
[0034]步骤二：计算出发港P
O
到目的港P
E
的恒向角
[0035]步骤三：分别在恒向角方向两侧以角度δ为间隔均匀散布相同数量n的恒向方向
[0036]步骤四：根据步骤一中的船舶参数信息数据的海况信息和海图信息参数信息数据，来计算对船舶失速的影响，分别以恒向方向为航向航行24小时，计算到达终点坐标为P
0，1-i
，其中：0≤i≤2n；
[0037]步骤五：分别以P
0，1-i
为起点，重复步骤四；
[0038]步骤六：判断航行时间是否超过72小时，若不超过，则进入步骤四；若航行时间超过72小时，则进入下一步骤七；
[0039]步骤七：以72小时航行各终点P
0，2-i
为起始点，并以目的港口P
E
为终点，计算起始点和终点之间的恒向角其中：0＜i＜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遍历与贪心法结合的优化航线计算方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一：采用遍历和贪心算法，来获取航线基本信息，形成航线数据库，该航线数据库包括航次参数信息数据、船舶参数信息数据、海况信息和海图信息参数信息数据；步骤二：计算出发港P
O
到目的港P
E
的恒向角步骤三：分别在恒向角方向两侧以角度δ为间隔均匀散布相同数量n的恒向方向步骤四：根据步骤一中的船舶参数信息数据的海况信息和海图信息参数信息数据，来计算对船舶失速的影响，分别以恒向方向为航向航行24小时，计算到达终点坐标为P
0，1-i
，其中：0≤i≤2n；步骤五：分别以P
0，1-i
为起点，重复步骤四；步骤六：判断航行时间是否超过72小时，若不超过，则进入步骤四；若航行时间超过72小时，则进入下一步骤七；步骤七：以72小时航行各终点P
0，2-i
为起始点，并以目的港口P
E
为终点，计算起始点和终点之间的恒向角其中：0＜i＜(2n+1)3；步骤八：在方向两侧以角度δ为间隔均匀散布相同数量n的恒向方向步骤九：结合船舶自身特性，充分考虑气象预报的海况对船舶失速的影响，分别以为航向航行24小时，计算到达终点坐标为P
i，j
；步骤十：对确定的i,在P
i，j
中选出距离航行终点最近的点作为本次优化的终点，计算并保存数据，其中：0＜j≤2n+1；步骤十一：判断步骤十中的终点是否已靠近航行终点目的港P
E
；若是，则航程结束；若否，则以步骤十的终点为起点，重复步骤九至步骤十的操作；步骤十二：汇总所有航线的信息，构成备选航线库；步骤十三：根据优选变量的要求，从备选航线库中选出相应变量最符合要求的航线，即为规划航线。2.根据权利要求1所述的遍历与贪心法结合的优化航线计算方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璠，陈仲亮，张玉松，
申请(专利权)人：广东华风海洋信息系统服务有限公司，
类型：发明
国别省市：